Měření energie je důležité ve všech oborech

Spotřeba a ve velké míře i kvalita energií je v poslední době stále více sledovanou veličinou. Měřicími systémy od přehledových měřičů spotřeby až po systémy, kde je měření, zobrazování, ukládání a grafické prezentování veličin integrováno do větších systémů, lze získávat přehled o spotřebě, kdykoli je to potřeba.

Společnost Panasonic vyvíjí a vyrábí systémy Eco-Power Meters sloužící k přehlednému zobrazování měřených veličin přímo na místě, kde jsou tyto přístroje instalovány. Pomocí sběrnice RS485 nebo ethernetovou sítí pak mohou být měřené údaje předávány tam, kde je třeba s nimi dále pracovat.

Měřiče ve výrobním podniku jsou nasazovány tam, kde je žádoucí u jednotlivých strojů sledovat okamžitý odběr, ale i spotřebu za určitý časový úsek – za hodinu, za směnu či za celý pracovní den. Díky analytickému zobrazení dat prostřednictvím programu KM Watcher a širokému rozpětí možnosti měření veličin je pak možné zjistit spotřebu stroje při trvalém běhu nebo v režimu stand-by, kdy není stroj používán. Měřiče Eco Power Meters dodají informaci i o tom, kolik energie je potřeba pro rozběh stroje. Porovnáním zjištěných údajů v daném časovém úseku lze následně rozhodnout, která z variant je vhodnější: zda neustálý běh stroje nebo jeho vypínání. Podle toho lze přizpůsobit i technologický postup výrobního procesu, aby například stroj byl zapínán na delší dobu pro zpracování větších výrobních dávek.

Eco Power Meters zjišťuje také kvalitu dodávky elektrické energie. Ukládáním a následným vyhodnocením měření napětí v síti je možné odhalit jeho kolísání, přepěťové špičky nebo naopak poklesy napětí a tyto údaje využít pro návrh řešení. Přepětí může způsobit poruchu stroje, při mimotoleračním podpětí zase stroj nemusí mít dostatečný výkon pro provádění daných operací v požadované kvalitě. Při instalaci většího počtu inteligentních měřičů ve výrobním závodě tak lze zjistit i možnost ovlivňování kvality napájení jednotlivými provozy. Tak lze například primárně – před úpravami napájecí linky do továrny – synchronizovat chod strojů v jednotlivých dílnách.

Měřené parametry z Eco Power Meters lze sledovat on-line i na dálku, a podle zjištěných hodnot ovlivňovat ihned chod výroby nebo ukládat sledovaná data do paměti k následnému vyhodnocení a úpravě technologie výroby. Proto mají inteligentní měřiče spotřeby velký význam. Mohou být nasazeny i v chytrých domácnostech, kde umožňují dodavateli elektrické energie zjišťovat odběry u zákazníka na dálku, spotřebitele zase mohou informovat o jeho okamžité spotřebě nebo spotřebě za určité časové období, a tak přizpůsobit strategii odběru.

Chytré měřiče energie mají své opodstatnění i u provozovatelů malých elektráren, kde mohou měřit nejen odběry, ale také dodávky do energetické sítě. Možností použití Eco Power Meters jsou stovky, jejich instalace je snadná, disponují možnostmi zobrazit údaje v místě jejich instalace nebo přenést data pro pozdější zpracování tam, kde jsou potřeba (velíny, oddělení technologie výroby apod.).

Model Eco-Power Meter Panasonic KW9M je vybaven čtyřřádkovým přehledným LCD displejem, který zobrazuje měřené veličiny pod sebou. Při měření například napětí ve třech fázích se naměřené hodnoty zobrazují na třech řádcích a řádek čtvrtý je pak určen pro zobrazení zprůměrované nebo součtové hodnoty. Obnovovací doba displeje je 0,1 sekundy, přístroj měří s přesností 0,5 %. Elektrický proud je například možné měřit v rozsahu už od 1 mA až do 65 535 A. Lze s ním tedy zjišťovat i spotřebu přístrojů řádově desetin wattu v režimu stand-by, kdy odebírají ze sítě malé proudy. Eco-Power Meter KW9M pracuje se stejnosměrným napětím do 500 V, střídavým do 289 V, dosahuje třídy přesnosti 1 podle EN62053-21 (pro činný výkon) a třídy 2 podle EN62053-23 (pro výkon jalový). Přístroj je schopen měřit až tři okruhy. Komunikace s nadřízenými systémy probíhá přes sběrnici RS485 (Modbus RTU, Mewtocol), k dispozici je i USB port pro záznam měřených veličin a jejich možné následné zpracování. Lze také přímo připojit proudové transformátory 1A/5A (na sekundární straně).

