StruxureWare Power Monitoring Expert v7.2

StruxureWare Power Monitoring Expert v7.2 Zarządzanie siecią elektroenergetyczną Monitoring zużycia mediów Opracował: Krzysztof Porada Sierpień 2013

Power Monitoring Expert kompleksowy system zarządzania energią elektryczną i mediami obiektu Zaawansowana analiza jakości energii elektrycznej pełne wykorzystanie funkcji analizatorów sieci i zabezpieczeń (odczyt dzienników, oscylogramów, analiza widmowa itd.) Monitoring zużycia mediów elektryczność, woda, gaz, para... Graficzna wizualizacja stanu sieci zasilającej stan łączników, obecność napięcia, obciążenia linii, awarie... 2

Power Monitoring Expert kompleksowy system zarządzania energią elektryczną i mediami obiektu Zdalna kontrola urządzeń sterowanie wyłącznikami, oświetleniem, napędami... Serwer sieci WEB możliwość obsługi systemu z dowolnego komputera przez www Serwer raportów i danych raporty automatyczne (Excel / PDF), serwer Microsoft SQL 3

Power Monitoring Expert po co nam taki system? Pomiar -> Zrozumienie Zrozumienie -> Kontrola Kontrola -> Optymalizacja Koszt energii i mediów Jakość energii Dostępność energii 4

Power Monitoring Expert korzyści Zmniejszenie zużycia energii elektrycznej - wykrywanie ponadnormatywnych zużyć energii (awarie, nieoptymalne nastawy, itp.) - kontrola operatorów maszyn i innych pracowników - weryfikacja programów oszczędnościowych Wykrywanie źródeł potencjalnych zagrożeń asymetrie obciążania, zakłócenia harmoniczne, zapady napięcia itp.. Zmniejszenie kosztów zakupu energii elektrycznej - dobór optymalnej taryfy rozliczeniowej - identyfikacja szczytów zapotrzebowania na energię i spłaszczenie profilu mocy - weryfikacja faktur od dostawców i dystrybutorów mediów 5

Power Monitoring Expert korzyści Dokumentacja nieprawidłowości po stronie dostawcy energii elektrycznej - ocena jakości napięcia zasilania zgodna z normą EN-PN 50160 Zmniejszenie kosztów utrzymania technicznego obiektu Pomiar stopnia wykorzystania transformatorów, rozdzielnic Dane o zużyciu energii ułatwiają wybór oszczędnych rozwiązań technicznych 6

Przykład 1: Ponadnormatywne zużycie energii 20 000 kwh * 0,4 zł = 8 000 zł miesięcznie!!! 7

Przykład 2: Niesymetria napięcia zasilania Niesymetria napięcia powoduje spadek momentu obrotowego silnika elektrycznego 8

Przykład 3: Zarządzanie obciążeniem Zużycie energii Rachunek = opłata za zapotrzebowanie + zużycie + inne elementy taryfy Przekroczenie uzgodnionego zapotrzebowania generuje dodatkowe opłaty Przesuwanie obciążeń w czasie może zapobiec temu zjawisku Dzień Noc Obszar różowy = zużycie płatne 9

Przykład 4: Identyfikacja i eliminacja zagrożeń Historia zdarzeń 10

Architektura systemu Standalone Server Pojedynczy serwer zawiera: Oprogramowanie Power Monitoring Expert (pliki konfiguracji, serwer WEB, serwis komunikacji, połączenie z SQL Serwer itd.) Microsoft SQL Serwer baza danych systemu 11

Architektura systemu Distributed Server System rozproszony: osobny serwer dla Power Monitoring Expert (pliki konfiguracji, serwer WEB, serwis komunikacji, połączenie z SQL Serwer itd.) osobny serwer dla Microsoft SQL Serwer baza danych systemu 12

Architektura systemu stacje klienckie Typy stacji klienckich Web klient Engineering klient 13

Power Monitoring Expert : Dobór mierników Zasilanie Tr1 Tr2 ION7650 PM870 PM870 EM3255 EM3255 EM3255 PM710 PM3255 PM3255 PM820 Oświetlenie Bojlery Biura Napędy elektryczne Kompresory Wentylatory i pompy Maszyny produkcyjne 14

Power Monitoring Expert : Infrastruktura komunikacyjna Zasilanie Ethernet / Modbus TCP Switch Ethernet / Modbus TCP Tr1 Tr2 ION7650 PM8 ECC PM8 ECC RS485 / Modbus PM870 PM870 RS485 / Modbus EM3255 EM3255 EM3255 PM710 PM3255 PM3255 PM820 Oświetlenie Bojlery Biura Napędy elektryczne Kompresory Wentylatory i pompy Maszyny produkcyjne 15

