Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Saia S-Energy – flexibilní systémy pro měření spotřeby energie

Zvýšená energetická hospodárnost vý­znamně přispívá ke snížení globálních emisí CO2. Největší problém zde není postup do­sahování úspor energií sám o sobě, ale eko­nomická životaschopnost investice do ener­geticky úsporných zařízení. Jednou ze složek efektivity nákladů je počáteční investice. Tato složka byla předmětem studie Federace ně­meckého průmyslu BDI (Bundesverband der Deutschen Industrie), která se snaží najít ces­tu ke snížení emisí CO2prostřednictvím in­vestičních podpor.
Pro investora ale nestačí mít fi­nanční zdroje jen pro počáteční in­vestici, rozhodující pro něj je ná­vratnost. Dočasný pokles cen ener­gií bude mít brzy za následek velmi neatraktivní období deseti až dva­nácti let, dokonce i v případě idea­lizovaného výpočtu snížení spotře­by energie, a to zejména v případě, jsou-li zařízení použitá pro hospoda­ření s energií složitá, vyžadují velké náklady na údržbu a jsou náchylná k poruchám. Tak se může původně atraktivní investice rychle stát zdrojem pro­blémů či nespokojenosti a vyvolávat nárůst provozních nákladů.
 
Dokonce i když jsou všechny parametry pro projekty zvyšování energetické hospo­dárnosti pozitivní, objevuje se často ještě je­den problém, a tím jsou lidé. Na trhu je velmi málo odborníků schopných realizovat projek­ty technických inovací.
 

Saia – cesta k řešení

 
Uvedené skutečnosti vedly švýcarskou společnost Saia-Burgess k rozhodnutí ne­spokojit se jen s nabídkou elektroměrů, jakkoliv jsou kvalitní a cenově atraktivní sou­částí rozváděče, ale poprvé vstoupit na trh jako dodavatel hotových systémů pro regu­laci a správu energií.
 
Důsledkem použití předem připraveného systému je výrazné snížení nejen složitosti inovačních projektů, ale také jejich počáteč­ních investičních nákladů. Životnost použité řídicí techniky odpovídá životnosti kvalitních průmyslových PLC.
 
Ačkoliv je systém předem připravený, jeho vlastnosti lze kdykoliv přizpůsobovat a rozši­řovat, aby vyhovovaly individuálním požadav­kům. Upravit si je může buď klient sám nebo jeden z několika stovek specia­lizovaných a vyškolených systé­mových integrátorů. Tento pří­stup je v souladu s heslem auto­matizační techniky Saia – „No Risk, No Limits“. Pro zákazní­ky to znamená řídicí techniku, které mohou důvěřovat.
 
V roce 2010 byly uvedeny na trh první systémy ze skupiny Saia® S-Energy, a to S-Energy Manager a S-Energy Logger jako standardní systémy a S-Energy.NET jako vývojové prostředí. Všechny jsou posta­veny na komunikaci s elektroměry se sběr­nicovou komunikací, řídicí jednotce a soft­warovém řešení pro ukládání a vizualizaci, ale liší se od sebe dalšími vlastnostmi a po­užitím (obr. 1).
 

S-Energy Manager – odečítání, vizualizace a řízení spotřeby energie

 
Jádrem systému S-Energy Manager je operátorský panel Micro-Browser Web-Pa­nel, který je navržen a naprogramován jako „správce energie“ a je připojen k elektromě­rům komunikujícím po sběrnici. Tento pře­dem připravený systém samostatně identifi­kuje připojené elektroměry a integruje je do systému záznamu a vizualizace.
 
Rozhraní, která jsou k dispozici na ope­rátorském panelu Web-Panel, usnadňují vy­tváření sítí nebo integraci s již existující sítí. Logické řídicí funkce a digitální I/O nabízejí také možnost realizovat další automatizační úlohy, jako je např. odpínání zátěže při pře­kročení limitu spotřeby (obr. 2). S-Energy Manager je volně rozšiřitelný a může být programován v programovacím prostředí STEP 7.
 
Priorita zde byla dána maximální jedno­duchosti uvedení do provozu a používání, bez potřeby nákladné specializované konfigurace, a proto není zapotřebí žádný speciální softwa­rový nástroj pro uvedení do provozu.
 

Co vše S-Energy Manager umí?

