SMART linkový kondicionér

Pojem linkový kondicionér označuje zařízení, které je schopno pozitivním způsobem ovlivňovat kvalitativní parametry elektřiny. Do obvodu, ve kterém má dojít k úpravě napětí, sériově zapojíme další zdroj, který svým napětím působí proti vzniklému úbytku na vedení distribuční sítě nn. Velmi zjednodušeně lze říci, že jde o stabilizátor napětí v síti.

Co si můžeme představit pod označením SMART linkový kondicionér? Přívlastek SMART je v tomto případě zkratka za Self-Monitoring Analysis And Reporting Technology, což lze volně přeložit jako zařízení obsahující sebemonitorující, analyzující a reportující technologie. Velmi zjednodušeně lze říci, že jde vlastně o linkový kondicionér, který je navíc osazen měřicím systémem s navazujícím centrálním systémem.

Obr. 1. Blokové schéma začlenění SMART linkového kondicionéru do centrálního měřicího systému

Koncepce SMART zařízení

Jak již bylo zmíněno, SMART zařízení vzniká rozšířením standardního zařízení o monitoring, analýzu a reporting (obr. 1). Cílem je vybavit běžné zařízení používané v energetice funkcemi, které umožní vzdálený monitoring, analýzu, diagnostiku a eventuálně predikci stavu zařízení. Zvýší se tím funkcionalita a informační hodnota samotného zařízení a usnadní se i údržba.

Technicky takováto operace zahrnuje tyto oblasti:
– integrace měřicího zařízení,
– komunikace,
– integrace do centrálního systému,
– modelování, predikce, vizualizace a výsledky v centrálním systému,
– doplňující funkce.

V koncepci vyvinuté ve společnosti ELCOM byly použity tyto nástroje:
– měřicí platforma ENA-NXG,
– centrální systém OSISOFT PI,
– doplňující vizualizace pomocí Microsoft HoloLens.

Měřicí platforma ENA-NXG

Nová měřicí platforma ENA-NXG firmy ELCOM je postavena na modulární architektuře. Výsledná funkcionalita ENA-NXG je tedy přímo definována počtem a typem vstupních karet a samotným měřicím firmwarem.

ENA-NXG v této koncepci měří vstupní veličiny kondicionéru (3× U, 3× I), výstupní veličiny kondicionéru (3× U, 3× I), vlastní spotřebu kondicionéru (3× I, napětí společné se vstupem) a komunikuje s řídicí jednotkou kondicionéru. Firmware přístroje ENA-NXG počítá parametry kvality elektřiny podle EN 50160 a poskytuje řadu údajů: U, I, P, Q, S, frekvence, THD U, THD I, účiník, energie, harmonické U a I, napěťové události (přepětí, podpětí, přerušení), osciloskopické záznamy atd. Všechna výše uvedená data jsou vyhodnocována a poskytována pro vstup kondicionéru, výstup kondicionéru a pro vlastní spotřebu. Platforma ENA-NXG přes sériové rozhraní komunikuje také se samotnou řídicí jednotkou měniče komunikačním protokolem MODBUS. Vyčítá aktuální stav kondicionéru – alarmy, chyby, zda běží a v jakém režimu, nastavení řízení (výstupní napětí, jmenovitý proud), vstupní a výstupní napětí, proudy, výkony, napětí meziobvodu, teploty. ENA-NXG může také přímo nastavit výstupní napětí linkového kondicionéru.

Obr. 2. Vizualizace nástrojem HoloLens – zobrazení technických parametrů při pohledu brýlemi na zařízení

Centrální systém OSISOFT PI

Systém PI firmy OSIsoft slouží pro sběr dat a událostí z různých lokalit a různých datových zdrojů (PLC, DCS, SCADA, řídicích systémů, odečtových centrál, senzorů, ale i relačních databází, ASCII souborů atd.), dále k integraci těchto dat, k jejich zpracování, dlouhodobému uložení a prezentaci uživatelům např. v prostředí Internet Exploreru nebo mobilních zařízeních.

V koncepci smart linkového kondicionéru má systém PI tyto základní funkce:
– tvoří centrální platformu systému, poskytuje dlouhodobý archiv všech dat ze smart kondicionéru,
– vizualizuje a poskytuje veškerá výše uvedená data v prostředí webového prohlížeče nebo Excelu,
– umožňuje vytvořit model celého zařízení a vytvářet různé vzájemné analýzy na bázi získaných dat,
– pomocí analýz je schopen i predikovat životnost zařízení a plánovat servis.

Brýle pro rozšířenou realitu Microsoft HoloLens

HoloLens jsou unikátní brýle značky Microsoft kombinující virtuální realitu s hologramy, které vkládají do skutečného prostoru. V 3D prostoru vizualizují data přímo na linkovém kondicionéru (obr. 2). Při pohledech z různých stran poskytují různé hodnoty v různých grafických zobrazeních. Veškerá data a nastavení získávají z ENA-NXG pomocí webových služeb. V koncepci smart linkového kondicionéru poskytují brýle okamžité hodnoty měřených veličin, stav kondicionéru získaný z řídicí jednotky a servisní a predikované informace z centrálního systému. Umožňují nastavit výstupní hodnotu napětí, zobrazují elektrické schéma celého zařízení a stručný popis linkového kondicionéru.

Přínosy SMART zařízení

Měřicí systém umožňuje ucelený a komplexní pohled na provoz samotného zařízení. Centrální systém zase poskytuje pohled na bázi dat o zatížení, teplotách atd. a umožňuje predikovat životnost jednotlivých komponent – ventilátorů, stykačů, tlumivek, kondenzátorů, tranzistorů a dalších klíčových komponent. Umožňuje tak snížit náklady na údržbu, upozorňovat na možné problémy dříve, než nastanou, a tím omezit neplánované výpadky.

Obdobným postupem za použití uvedených komponent (ENA-NXG, systém PI) lze povýšit na SMART zařízení s vyšší přidanou hodnotou libovolná zařízení používaná v energetice (transformátory, generátory, vypínače vn/vvn, rozvodná zařízení atd.).

Ing. Jiří Hula, Ph.D., Ing. Zdeněk Matoušek,
ELCOM, a. s., ena@elcom.cz, www.elcom.cz

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 12/2018 na straně 34. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.