Analizator sieci vs licznik energii Funkcjonalność liczników energii jest dostosowana do potrzeb dostawców energii elektrycznej ogranicza się najczęściej do zliczania jej zużycia oraz kontroli mocy umownej według taryfy. Analizator sieci poszerza funkcjonalność pomiaru o kontrolę jakości. energii elektrycznej: Ocena jakości napięcia zasilania zgodna z normą PN-EN50160, Wykrywanie krótkich zapadów i wzrostów napięcia Rejestracja przebiegów zakłóceniowych Kontrola THD napięcia zasilania Odczyty on-line wszystkich parametrów elektrycznych 16

Kontrola punktu dostawy energii 17

Standardy techniczne transmisji sygnałów z przetworników mediów strumieniowych (woda, powietrze, gaz itp..) Każdy przetwornik pomiarowy powinien posiadać interfejs wyjściowy, który umożliwi przekaz danych o zużyciu oraz chwilowym przepływie medium do Systemu Monitoringu. Sygnały standardowe LUB wyjście impulsowe 24VDC do transmisji zużycia medium wyjście analogowe 4-20mA natężenia przepływu lub ciśnienia Transmisja cyfrowa warianty: port RS485 lub Ethernet z protokołem Modbus RTU / TCP-IP port RS485 / RS232 z protokołem ASCII (wymagana szczegółowa dokumentacja protokołu) szyna M-Bus + konwerter M-Bus -> RS485 Modbus RTU 18

ION7550RTU przegląd właściwości RS485 / Modbus 4-20mA Zbieranie, skalowanie i logowanie danych z wielu mierników WAGES (woda, powietrze, gaz, elektryczność itp.) Funkcje arytmetyczne i logiczne do zaawansowanego przetwarzania danych Przechowywanie danych w nieulotnej pamięci flash (5 lub 10MB) Funkcja bramki komunikacyjnej RS485 / Ethernet (Modbus) Generowanie alarmów przy przekroczeniu wartości dopuszczalnych Łatwa integracja z systemem ION Enterprise Wysyłanie komunikatów alarmowych na wskazane adresy e-mail Duży wyświetlacz LCD do lokalnego odczytu danych 19

Gadget Types Bar/Line Horizontal Bar Period over Period Pie Trending Show energy usage compared to external drivers (i.e. Temperature) Show energy usage of multiple measurements for comparison (i.e. kwh for 3 buildings) Show energy usage compared to previous time periods (i.e. Previous Year) Show relative contribution of normalized metrics (i.e. $ for WAGES utilities) Show energy consumption over a time period (i.e. kw for previous week) 20

Power Monitoring Expert - przegląd ważniejszych właściwości Elastyczna i skalowalna architektura Szerokie możliwości zbierania danych w bazie SQL Monitoring bieżący przez bezpieczny portal WWW Predefiniowane raporty standardowe (16 rodzajów) Raporty specjalne dostosowane do szczególnych wymagań użytkownika Graficzna prezentacja (trendy) danych bieżących i historycznych Zgodna z normami analiza parametrów jakościowych zasilania Rejestracja zdarzeń i alarmów Sterowanie ręczne i/lub automatyczne Opatentowana i unikalna technologia ION 21

Power Monitoring Expert - układ transmisji i zbierania danych Pomiary: elektryczność, gaz, para, powietrze, woda Za pomocą wszystkich urządzeń pomiarowych rodziny PowerLogic w tym zaawansowanych analizatorów CM4000 i ION7650, zabezpieczeń Sepam, Micrologic i wszystkich mierników PM Dostęp do wszystkich danych pomiarowych, wejść i przekaźników wyjściowych, konfiguracja urządzeń, aktualizacja oprogramowania firmowego Możliwość dołączenia urządzeń innych producentów, przetworników, sterowników PLC, urządzeń RTU: Łatwe dodawanie i konfiguracja urządzeń kompatybilnych z Modbus RTU/TCP za pomocą przedefiniowanych standardów Dołączanie przetworników i urządzeń pomiarowych do wejść (dwustanowych i analogowych) standardowych mierników PowerLogic. Elastyczny i skalowalny wybór licencji oprogramowania Integracja z innymi systemami: Zarządzania energią, SCADA, BAC, DCS, ERP poprzez ODBC, XML, OPC, email, FTP, CSV, PQDIF, web services 22