V nejjednodušší variantě může odečítat hodnoty z elektroměrů na sběrnici. K tomu využívá vlastní integrovanou sběrnici Saia S-Bus. Od okamžiku, kdy jsou elektromě­ry připojeny k systému S-Energy Manager, je vše snadné. Funkce autoscan automatic­ky detekuje všechny připojené elektroměry a zobrazí je ve vizualizaci. S-Energy Mana­ger obsahuje uživatelské rozhraní k zobrazo­vání hodnot měřených veličin bez „obálky“ potřebné ke komunikaci. Díky tomu je možné vybrat jeden každý z připojených elektroměrů a zobrazovat jejich hodnoty v podobě tabulky, grafu nebo v podobě diagramů časových prů­běhů (trendů). Zobrazení není omezeno pou­ze na hrubé údaje z elektroměrů – zobrazit lze také vypočítané hodnoty, jako jsou průměrná spotřeba, celková spotřeba nebo náklady (obr. 3).
 
Uživatelské grafické rozhra­ní systému S-Energy Manager bylo implementováno jako we­bová vizualizace, a proto může být pohodlně přístupné pro­střednictvím sítě LAN nebo internetu z jakéhokoliv stan­dardního PC. Pracovníci sprá­vy a údržby objektu tak mohou odečítat údaje o spotřebě ener­gie z kanceláře a nemusí ztrácet čas obcházením měřicích míst v budově.
 

Spotřeba není jen odečítána, ale také řízena

Manažer by nebyl manaže­rem, kdyby pouze sbíral data a nedělal potřebné zásahy. Také S-Energy Manager pouze nezaznamenává spotřebu, ale může také ovlivňovat její další vývoj. Logický řídicí automat, integrovaný v operátorském panelu, vybavuje S-Energy Manager potřebnou schopností sledovat prů­běhy hodnot a spolehlivě identifikovat kritic­ké stavy. Tyto schopnosti umožňují detekovat např. penalizované špičky spotřeby a zajistit následná opatření.
Bez ohledu na to, zda zákazník chce pou­ze transparentní odečet hodnot elektrické spo­třeby nebo chce eliminovat špičkové zatížení, aby tak uspořil náklady na energii, se systé­mem Saia S-Energy Manager získá zařízení, které kombinuje pružnost s maximální jedno­duchostí sběru dat – kompaktní, nekompliko­vané zařízení s komunikací prostřednictvím webového rozhraní.
 

S-Energy Logger – odečet, vizualizace a zpracování dat o spotřebě energie kompatibilní s informačními systémy

 
V současnosti si moderní informační sys­témy nelze představit bez databází. Takže co by mohlo být samozřejmější než elektromě­ry od Saia-Burgess, kompatibilní se sběrni­cí Saia S-Bus, které předávají hodnoty spo­třeby do databáze SQL? To je přesně to, na co je zaměřen systém S-Energy Logger: na databázově orientované aplikace, ve kterých hodnoty spotřeby musí být nahrány a připra­veny pro následné zpracování v informač­ních systémech.
 
S-Energy Logger je „na míru ušitý“ sys­tém pro operátorské panely Web-Panel od Saia-Burgess s operačními systémy Windows. Je schopen pracovat na všech operátorských panelech od firmy Saia s CPU LX800 jak pod Windows CE, tak Windows eXP. Výho­dou S-Energy Loggeru je skutečnost, že je bez poplatků za licence.
 
Jádro systému zahrnuje software operá­torského panelu Web-Panel, naprogramovaný jako zapisovač dat o spotřebě energie a připo­jený k elektroměrům ko­munikujícím po sběrnici (obr. 4). Použitím pře­dem nakonfigurovaného operátorského rozhraní je možné přistupovat k hodnotám z elektro­měrů, jako jsou spotře­ba, proud, napětí, zdán­livý, skutečný a jalový výkon, účiník apod.
 
Elektroměry se sběr­nicí Saia S-Bus jsou při­pojeny k Web Panelu. Údaje ze všech elek­troměrů jsou cyklicky odečítány po celou dobu, kdy je S-Energy Logger v provozu. Odečtené hodnoty jsou následně dostupné k dalšímu zpracování (obr. 5):
  • přeneseny do Saia PCD Web-Serveru nebo Web HMI Serveru,
  • nahrány do souboru csv nebo souboru zpráv (reportu),
  • uloženy do databáze MySQL.

