Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
V systémech vodního a odpadového hospodářství je vzhledem ke zvyšujícím se požadavkům na efektivitu, snížení vlivu na životní prostředí a spolehlivost provozu nutné využívat zařízení schopná zajistit energeticky optimální provozování technických zařízení, stejně jako jejich snadnou a ekonomickou správu. V tomto článku je představen Altivar Process, což je měnič frekvence od společnosti Schneider Electric s pokročilými funkcemi řízení chodu čerpadel s možností provozu, diagnostiky a údržby na dálku.
Úvod
Rostoucí závislost domácností i průmyslových odvětví na vodních zdrojích a zvláště narůstající potřeba těchto zdrojů při jejich klesající disponibilitě kladou velké požadavky na inteligentní řešení pro řízení a optimalizaci provozu zařízení používaných v systémech vodního a odpadového hospodářství. Podle posledních výzkumů [1] je odhadováno, že až 25 % energie spojené s provozem vodního a odpadového hospodářství lze ušetřit. Naproti tomu vlivem rostoucí celosvětové populace a trendu stěhování se do městských aglomerací vědci předpovídají, že v těchto oblastech bude v roce 2050 žít až 6,3 miliardy lidí. To s sebou přinese enormní nárůst spotřeby veškerých energetických zdrojů.
Proto je velká pozornost směrována ke zvýšení efektivity provozu (vodních) čerpadel, neboť podle odhadů amerického úřadu Industrial Technologies Office je až 75 % všech provozovaných čerpadel předimenzováno o více než 20 %. Řešením této situace by mohla být realizace myšlenky označované smart pumping (někdy také intelligent pumping). Ta vychází z konceptu průmyslového internetu věcí (IIoT – Industrial Internet of Things), který v sobě zahrnuje principy strojového učení, zpracování rozsáhlých datových souborů (big bata), využití dat sbíraných senzory (kterými jsou technologická zařízení v energetice osazena), vzájemnou komunikaci mezi zařízeními M2M (Machine To Machine) a novou úroveň využití již dnes uplatňované automatizační techniky [2].
Základní principy myšlenky
smart pumping
Hlavním přínosem myšlenky smart pumping má být možnost monitorováním zařízení na dálku okamžitě detekovat zvýšenou (nadměrnou) spotřebu energie. To umožňuje aplikovat přístup nejen preventivní údržby, ale také údržby podmíněné aktuálním provozním stavem zařízení. Údržbu usnadňuje možnost sledovat zařízení prostřednictvím jejich napojení na síť Ethernet. Každé ze zařízení je navíc vybaveno dynamickým QR kódem, jenž předá údržbě potřebné informace o aktuálním technickém stavu a zásahu, který je třeba provést.
Energeticky optimální provoz zařízení je podporován softwarovými knihovnami a algoritmy, které řídí příslušné pohonné jednotky. Základní stavební kámen je v tomto ohledu měnič frekvence, přičemž díky regulaci s jeho využitím lze dosáhnout až 30% úspory spotřebovávané energie [3].
Měnič frekvence Altivar Process – vhodný příklad inteligentního regulačního zařízení
Uvedené principy a myšlenky splňuje Altivar Process, první univerzální měnič frekvence od firmy Schneider Electric se širokou možností využití nejen v průmyslu (obr. 1). Díky integrované pokročilé funkci řízení chodu čerpadla (zapojeného v kaskádním nebo paralelním uspořádání) je tento měnič vhodný speciálně pro vodárenské soustavy. Efektivitu provozu lze zvýšit nastavením pracovního bodu čerpadla (obr. 2). Rovněž hodnota parametru elektromagnetického rušení THDi 48 % bez dodatečných technických opatření je velmi příznivá. Díky tomu lze dosáhnout nižších pořizovacích nákladů. Navíc se zjednodušuje instalace zařízení.
Principům smart pumping vyhovuje Altivar Process díky již zmíněnému dynamickému QR kódu, ale také díky integrovanému webovému severu s předem definovanými diagnostickými obrazovkami. To umožňuje realizovat vzdálenou správu zařízení prostřednictvím běžného webového prohlížeče. Univerzální měniče frekvence Altivar Process jsou k dispozici v širokém výkonovém rozsahu – od 0,75 do 1 500 kW – pro napětí 200 až 690 V. Měniče jsou dodávány v provedení pro všechny typy instalací od prostor se základním prostředím až po provedení IP54. Díky tomu je možné instalovat měnič bezprostředně v blízkosti strojních zařízení. Další oceňovanou vlastností je u této nové řady velká odolnost proti vlivům prostředí, a to jak chemických látek, tak mechanických nečistot. Všechny měniče jsou vybaveny ochranou v souladu s požadavky standardů 3C3 a 3S3 podle IEC EN 60271-3-3 Classification of environmental parameters and their severities – Stationary use on weather-protected locations, souvisejících s kvalitou nátěrových a povlakových hmot.
Závěr
Měnič frekvence Altivar Process byl vyvinut s důrazem na snadnou integraci do řídicích struktur průmyslové automatizace založené na využití Ethernetu jako komunikačního standardu. Altivar Process tak doplňuje „rodinu“ přístrojů z produkce Schneider Electric, které jsou součástí konceptu spočívajícího na filozofii internetu věcí pro průmysl (IIoT).
Literatura:
Obr. 1. Univerzální měnič frekvence Altivar Process
Obr. 2. Zobrazení pracovního bodu čerpadla na displeji měniče Altivar Process