A-Z ELEKTRO květen / červen 2016

30 | A-Z ELEKTRO | květen/červen 2016 ENERGETIKA, INDUSTRY 4.0 nedostatečné. Každá konstelace zařízení v různých závodech je jiným způsobem ovlivňována jevy na elektrické síti a sama tuto síť ovlivňuje různě, ne- lze většinou nastavit jakékoliv „prahové“ hodnoty, od kterých je „něco špatně“, tak jak je to v uvedené normě. Je třeba provádět trvalý monitoring a sle- dování všech parametrů elektrické sítě, a to jak na vstupních bodech závodu, tak i ve vybraných uzlech, kde je připojena zásadní technologie. Bez zavedení vhodného systému komplexního monitoringu kvality elektrické energie se závod vystavuje riziku „náhodný“ výpadků části výroby a dostává se do situace slepce bloudícího v lese, který oklepává každý strom s cíle nalézt cestu ven, v našem případě příčinu poruchy. Je „kvalita“ a „spotřeba“ to samé? V mnoha podnicích je dnes zaveden takzvaný „mo- nitoring energie“, se kterým je sledování „kvality“ energie často zaměňováno. Pod pojmem monito- ring energie je v drtivé většině schováno pouze sledování „spotřeby“ a bohužel přístroje a pro- gramy pro toto měření nejsou technicky vybaveny funkcemi pro sledování „kvality“ elektřiny. Měřte skutečný stav, ne virtuální K účelu monitoringu kvality elektřiny je na trhu velké množství analyzátorů/monitorů kvality elektrické energie a podpůrného softwaru. Měří a zaznamenávají v podstatě dvěma způsoby. První měří podle postupů definovaných normou EN 61000-4-30, ukládají výsledky pomalých dějů a sou- časně během měření provádějí okamžitě vyhod- nocení rychlých dějů podle limitů definovaných normou ČSN EN 50160. Do paměti pak ukládají pouze informace o situacích, které nevyhověli podmínkám normy. Rozhodovací podmínky od- lišné od definovaných normou lze většinou změnit na uživatelem definované. Tato zařízení jsou však použitelná pouze v případě, že důvodem monito- ringu je ověření kvality dle normy, pro odhalení vlivu z nadřazené sítě, tedy reálně pouze 10–15 % problémů na síti. Pro potřeby monitoringu vlivu kvality elektřiny na výrobní zařízení, který má sloužit k průběž- nému sledování je třeba jednak průběžně měřit metodikou EN 61000-4-30, ale i metodikou „perioda po periodě“ pro jasnou představu o velikosti mě- řených veličin. Souběžně se provádí trvalý záznam všech potřebných veličin, tedy 4 napětí a 4 proudů pro potřebu následné analýzy, která zajistí odha- lení příčiny poruchy. Tento způsob umožní odhalit jak chyby z nadřazené sítě, tak i zbylých 85–90 % z vlastní sítě, tedy 100 % poruch. Ze zaznamena- ných údajů o proudech a napětích lze pak zpětně určit kterýkoliv potřebný parametr, z nich možnou příčinu potíží, a tak zajistit odpovídající nápravu. Digitální záznam s chytrou kompresí Pro ukládání dat lze použít metodu přímého digitálního záznamu průběhu signálů jednotlivých fází – napětí a proudů – s dostatečně vysokou vzor- kovací rychlostí. Problémem však je, že při vzorko- vání dostatečném pro dobrou přesnost měření bez ztráty detailů, tedy alespoň 1024 vzorků na jednu periodu 50 Hz a pro 8 vstupů, vznikne cca 800 MB dat za 24 hodin záznamu. Kromě obrovského množství dat pro jedno měřicí místo to přináší i problém rychlého vyhledávání a zpracování dat. Tento problém vyřešila firma Elspec v po- době speciálního bezztrátového kompresního algoritmu PQZIP. Ten zajistí kompresní poměr 1000:1, při jehož použití je možné rok záznamu včetně časových značek a dalších údajů uložit do prostoru 8 GB. Algoritmus je adaptivní, takže v případě, že jsou vstupní veličiny „klidné“, je potřeba datového prostoru minimální. Objeví-li se v síti například krátký přechodový děj, množství dat se zvětší, nicméně stále je vzorkováno plným počtem vzorků. Specifika zpracování dat Na rozdíl od „klasické“ konstrukce monitorů pak provádějí monitory Elspec řady BlackBox G4400 měření všech napětí a proudů vzorkovací rych- lostí až 1024 vzorků za periodu metodou perioda po periodě bez jakéhokoliv průměrování, a takto získaná data jsou nepřetržitě komprimována a ukládána do vnitřní paměti přístroje pro další zpracování. Současně s tímto procesem je prová- děno zpracování metodikou EN 61000-4-30 a vyhod- nocení dle ČSN EN 50160. I tato data jsou ukládána společně daty PQZIP. Výsledkem této konstrukce je, že jsou k dispozici informace o reálné fyzické velikosti jednotlivých napětí a proudů průběžně po celou dobu záznamu, tedy nepřetržitě a sou- časně i informace vyhodnocené dle normy, čímž lze 100% zaznamenat chování elektrické sítě v pod- niku. Navíc jsou obě sady dat ihned k dispozici pro jejich průběžnou analýzu. Pro ukládání dat lze použít metodu přímého digitálního záznamu průběhu signálů jednotlivých fází. Obr. 3 Obr. 4