Hodnoty o spotřebě zaznamenané v databázi MySQL

Všechny hodnoty o spotřebě mohou být uloženy v databázi MySQL. Tato databá­ze může být umístěna kdekoliv v místní síti, na internetu nebo nainstalována míst­ně na Web Panelu. V databázi je každému elektroměru přiřazena tabulka s vybranými hodnotami. S-Energy Logger ukládá načte­né hodnoty do těchto tabulek a opatřuje je časovým razítkem. Při připojení několika elektroměrů by byla ruční editace tabulek pracná a náchylná k chybám. Zde mohou být všechny tabulky pohodlně generovány konfiguračním softwarem. V okamžiku, kdy byly hodnoty spotřeby z elektroměrů ulo­ženy do databáze MySQL, je lze jednoduše běžnými metodami integrovat do webových stránek. Na trhu je rovněž velké množství účtovacích programů, které mají rozhranní do databáze SQL.
 

S-Energy se Saia.NET – odečet hodnot z elektroměrů s PC

 
Řídicí automat nebo operátorský panel není pro snímání údajů z elektroměrů zcela nezbytný. Vývojové prostředí Saia.NET-Suite umožňuje programátorům snadno obsluhovat elektroměry kompatibilní se sběrnicí S-Bus z jakéhokoliv běžného PC.
 
V některých případech je vyžadováno více, než nabízí běžný systém. V tomto pří­padě lze tyto elektroměry integrovat do apli­kace vytvořené v jiném softwarovém pro­středí. Se Saia.NET-Suite mají programátoři k dispozici vývojový nástroj, který umožňu­je integrovat řídicí techniku Saia podle jejich potřeb a představ.
 

Elektroměry Saia

 
Sortiment elektroměrů Saia je velmi boha­tý: od mechanických po elektronické, jedno­fázové i třífázové, pro přímé i nepřímé měření a vždy s impulzními výstupy, popř. s komuni­kací S-Bus. Na trhu jsou tyto elektroměry po­važovány za velmi spolehlivé a kvalitní. Mají mimořádně malé rozměry – v třífázové verzi je jejich šířka pouze čtyři moduly.
 
Pro využití v systému S-Energy jsou dopo­ručovány jedno- nebo třífázové elektronické elektroměry pro přímé měření do 65 A nebo pro nepřímé měření s měřicími transformáto­ry proudu 1 500 A/5 A nebo 6 000 A/5 A, jed­no- nebo dvoutarifní a s komunikací S-Bus. Třída přesnosti je 1 a všechny tyto elektromě­ry mají certifikát MID (Směrnice 2004/22/EC pro měřicí přístroje), který je dovoluje použít jako fakturační bez potřeby prvotní kalibrace.
 

Saia S-Energy: systematické hospodaření s energií

 
Kombinací komponent S-Energy se stan­dardními programovatelnými automaty SaiaPCD může být řízení spotřeby energií integrováno do klasických projektů automa­tizace budov. Přidanou hodnotou tohoto ře­šení je snížení nákladů na údržbu.
 
Jednou věcí je měření spotřeby energií, ale monitorování spotřeby energií a integ­race energetického managementu do auto­matizačního prostředí je zcela něco jiného. Díky kořenům v řídicí technice je S-Energy určen právě do prostředí automatizace. Kom­ponenty S-Energy, jako jsou elektroměry nebo S-Energy Manager, jsou připraveny pro kombinaci se standardními automaty nebo webovými operátorskými panely z řady Sai­aPCD. Požaduje-li zákazník další rozhraní, jako jsou např. BACnet, GSM, M-Bus, Mod­bus, nebo dokonce jen RS-232, jsou uvede­ná rozhraní v této kombinaci dostupná i pro S-Energy.
 
Rozmanitost nových komunikací ve vý­vojovém prostředí Saia-Net 2.0 přináší také výhody pro S-Energy: spotřeba energie je měřena a naměřené hodnoty jsou přenášeny všemi dostupnými cestami, jako jsou např. přenos po rozvodné síti (power-line) nebo rádiový přenos.
Ing. Petr Hanikýř,
 
Obr. 1. Zařízení a systémy pro úspory energií
Obr. 2. Čtení hodnot a řízení prostřednictvím LAN a internetu s běžnými webovými prohlížeči (včetně inte­grovaného řídicího automatu pro odpojování zátěže)
Obr. 3. Zobrazení není omezeno pouze na hrubé údaje z elektroměrů – zobrazit lze také vypočítané hodnoty, jako jsou průměrná spo­třeba, celková spotřeba nebo náklady
Obr. 4. S-Energy Logger ukládá data s údaji o spotřebě energie do databáze MySQL
Obr. 5. S-Energy Logger umožňuje předávat hodnoty o spotřebě energie do informačních systémů podniku