Inteligenta rozdzielnica energetyczna w zakładzie przemysłowym
Rynek wytwarzania i dystrybucji energii w Polsce dynamicznie przekształca swój model funkcjonowania. Odbiorcy przemysłowi zamiast wyłącznie pobierać i zużywać energię, uzyskują udział w jej wytwarzaniu oraz dystrybucji. Zakłady produkcyjne determinowane dyrektywami unijnymi, warunkami środowiska naturalnego oraz zmiennymi grupami taryfowymi są zobligowane nie tylko do szybkiej i elastycznej adaptacji zmian w gospodarce energetycznej, lecz również – z oczywistych względów – do stałego uzyskiwania przewagi konkurencyjnej. Jednym ze sposobów uzyskiwania tejże przewagi jest obniżenie kosztów produkcji, w tym także kosztów zużywanej energii elektrycznej. Tylko wartości mierzone i stale monitorowane mogą podlegać optymalizacji. Zatem zmniejszenie poboru energii nie jest możliwe bez wnikliwej analizy danych produkcyjnych i eksploatacyjnych.
Rozdzielnice pod nadzorem
Podstawę do przygotowania stosownych kalkulacji, charakterystyk obciążenia i zestawienia kluczowych danych z punktu widzenia zarządzania majątkiem sieciowym zakładu stanowi zapewnienie monitorowania rozdzielnic energetycznych oraz możliwości elastycznego wysterowania zainstalowanej w nich aparatury. Rozdzielnica energetyczna jako podstawowe urządzenie każdego obiektu odpowiada przecież za jakość pracy sieci dystrybucji energii, a jej zasadniczym zadaniem jest bezpieczne dostarczenie energii elektrycznej o parametrach zapewniających poprawną pracę zasilanych przez nią maszyn i urządzeń odbiorczych.
Wyposażenie rozdzielnicy energetycznej w sterowniki PLC WAGO zapewnia zbudowanie pełnego, zharmonizowanego systemu, przeznaczonego do pomiaru energii i sterowania pracą aparatury rozdzielczej i zabezpieczeniowej. Modularny sterownik np. 750-8202/040-001, obsługujący protokoły telemetryczne oferuje komunikację z systemem nadzoru zgodnie z IEC 60870-5/61850/61400-25/DNP3, a jego wykorzystanie daje możliwość implementacji algorytmów na poziomie samej rozdzielnicy. Oznacza to, że sterownik nie będzie wyłącznie koncentratorem danych służącym do monitoringu, ale może zarządzać układem samoczynnego załączenia rezerwy SZR, układem samoczynnego ponownego załączenia SPZ, sterować napędami, wyłącznikami i odpływami czy kontrolować poprawność łączeń.
Monitorowanie i zarządzanie
Instalacja w węźle automatyki rozdzielnicy modułów pomiaru mocy 3-fazowej WAGO (np. 750-495/040-001), a w konsekwencji odczyt i przetworzenie wszystkich istotnych wielkości pomiarowych w trójfazowej sieci zasilającej zapewniają użytkownikowi wiedzę na temat zużycia energii przez poszczególne ciągi technologiczne, maszyny i urządzenia oraz kompleksową analizę sieci dystrybucji energii. Każdy moduł pomiaru mocy, dzięki funkcji „Tamper Detect“ może służyć do rozpoznania nieprawidłowości w sieci trójfazowej, mogących być skutkiem uszkodzenia izolacji, maszyn lub urządzeń. Moduł uwzględnia to, że w trójfazowej sieci zasilającej suma wartości chwilowych prądów przepływających przez poszczególne fazy w stanie bezawaryjnym odpowiada prądowi przewodu neutralnego (zgodnie ze wzorem: iSUM Lx (t) = iL1 (t) + iL2 (t) + iL3 (t)). Oblicza on sumę wartości chwilowych prądów fazowych i odejmuje od niej synchronicznie wartość chwilową prądu przewodu neutralnego. Wynikiem może być prąd świadczący o błędzie. Jeśli prąd ten jest większy niż zdefiniowana wartość progowa, wówczas zostaje to zasygnalizowane w obrazie procesu. Dzięki temu sterownik będzie mógł decydować o odłączeniu poszczególnych linii odbiorników, urządzeń, maszyn lub ciągów technologicznych w przypadku ich awarii, zwarć, przeciążeń lub nieprawidłowej czy niesymetrycznej pracy. Nieograniczona możliwość rozszerzenia węzła pomiarowego o kolejne moduły wejść/wyjść cyfrowych i analogowych otwiera użytkownikowi perspektywę na realizację monitoringu samej rozdzielnicy (monitorowanie bieżącego stanu wyłączników, pomiar temperatury i wilgotności wewnątrz, kontrola otwarcia drzwi itp.) oraz stworzenie w węźle strażnika mocy umownej. Tak sparametryzowane urządzenie rozdziału energii jest uniezależnione od awarii systemu nadrzędnego lub błędnej/przerwanej komunikacji. Może również samodzielnie generować raporty, alarmować o awaryjnych stanach pracy, archiwizować dane czy umożliwiać przeglądanie alarmów historycznych i bieżących.
Nowe idee, inteligentne rozwiązania
Rozdzielnica wyposażona w WAGO-I/O-SYSTEM 750 doskonale wpisuje się w nadchodzącą czwartą rewolucję przemysłową określaną terminem „Przemysł 4.0”. Koncepcja przemysłu oparta na Internecie Wszechrzeczy, gdzie połączenie i interakcja ludzi, procesów i danych otwiera nieograniczone możliwości, sprawia, że przemija czas urządzeń elektrycznych stanowiących odrębną całość względem pozostałych sieci, maszyn i cykli produkcyjnych w obiekcie przemysłowym. „Otwartość” rozdzielnicy na systemy klasy ERP, wymiana danych po protokołach komunikacyjnych również spoza obszaru energetyki zawodowej, skalowalność i modularność implementowanych w niej rozwiązań stają się oczywistym parametrem wymaganym w rzeczywistości Przemysłu 4.0.
Jestem przekonany, że zestawienie powyższych faktów skłoni służby eksploatacji obiektów przemysłowych do rozważenia wykorzystania w rozdzielnicach energetycznych sterowników swobodnie programowalnych WAGO. Urządzenia te bowiem nie ograniczają się jedynie do gotowych rozwiązań w obszarze hardware’u i software’u, lecz umożliwiają użytkownikowi zaprojektowanie rozdzielnicy wyposażonej w „inteligencję uszytą na miarę”.
Przemysław Kulesza, WAGO.PL