Tento článek popisuje projektové měření spotřeby elektrické energie na úrovni nadnárodní společnosti. Měření akumulované spotřeby jednotlivých výrobních závodů a jejich následný součet je jednoduchý, dá se realizovat stávající infrastrukturou, ale ve výsledku nepřináší tento způsob žádnou přidanou hodnotu. V naší aplikaci jsme měřili odběry v desítkách výrobních závodů v různých zemích. Tyto záznamy bylo možné sledovat on-line či zpětně analyzovat v libovolném časovém období podle zemí, druhu výroby, jednotlivých výrobních linek a mnoha dalších faktorů.
Shrneme-li rozsáhlou zadávací dokumentaci investor požadoval jednotný systém pro měření, sledování a archivaci základních hodnot elektrické energie, možnost analyzovat spotřebu dle zadaných výrobních či geografických kritérií s dobou obnovy 15 minut, výstup v podobě přehledných grafů a exportovatelných tabulek.
Příprava na míru dle reality
Samotná příprava začala nad plány a schématy. Pilotním projektem byla jedna hala v rámci výrobního závodu a během dvou let se dle harmonogramu postupně připojovaly další továrny po celé Evropě. Na úvodní schůzce přímo v tovární hale se postupně objevovaly nové a nové skutečnosti, které v plánech nebyly a bylo nutné je vyřešit. Právě na základě zkušeností první fáze se postupovalo ve všech dalších etapách a příprava se pak již vždy opírala o místní šetření. Mezi nejběžnější odlišnosti patří jinak umístěné výrobní linky či úplně jiná vnitřní dispozice, chybějící či vůči plánům odlišně vedená kabeláž a nedostatek místa v rozvaděčích. Inteligentní elektroměr společnosti Panasonic – Eco Power Meter – je vhodný k vestavbě nebo jej lze umístit na DIN lištu. Je však třeba vždy již v přípravě definovat jeho správné umístění s ohledem na připojení proudových měřicích transformátorů, napájení a způsob komunikace. Měřicí transformátory jsou k dispozici od 5 do 1000 A. U nich je třeba dbát nejen na správný nominální proud, ale i na rozměry a tvar vedení, což platí hlavně u velkých odběrů.
Komunikace všemi způsoby
Komunikačním srdcem je FP Web Server (alternativně jednotky DLU – Data Logger Unit), který od inteligentních elektroměrů průběžně získává, ukládá a on-line data dále poskytuje. Eco Power Meter komunikuje s nadřízeným systémem po RS485. Tímto způsobem lze připojit až 1200 m vzdálený měřicí uzel. Alternativou je připojení po síti Ethernet a v případě, že chybí jakákoliv kabeláž, je možné použít bezdrátové připojení. Na vzdálenost 250 m samostatným párem vysílač/přijímač a na delší vzdálenost za použití opakovačů. Bezdrátová varianta umožňuje přijímat data až z 99 vysílačů jedinou přijímací jednotkou. Inteligentní elektroměry jsou k dispozici v několika typových řadách a každá z nich má své specifické parametry. KW2M má možnost rozšiřovat základní jednotku o měřicí moduly. Více měřicích bodů sdílí displej i komunikační obvody, a tím se šetří pořizovací náklady i místo v rozvaděči. Další řadou je KW9M, která má přesnost 0,5 % (typ Advance 0,3 %), umožňuje měřit elektrickou energii nejen spotřebovanou, ale i vyrobenou a k měření lze použít libovolné měřicí transformátory typu x/5 nebo x/1 A. Mezi dalšími řadami je vhodné zmínit ještě KW1M s možností ukládat naměřená data na SD kartu. To se může hodit, pokud zmíněná situace bez kabeláže nastane. Není-li nutné mít odběrné místo on-line (např. odběr není zásadní pro výpočet např. čtvrthodinového maxima) není třeba Eco Power Meter připojovat bezdrátově. Data z SD karty lze do systému přidat dle potřeby či personálně technických možností třeba jednou za měsíc. Všechny řady Eco Power Meter mají společné programovatelné pulzní vstupy a výstupy, které lze použít k měření a evidenci spotřeby dalších režijních energií (stlačený vzduch, voda, pára, plyn atd.). Počítat výrobky lze mnoha způsoby. Jedním z nich je připojení senzoru na pulzní vstup a přímo Eco Power Meter nám může počítat spotřebovanou energii (nebo přepočítanou na náklady v libovolné měně) na jeden konkrétní výrobek.
Centrální náhled
Po zprovoznění první fáze projektu a úspěšném ukončení testovacího období nastaly další kroky v jednotlivých regionech. Bylo třeba nastavit regionální cenu energie a její přepočet na jednotnou měnu – EUR – do centrální evidence. Dále byla zavedena jednotná terminologie. U systémů, které mohou mít až tisíce měřicích bodů, je nutné tomu věnovat odpovídající přípravu. Měřené hodnoty lze sledovat podle mnoha kritérií. Těmi základními může být např. hala A a hala B v továrně XY, ale je možné vyhledat a analyzovat spotřebu elektřiny pro výrobu konkrétního typu automobilu, přesto, že se jednotlivé díly vyrábějí v 50 továrnách v 18 zemích nebo zjistit celkovou spotřebu všech vzduchových kompresorů v celé Evropě (u kompresorů se dá přímo porovnávat spotřebovaná energie na 1 m3). Data mohou být obnovována v nastaveném čase od 1 s. Takový krátký časový údaj je vhodný při krátkodobém sledování nebo při analýze nestandardního chování stroje, ale pro dlouhodobé sledování je vhodné, i s ohledem na množství naměřených dat, používat obnovování po 15, 30 nebo 60 min. Celý systém je zastřešen prostředím KW Watcher pro Windows, které dokáže naměřená data přehledně zobrazovat, porovnávat či exportovat dle našich potřeb. K datům lze přistupovat lokálně nebo po FTP, a tak operátor, může jich být i více s různými úrovněmi přístupu, není nijak omezen konkrétním místem pracoviště. Lze předdefinovat množiny filtrů pro pravidelné reporty a ty obratem používat pro další zpracování. Neustálé sledování a optimalizace jsou základním kamenem pro moderní a efektivní hospodaření s energií. S touto myšlenkou byl celý tento projekt realizován, a přesto, že spotřeba elektrické energie tvoří v tomto případě jen jednotky procent výrobních nákladů, jde o obrovské peníze. Nasazením tohoto globálního řešení se dostává pod kontrolu nejen samotná spotřeba elektrické energie, ale i evidence optimálního využití strojového parku, včetně odstávky výroby z důvodu údržby.