Globální měření energie s detailem na každý stroj

Nelze zjistit detaily, kde nám „protéká“ energie mezi prsty. V popisovaném projektu jsou měřeny odběry v desítkách výrobních závodů v různých zemích a záznamy je možné sledovat on-line či je zpětně analyzovat v libovolném časovém období, podle zemí, druhu výroby, jednotlivých výrobních linek a mnoha dalších faktorů.

Shrneme-li rozsáhlou zadávací dokumentaci popisovaného projektu, zákazník požadoval:

• jednotný systém pro měření, sledování a archivaci základních hodnot spotřeby elektřiny,
• možnost analyzovat spotřebu podle zadaných výrobních či geografických kritérií s dobou obnovy 15 min,
• výstup v podobě přehledných grafů a exportovatelných tabulek.

Příprava projektu podle místního šetření

Příprava začala nad plány a schématy. Pilotním projektem byla jedna hala výrobního závodu a během dvou let se podle harmonogramu postupně připojovaly další továrny po celé Evropě. Na předrealizační schůzce přímo v tovární hale se postupně objevovaly nové a nové skutečnosti, které v plánech nebyly a bylo nutné je vyřešit. Právě na základě zkušeností z první fáze se postupovalo ve všech dalších etapách a příprava se potom již vždy opírala o místní šetření. Mezi nejběžnější odlišnosti patřily jinak umístěné výrobní linky či úplně jiná vnitřní dispozice, než byla zakreslena v plánech, chybějící či jinak vedená kabeláž a nedostatek místa v rozváděčích. Inteligentní elektroměr od společnosti Panasonic – Eco Power Meter – je vhodný k vestavbě nebo jej lze umístit na lištu DIN. Je však třeba vždy již předem stanovit jeho správné umístění s ohledem na připojení měřicích transformátorů, napájení a způsob komunikace. Měřicí transformátory jsou k dispozici až do 1 000 A. U nich je třeba dbát nejen na správný nominální proud, ale i na rozměry a tvar vedení. To platí zejména u velkých odběrů, kde vypnutí větve vyžaduje načasování. Všechny měřicí transformátory mají možnost otevření smyčky a lze je tedy osazovat bez nutnosti odpojování vodičů.

Komunikace všemi způsoby

Základní jednotkou pro komunikaci je FP Web Server, který průběžně získává naměřené hodnoty z elektroměrů, ukládá je a poskytuje dále. Eco Power Meter komunikuje s nadřízeným systémem prostřednictvím RS-485 nebo po Ethernetu. Takto lze připojit měřicí uzel vzdálený až 1 200 m.

Elektroměry Eco Power Meter

Inteligentní elektroměry Eco Power Meter jsou k dispozici v několika typových řadách. Elektroměr KW2M umožňuje rozšiřovat základní jednotku o měřicí moduly, které slouží jako analogové vstupy, digitální vstupy/výstupy nebo prostě rozšíří možnost měření a to až na 24 jednofázových resp. 8 třífázových odběrů jediným přístrojem. Tedy přístrojem, který má jedno IP, jeden komunikační kanál a samozřejmě i připojení jednotlivých měřicích odběrů je výrazně jednodušší. Měřicí body sdílí displej i komunikační obvody, a tím se šetří pořizovací náklady i místo v rozváděči. Elektroměr KW9M má přesnost 0,5 %, lze jím měřit elektrickou energii nejen spotřebovanou, ale i vyrobenou, a k měření lze použít libovolné měřicí transformátory typu x/5 nebo x/1 A. Dále je vhodné zmínit ještě elektroměr KW1M s možností ukládat naměřené údaje na paměťovou kartu SD. To je užitečné všude tam, kde není možnost průběžné komunikace. Jestliže odběrné místo není nutné mít on-line (např. odběr není zásadní pro výpočet čtvrthodinového maxima), není třeba Eco Power Meter připojovat bezdrátově. Data z karty SD je možné do systému přidat podle potřeby či personálně-technických možností, např. jednou za měsíc.
Všechny elektroměry Eco Power Meter mají společné programovatelné pulzní vstupy a výstupy, které lze použít k měření a evidenci spotřeby dalších druhů energie (stlačený vzduch, voda, pára, plyn atd.).
Pulzní vstup je možné využít také k počítání výrobků a elektroměr potom může spotřebovanou energii přepočítávat na jeden výrobek.

Centrální dohled

Po zprovoznění první fáze projektu a úspěšném ukončení testovacího období byly započaty další kroky v jednotlivých regionech. V centrální evidenci bylo třeba nastavit místní cenu energie a její přepočet na jednotnou měnu – euro. Dále byla zavedena jednotná terminologie. U systémů, které mohou mít až tisíce měřicích bodů, je tomu nutné věnovat odpovídající přípravu. Měřené hodnoty mohou být sledovány podle mnoha kritérií. Těmi základními může být např. hala A a hala B v továrně XY, ale je možné vyhledat a analyzovat spotřebu elektřiny pro výrobu konkrétního typu automobilu, přestože jsou jednotlivé díly vyráběny v 50 továrnách v osmnácti zemích, nebo zjistit celkovou spotřebu všech vzduchových kompresorů v závodech fimy v celé Evropě. U kompresorů lze přímo porovnávat spotřebovanou energii na jeden metr krychlový stlačeného vzduchu a tím odhalovat skryté snížení výkonu. Data mohou být obnovována s periodou od jedné sekundy. Takto krátká perioda je vhodná pro detekci chyb nebo při analýze nestandardního chování stroje, ale pro dlouhodobé sledování je vhodné, i s ohledem na množství naměřených hodnot, používat obnovování po 15, 30 nebo 60 min.
Celý systém může být napojen na stávající podnikový systém, libovolný SCADA systém nebo může být zastřešen monitorovacím softwarem KW Watcher pro Windows, který dokáže naměřené údaje přehledně zobrazovat, porovnávat či exportovat. K datům lze přistupovat lokálně nebo na dálku prostřednictvím FTP. Operátor tak může naměřené hodnoty sledovat z libovolného místa a může na ně nahlížet s různými přístupovými právy. Zákazník má možnost určit si množiny filtrů pro pravidelná hlášení a ty obratem používat pro další zpracování naměřených údajů.

Systém je „živý“ organizmus

Stejně jako roste výrobní závod může růst i systém pro sledování spotřeby elektrické energie. Měřicí body lze libovolně přidávat či měnit a jediným limitujícím faktorem je místo v rozvaděči. Původně měřenou halu lze rozdělit na jednotlivé výrobní linky a ty pak na samostatné stroje … anebo naopak. Systém je autonomní a jeho funkce lze spravovat jednoduchým uživatelským rozhraním. Zároveň je však možné jej připojit k řídícím programovatelným automatům a využívat měřené hodnoty k přímé odezvě ve výrobě. Možnosti jsou omezeny jen vaši kreativitou.

Shrnutí

Neustálý dohled je základem pro optimalizaci spotřeby a moderní a efektivní hospodaření s energií. Přestože spotřeba elektrické energie tvoří v tomto případě jen jednotky procent výrobních nákladů, jde o obrovské peníze. Použitím tohoto globálního řešení se nejen dostává pod kontrolu spotřeba elektrické energie, ale systém je možné využít i k evidenci optimálního využití strojového parku včetně sledování odstávek výroby z důvodu údržby.

Panasonic Electric Works Europe AG, Organizační složka
Administrative centre PLATINIUM
Veveří 3163/111, 616 00 Brno
Tel.: +420 541 217 001
www.panasonic-electric-works.cz