Tento článek popisuje projektové řešení měření spotřeby elektrické energie na úrovni nadnárodní společnosti. Měření akumulované spotřeby jednotlivých výrobních závodů a jejich následný součet je jednoduchý, dá se realizovat stávající infrastrukturou, ale ve výsledku tento způsob nepřináší žádnou přidanou hodnotu.
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, bylo požadováno: jednotný systém pro měření, sledování a archivaci základních hodnot elektrické energie, možnost analyzovat spotřebu dle zadaných výrobních či geografických kritérií s dobou obnovy 15 minut, výstup v podobě přehledných grafů a exportovatelných tabulek.
Příprava projektu podle místního šetření
Příprava začala nad plány a schématy. Pilotním projektem byla jedna hala v rámci výrobního závodu a během dvou let se dle 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 první fáze se postupovalo ve všech dalších etapách a příprava se pak již vždy opírala o místní šetření. Mezi nejběžnější odlišnosti patří jinak umístěné výrobní linky či úplně jiná vnitřní dispozice, chybějící či jinak vedená kabeláž a nedostatek místa v rozvaděčích. Inteligentní elektroměr společnosti Panasonic – Eco Power Meter – je vhodný k vestavbě nebo lze umístit na DIN lištu. Je však třeba vždy již v přípravě definovat jeho správné umístění s ohledem na připojení proudových měřicích transformátorů, napájení a způsob komunikace. Měřicí transformátory jsou k dispozici od 5 A do 1000 A. U nich je třeba dbát nejen na správný nominální proud, ale i na rozměry a tvar vedení. To platí zejména u velkých odběrů.
Komunikace všemi způsoby
Komunikačním srdcem je FP Web Server (alternativně jednotky DLU – Data Logger Unit), který průběžně od Inteligentních elektroměrů získává, ukládá a on-line dále data poskytuje. Eco Power Meter komunikuje s nadřízeným systémem po RS485. Tímto způsobem lze připojit až 1200 m vzdálený měřící uzel. Alternativou je připojení po síti ethernet a v případě, že chybí jakákoliv kabeláž, je možné použít bezdrátové připojení. Na vzdálenost 250 m samostatným párem vysílač/přijímač a na delší vzdálenost za použití opakovačů. Bezdrátová varianta umožňuje přijímat data až z 99 vysílačů jedinou přijímací jednotkou.
Inteligentní elektroměry jsou k dispozici v několika typových řadách a každá z nich má své specifické parametry. KW2M má možnost rozšiřovat základní jednotku o měřící moduly. Více měřicích bodů sdílí displej i komunikační obvody a tím se šetří pořizovací náklady i místo v rozvaděči. Další řadou je KW9M, která má přesnost 0,5 %, umožňuje měřit elektrickou energii nejen spotřebovanou, ale i vyrobenou a k měření lze použít libovolné měřicí transformátory typu x/5 nebo x/1 A. Mezi dalšími řadami je vhodné zmínit ještě KW1M s možností ukládat naměřená data na SD kartu. To se může hodit pokud výše zmíněná situace bez kabeláže nastane. Pokud odběrné místo není nutné mít on-line (např. odběr není zásadní pro výpočet např. čtvrthodinového maxima) není třeba Eco Power Meter připojovat bezdrátově. Data z SD karty je možné do systému přidat dle potřeby či personálně technických možností třeba jednou za měsíc.
Všechny řady Eco Power Meter mají společné programovatelné pulzní vstupy a výstupy, které lze použít pro měření a evidenci spotřeby dalších režijních energií (stlačený vzduch, voda, pára, plyn atd.). Počítání výrobků lze dělat mnoha způsoby. Jedním z nich je připojení senzoru na pulsní vstup a přímo Eco Power Meter nám může počítat spotřebovanou energii (nebo přepočítanou na náklady v libovolné měně) na jeden konkrétní výrobek.
Centrální dohled
Po zprovoznění první fáze projektu a úspěšném ukončení testovacího období byly započaty další kroky v jednotlivých regionech. Bylo třeba nastavit regionální cenu energie a její přepočet na jednotnou měnu – Euro - do centrální evidence. Dále byla zavedena jednotná terminologie. U systémů, které mohou mít až tisíce měřicích bodů, je nutné tomuto 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, přesto, že se jednotlivé díly vyrábí v 50 továrnách v osmnácti zemích nebo zjistit celkovou spotřebu všech vzduchových kompresorů v celé Evropě (u kompresorů lze přímo porovnávat spotřebovanou energii na jeden metr krychlový stlačeného vzduchu). Data mohou být obnovována v nastaveném čase od 1 sekundy. Takto krátký časový údaj je vhodný při krátkodobém sledování nebo při analýze nestandardního chování stroje, ale pro dlouhodobé sledování je vhodné, i s ohledem na množství naměřených dat, používat obnovování po 15, 30 nebo 60 minutách.
Celý systém (obr. 2) je zastřešen monitorovacím softwarem KW Watcher pro Windows, který dokáže naměřené údaje přehledně zobrazovat, porovnávat či exportovat (obr. 1). K datům lze přistupovat lokálně nebo na dálku prostřednictvím FTP. Operátor tak může naměřené hodnoty sledovat z libovolného místa. Operátorů může být i několik, s různými přístupovými právy. Zákazník má možnost určit si množiny filtrů pro pravidelná hlášení a ty obratem používat pro další zpracování naměřených údajů.
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.
Celá aplikace sofistikovaného měření elektrické energie je postavena na produktech Panasonic což dává ohromný potenciál s ohledem na integraci do stávajících technologií. Výhoda jednoho výrobce a použití standardních protokolů přináší možnost jednoduchého a bezpečného propojení s dalšími komponenty a to ať se jedná programovatelné automaty (PLC), dotykové panely, lasery, servo pohony anebo další produkty z širokého portfolia společnosti Panasonic.
Více informací naleznete na: www.panasonic-electric-works.cz
