Villanyszerelők Lapja

Az intelligens almérőkről III.

2013. február 13. | Szijártó Gábor Vass Péter |  2754 | |

Az alábbi tartalom archív, 6 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Cikksorozatunk előző részeiben szó esett a mérőműszerek hátterében húzódó energiamenedzsment-rendszerekről, összefoglaltuk a jelenleg forgalomban lévő almérőket, azok számának várható növekedését a magyar, illetve a nemzetközi piacon. Ezután ismertettük a MID fogalmát, illetve azt, hogyan ismerhető fel a MID-es hitelesítésű villamos fogyasztásmérő. A sorozat 3. részében az előbb leírtakhoz konkrét gyakorlati példákat szeretnénk társítani.

A hitelesített almérők és egyéb eszközök alkalmazási lehetőségeit ismertetjük, valamint az általuk elérhető költség-megtakarítást. Fontosnak tartjuk kiemelni, hogy egy energiamenedzsment-rendszert akkor lehet komplexnek tekinteni, ha nemcsak hardveresen, hanem szoftveres részről is megvizsgáljuk. Továbbá arra is szeretnénk rámutatni, hogy az almérők telepítése után következik a gondolkodás frázisa, azaz hogy a kapott információkból milyen következtetéseket vonhatunk le, és ezután milyen lépéseket tehetünk az energiahatékonyság érdekében.

 

2030-ra a villamos fogyasztás 70%-kal magasabb lesz, mint ma (forrás: International Energy Agency, World Energy Outlook 2009). Az energiahatékony megoldások jelentősen csökkenthetik az üvegházhatású gázok kibocsátását. Az Európai Unió Épületenergetikai irányelve (EPBD: Energy Performance of Buildings Directive) előírja, hogy valamennyi újonnan épített vagy felújított épületnek közel „nulla energiafelhasználásúnak” kell lennie 2020-ra. A Nemzetközi teljesítménymérés és hitelesítési jegyzőkönyv (IPMVP: International Performance Measurement and Verification Protocol) lehetővé teszi az energia-megtakarítás mérését és ellenőrzését (1. ábra). Egy hatékony energiafelügyeleti rendszer három pillérből áll: mérés + megjelenítés + beavatkozás = komplex energiamenedzsment.

Az almérők telepítésével azonosíthatók a nagyfogyasztók egy rendszeren belül.
Ilyen lehet egy lakásban a hűtőszekrény, a mosógép, a mosogatógép vagy a villanybojler. Egy iroda esetén már másfajta fogyasztókra fektethetjük a hangsúlyt: világítás, számítógépek, szerverek. Végül, ha az ipari szektort nézzük, ott az előbb felsoroltak mind elhanyagolhatók, ha egyáltalán vannak, és a gyártósor, valamint az azzal kapcsolatos berendezések (futószalaggyártás, transzformátor, fázisjavítás stb.) kerülnek az érdeklődés középpontjába.

Egy olyan módszert mutatunk be, ami nemcsak a villamos fogyasztásméréssel kapcsolatos költség-megtakarítási példákon keresztül alkalmazható,
hanem ugyanezen az elven a víz- és gázfogyasztás is optimalizálható, mindezeket összegezve egy valóban gazdaságos létesítményt lehet tervezni, üzemeltetni és karbantartani. Az elkövetkező példáknál éppen az előbb említett okok miatt nem egyvonalas villamos rajzokat mutatunk be (manapság szinte minden készülékhez adnak műszaki leírást, ami tartalmazza, hogyan kell csatlakoztatni az eszközt a villamos hálózathoz), hanem a rendszer informatikai hátterét.

A rendszer kiépítésének folyamata

Egy alméréssel kiegészített energiamenedzsment-rendszer kiépítése a következő lépésekből áll: 1. Célkitűzések meghatározása, 2. Igények felmérése, 3. Terület specialitásának figyelembe vétele, feltérképezése, 4. Analízis (pl. energetikai audit, mobil mérés), 5. Mérés szempontjából a létesítmény alterületekre való bontása, 6. Mérési pontok rögzítése: méréstechnológia, -elhelyezés, -gyakoriság (2. ábra), 7. Rendszerterv (villamos egyvonalas rajz), 8. Informatikai háttér, kommunikációs modell tervezése, 9. Rendszer működése, kapcsolási algoritmusok, 10. Rendszer bővítésére lehetőség, javaslat.