Power Monitoring Expert - monitoring w czasie rzeczywistym Wizualizacja punktów zasilania - rozdzielnic Informacje dostępne z każdej stacji PC z przeglądarką internetową to: pomiary bieżące (np. mocy i energii) trendy i tabele danych historycznych alarmy status urządzeń (wł./wył. temperatura itp.) wyzwalanie rejestracji i zerowanie rejestrów proste narzędzia analizy danych Aplikacja korzysta z predefiniowanych zestawów ekranów i/lub jest w łatwy sposób modyfikowana do specyficznych potrzeb użytkownika Przechodzenie do ekranów szczegółowych odbywa się poprzez kliknięcie zaznaczonego symbolu Opracowane symbole i ekrany są dostępne w obszernej i otwartej bibliotece 23

Power Monitoring Expert moduł raportowania Raporty mogą być generowane ręcznie lub wyzwalane przez alarmy i zaplanowane zdarzenia Raporty mogą być wysyłane do subskrybentów jako email lub umieszczane w wybranym folderze dostępnym w sieci Ethernet Raporty standardowe są dostępne w przeglądarce Internet Explorer i zawierają: 5 raportów związanych z jakością zasilania 4 raporty o zużyciu energii wg taryf 1 raport systemowy 1 raport zawierający zdarzenia i alarmy 2 raporty konfigurowalne pozwalające na monitoring wybranej wartości Raporty mogą mieć format: Excel, HTML, PDF, XML, TIF Dostępem do raportów można zarządzać za pomocą systemu użytkowników i haseł: Możliwe jest opracowanie Raportów Własnych za pomocą narzędzia: Microsoft Business Intelligence Studio 24

Power Monitoring Expert pomiary jakości zasilania System pozwala na precyzyjne i ciągłe pomiary tzw. wskaźników jakości zasilania Raporty przygotowane są według norm IEC 61000-4- 30 i EN50160 w postaci danych tabelarycznych, graficznego przedstawienia mierzonych wartości i co najważniejsze w postaci oscylogramów Analiza harmonicznych przedstawiana jest w postaci histogramów, THD, współczynnika K, wartości granicznych i wykresów wektorowych Oscylogramy w dużym zakresie zmienności, wyzwalane (przed) podczas zakłócenia napięć międzyfazowych Zapady napięcia, przepięcia, oraz krótkotrwałe przebiegi zakłóceniowe rejestrowane są według standardowej krzywej (ITIC/CBEMA, SEMI). Kliknięcie na odpowiednią pozycję dziennika alarmowego pokazuje zarejestrowane podczas zdarzenia zakłócenia 25

Power Monitoring Expert - alarmy i zdarzenia Obrazowanie zdarzeń związanych z krótkimi zanikami napięcia zasilającego i przerwami w zasilaniu Wyzwalanie, gdy przekroczone zostają progi alarmowe określone normą jakości zasilania lub właściwościami eksploatowanych urządzeń Możliwość wyzwolenia przy spełnieniu złożonych zależności (np. logicznych) Zarejestrowane przez mierniki alarmy są niezwłocznie kierowane do okien alarmowych systemu 26

Power Monitoring Expert - alarmy i zdarzenia Możliwe są następujące reakcje systemowe: Wysłanie wiadomości alarmowych do stacji roboczych, wysyłanie e-maili LUB SMS Automatyczne ściągnięcie związanych z danym zdarzeniem danych Generowanie raportu Rejestracja kompletnego zestawu danych związanych z alarmem w tym rejestracja oscylografii 27

Power Monitoring Expert - opatentowana technologia ION System PowerLogic ION Enterprise i wiele mierników serii ION posiadają unikalną architekturę ION (Integrated Object Network) tzn. sieci zintegrowanych modułów funkcjonalnych: ION to modułowa architektura pozwalającą na: Rozszerzenie i dostosowanie funkcjonalności miernika (systemu) do specyficznych wymagań użytkownika Nowe funkcje budowane są z prostych dobrze zdefiniowanych bloków Technologia ION daje szereg korzyści: Pozwala na opracowanie zaawansowanych funkcji monitorujących i kontrolno sterujących Daje możliwość zaadaptowania rozwiązania do zmieniających się wymagań przez co unika się technicznego starzenia rozwiązań 28

Power Monitoring Expert Raport kosztu energii (ustawienia) 29

Power Monitoring Expert Raport kosztu energii (wynik) 30

Power Monitoring Expert Raport porównawczy (ustawienia) 31

Power Monitoring Expert Raport porównawczy (wynik) 32

Power Monitoring Expert Raport profilu mocy (ustawienia) 33

Power Monitoring Expert Raport profilu mocy 34

Power Monitoring Expert konfiguracja automatycznej subskrybcji Format raportu Adobe Acrobat PDF Microsoft Excel XLS Obraz TIFF Sposób dystrybucji E-mail Zapis do folderu Wydruk Czas generacji W chwili pojawienia się alarmu Raporty okresowe 35

Power Monitoring Expert przykłady aplikacji 36