Schéma zapojení měřicího systému s označením KW2M.
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Zobrazované a měřené veličiny jsou: proud, napětí, výkon (zdánlivý, jalový, činný), frekvence, aktivní nebo jalová energie, účiník, součet tří fází (proudu, energie, výkonu), funkce měření poptávky a měření kvality elektrické energie (celkového harmonického zkreslení, Total Harmonic Distorsion, THD v %, harmonická analýza se provádí až do 31. řádu), při použití teplotního čidla je možné měřit teploty v širokém rozsahu. Garantovaný rozsah pracovních teplot od –10 °C do +55 °C předurčuje přístroj pro nasazení v provozech.

Porovnání klasického zapojení měření spotřeby s měřením při použití Panasonic KW2M-A. (Úspora počtu kabelů i místa v rozváděči.)

Multifunkční měřič s označením Power-Meter KW2M-A může být rozšířen až o tři měřicí jednotky. Díky tomu, že je připojitelný přes ethernetovou síť (má dvě rozhraní, takže v některých modifikacích zasíťování není potřeba používat rozbočovač), jsou jeho možnosti opravdu široké. Jeho užitné vlastnosti rozšiřuje možnost ovládat ho pomocí webového rozhraní, které existencí vlastního web serveru podporuje přístroj samotný. Přes ethernetovou síť lze také přístroj dálkově ovládat nebo naopak přijímat z něj varovné signály, pokud některá veličina překročí nastavenou mez. Samozřejmostí je možnost připojení ke sběrnici RS485.

Základní verze umožňuje měřit dva nezávislé okruhy, každý další přídavný modul rozšiřuje možnosti o další dva, v případě připojení tří rozšiřujících jednotek je tedy počet měřených okruhů osm. Dosahovaná přesnost měření je 0,2 % pro napěťová a proudová měření, nebo 0,5 % pro měření odběrů v kWh. Dále zvládá měřit kvalitu elektrické energie, jako je celkové harmonické zkreslení (THD) a provádět harmonickou analýzu až do 31. harmonické. Stejně jako dříve představené modely zvládá i tento přístroj oboustranné měření energie, tedy energii odebíranou ze sítě nebo naopak do ní dodávanou.

Eco-Power Meter KW2M-A je vybaven jedním pulzním vstupem a dvěma výstupy, má integrovanou funkci počitadla provozních hodin, jeho montáž se provádí na DIN a technici uvítají možnost rychlého zasíťování jednotky pomocí „push-in“ konektorů. Zařízení vyhovuje doporučením IEC61010-1 CAT III.

Vysokou užitnou hodnotu zařízením dodává přehledný displej v případě KW9M nebo možnost rychlého zasíťování do realizovaného projektu pomocí konektorů. V obou případech pak lze využívat nadstavbový software pro snadnější vizualizaci měřených hodnot – KM Watcher.

Varianta KW2M-A nabízí díky vestavěnému webovému serveru získávat údaje ze zařízení nebo jej ovládat přes webové rozhraní z počítače či tabletu. Samozřejmě lze s dodržením bezpečnostních opatření – ochranou heslem – získávat měřené informace třeba až na mobilní telefon kdekoli.

S růstem nutnosti sledování efektivity provozů či spotřeby kancelářských prostor roste význam takových zařízení. Sofistikovaná řešení od Panasonicu, plně přizpůsobená nárokům moderní doby, s jejichž instalací lze splnit podmínky kladené na provozy podle Průmyslu 4.0, poskytují okamžitou kontrolu všech parametrů výroby. Navíc ukládáním měřených hodnot stoupá prokazatelnost výroby, což je jeden z hlavních požadavků Průmyslu 4.0.

Panasonic

Luděk Barták

ludek.bartak@eu.panasonic.com

www.panasonic-electric-works.cz