 

Készülékek bemutatása
Mérőműszerek (fogyasztás- és teljesítménymérő, hálózatanalizátor)

 

Fogyasztásmérők: egyfázisú és háromfázisú, három- vagy négyvezetékes hálózatok hatásos fogyasztásának mérésére alkalmazhatók almérőként. Ezek a készülékek alapkivitelben rendelkeznek részfogyasztás-méréssel és impulzus- kimenettel. Továbbá lehetnek többtarifások, és rendelkezhetnek MID tanúsítvánnyal. A fejlettebb fogyasztásmérők áram-, feszültség- és teljesítményméréssel, Modbus kommunikációval és digitális be- és kimenettel is rendelkezhetnek.

Teljesítménymérők: ezek a készülékek alapkiépítésben rendelkeznek RS485-ös adatátviteli porttal, digitális be- és kimenettel, teljes felharmonikus torzítás- (THD) méréssel, riasztással és impulzusszámláló funkcióval. A fejlettebb mérők képesek tárolni az adatokat naplózásra, egyedi áram- és feszültség-felharmonikus torzításmérésre is alkalmasak, sőt hullámalak-rögzítés funkciót is tartalmazhatnak. A teljesítménymérők felső kategóriája már szinte hálózatanalizátori alaptulajdonságokat is tudhat: hálózati zavarok (feszültségletörések és -túllendülések) érzékelése.

Hálózatanalizátor: nagyteljesítményű mérési, adatgyűjtési és vezérlési funkciókkal rendelkező digitális berendezés. Ethernet-csatlakozási lehetőségüknek és a beépített webszervernek köszönhetően a készülékek rendszerbe illesztése egyszerűen megoldható. Ezek a készülékek olyan alkalmazásokhoz lettek kifejlesztve, ahol a villamos energia minőségi jellemzői (MSZ EN 50160) és rendelkezésre állása kritikus tényezők. Beépítésük általában a fő betáplálási pontra és a hálózati zavarokra érzékeny berendezéseket tápláló leágazásokba történik. A hálózati tranziensek érzékelését is magában foglaló, fejlett mérési funkcióknak köszönhetően a nem megfelelő minőségű villamos energia által okozott problémák gyorsan megoldhatók.

Áramváltók

Nagyáramú leágazásokban általában X/5 A áttételű áramváltókat alkalmaznak. Az áramváltók szekunder körében 0-5 A nagyságú áram folyik, amely egyenesen arányos a primer oldalon folyó áramerősséggel. Az áramváltók kétféle kialakításban érhetők el: szigetelt kábelre vagy gyűjtősínre szerelhetők. Az áramváltók szekunder köréhez mérőkészülékek csatlakoztathatók: fogyasztásmérők, mérőkészülékek, vezérlőrelék stb. Az áramváltó áttételét úgy kell megválasztani, hogy a primer oldal névleges árama az áramkörben folyó áram maximális értékénél (In) nagyobb legyen. Példa: In=40 A; választott áttétel = 50/5. 40/5- 75/5 közötti áttételű áramváltókat és digitális mérőműszereket tartalmazó alkalmazások esetén célszerű az áramváltó áttételét nagyobbra választani, pl. 100/5 értékűt. Nagy áramok esetén elvész az áramváltó linearitása a vas telítődése miatt.

Számlálók

Az impulzusszámláló a különféle készülékek (fogyasztásmérők, érzékelők stb.) által kiadott impulzusok számlálására szolgál. Az üzemóra-számláló a villamos berendezés egy elemének vagy egy villamos gép üzemidejének mérésére alkalmas. Mivel az üzemidő pontos értékét szolgáltatja, ezért a megelőző karbantartás végrehajtásának ütemezésére használható.

1, Mérőműszer 2. Áramváltó 3. Számláló

Érzékelők

A mozgásérzékelők alkalmazásával jelentős energia-megtakarítás érhető el, valamint a fényforrások élettartama is növekszik. Programozható zsalukapcsolókhoz szélérzékelők, illetve alkonyérzékelők csatlakoztathatók, amelyekkel a zsalukat lehet automatikusan vezérelni.

A füstérzékelők hosszú élettartamú akkumulátorral vannak ellátva, és a füst jelenlétét hangjelzéssel (pl. 85 dB-es) jelzik. Az erre vonatkozó szabványok az EN 14676-ben találhatók meg.

A jelenlétérzékelők az önálló vagy csoportban használt eszközöknek komplett világításvezérlést biztosítanak a jelenlét- és a fényviszonyok függvényében. Az energiahatékonyság növeléséhez a fűtést is szabályozni érdemes (pl. nem használt helyiségek esetén standby üzemmód használatával). Helyiségekben a jelenléten és fényviszonyokon alapuló világításvezérlésnek köszönhetően csak a ténylegesen használt szobák lesznek kivilágítva és fűtve. A legnagyobb megtakarítást a fűtésvezérlés integrálásával lehet elérni. A folyosókon ezek az érzékelők biztosítják a szükséges fényt napközben, míg éjszaka a biztonságot növelve mozgásérzékelőként is működhetnek. Mozgás esetén a biztonsági őröket riaszthatja a rendszer.

Szoftver

A szoftveres rész elengedhetetlen egy komplett energiamenedzsment- megoldásnál, hiszen az teszi lehetővé az energiahatékonyság maximalizálását. A telepítést követően a rendszer üzemképes, és számos módon képes a rögzített felügyeleti jellemzők megjelenítésére: többek között több mint 50 valós idejű táblázat, analóg mérőműszer vagy oszlopgrafikon, riasztási napló hullámalak-rögzítéssel, gyári beállítású minőségi paraméterek és fogyasztási költségellenőrzés segítségével. A szoftver az egyéni igényeknek megfelelően testre- szabható, felhasználói megjelenítési módok, trendek és riportok hozhatók létre, amelyek a navigációs kezelőfelületbe automatikusan beépülnek. A szoftver és megjelenítés témakört egy későbbi cikkben fogjuk részletesebben tárgyalni.

Beavatkozók

A rendszer azon résztvevői, melyek az információt átveszik, feldolgozzák és a funkciókat végrehajtják, pl. mágneskapcsolók, szabályozók, távműködtetésű készülékek. Teherledobást lehet alkalmazni a prioritást nem élvező áramkörökön (fogyasztási csúcs elérése, energiaszerződés- menedzsment). (Folytatjuk!)

kommunikáció

Adatátviteli csatoló:

A rendszerfelépítésen belül az adatátviteli csatoló a kapocs a mérőkészülékek és a kiértékelő szoftvert futtató PC között. Ez azért szükséges, mert a PC-szintű adatátvitel (Modbus RS232-es és/vagy Ethernet adatátviteli hálózaton keresztül) ritkán kompatibilis a készülékek által használt protokollal (pl. a Modbus protokoll RS485-ös adatátviteli hálózaton keresztül). Az adatátviteli csatoló számos további funkciót (pl. helyi memóriát) is kínálhat. Csatoló funkciót tölthet be: az RS232/RS 485 kiegészítő, amely soros Modbus csatlakozás használata esetén a fizikai csatoló szerepét látja el; Ethernet átjárók a Modbus-RS485 és a Modbus-Ethernet TCP/IP hálózatok közötti illesztés esetén.

Modbus:

Ipari alkalmazásokban széles körben elterjedt kommunikációs protokoll a Modbus. A készülékek (Slave) egymás után kommunikálnak egy átjáróval (Master). Mind kisfeszültségű, mind pedig középfeszültségű kapcsolószekrényekben is alkalmazható. A felügyelt készülékek számától és a frissítés gyorsaságától függ, hogy az átjáró hány darab készüléket képes kiszolgálni. Nagyobb alkalmazások eseten Modbus/Ethernet átjárók használata szükséges. További kommunikációs protokoll például a LON (inkább az Egyesült Államokban terjedt el), illetve a BACnet.

PLC (Programmable Logic Controller – programozható logikai vezérlő):

Elsősorban ipari folyamatirányításra használt mikrokontroller. Ezeket a számítógépeket eleve ipari célokra építik, és ennek megfelelően könnyebben programozhatók egyes feladatokhoz, mint a PC-k. A PLC központi egysége a CPU, amely a logikai számításokat végzi és az utasításokat hajtja végre. Futtatja a memóriájában elraktározott programot, és vezérli a többi alkotóelemet. Általában található rajta valamilyen kommunikációs port, amely a programozást, kijelzést, csatlakoztatást teszi lehetővé. Tartalmaz még memóriát is (RAM, EPROM), amiben a program, illetve a kiválasztott változók értéke tárolódik.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem