Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Terminály Beckhoff pro měření elektřiny v rozvodných sítích

Správný výběr terminálu pro měření elektřiny umožní optimální řešení různých měřicích úloh v oblasti monitorování napájení i stavu rozvodné sítě a řízení spotřeby elektrické energie. Článek popisuje nové i osvědčené terminály v sortimentu společnosti Beckhoff. Kompletní nabídkou pokrývá Beckhoff široké spektrum úloh měření v elektrorozvodných sítích a na strojích. 

Společnost Beckhoff nabízí pro monitorování a analýzu dodávek elektřiny I/O terminály EL3403 nebo EL3413 (obr. 1). Do jednofázového či třífázového rozvodu střídavého napětí mohou být terminály připojeny přímo nebo přes měřicí transformátory. Tyto terminály měří efektivní (RMS – root mean square) hodnoty proudu a napětí a dále činný, jalový a zdánlivý výkon.

Monitorovací terminály EL3773 a EL3783 s funkcí oversampling mohou být použity k zaznamenávání prvotních hodnot (raw value) proudu a napětí, takže události v síti, jako jsou např. přepětí nebo podpětí, mohou být detekovány přesněji.

Naměřené hodnoty mohou být dále zpracovány v průmyslovém PC. Funkce pro zpracování dat z uvedených terminálů jsou jako knihovna pro PLC TF3650 Power monitoring implementovány do prostředí TwinCAT3. Knihovna nabízí různé algoritmy pro analýzu proudu a napětí v jedno- nebo třífázové síti. Tyto algoritmy jsou implementovány v podobě funkčních bloků pro výpočet efektivních hodnot proudu, napětí a výkonu. Kromě okamžitých hodnot je možné zaznamenávat hodnoty průměrné, maximální a minimální. Také je možné určit frekvenční spektra, jako např. podíl harmonických v síti ve formě celkového harmonického zkreslení (THD – Total Harmonic Distortion). Knihovna dále nabízí funkční bloky k určení frekvencí, úhlů natočení a fázorů.

Aktuální verze knihovny PLC TF3650 Power monitoring pro monitorování výkonu je k dispozici ke stažení na webových stránkách společnosti Beckhoff. Knihovna se skládá z následujících částí: Tc3_PowerMonitoring.compiled-library, Tc3_CM_Base.compiled-library, Tc3_Filter.compiled-library a Tc3_MultiArray.compiled-library a z ovladačů TcCM.sys, TcFilter.sys a TcMultiArray.sys.

Vedle již osvědčených terminálů využívajících pro analýzu elektrické sítě oversampling (EL3773, EL3783; včetně příslušné programové knihovny) a nových terminálů EL3403 a EL3413 uvedla společnost Beckhoff na trh též čtyři nové terminály EtherCAT určené k řízení spotřeby elektřiny.

EL3443 představuje nový standard terminálů EtherCAT pro měření elektrického výkonu v třífázovém rozvodu. Terminál je univerzální a vhodný pro všechny druhy spotřebičů. V porovnání s předchozí generací přináší nová řada terminálů EtherCAT několik nových funkcí, jako jsou měření kvality sítě, přesná detekce průchodu nulou a analýza vyšších harmonických frekvencí. Terminálem je možné měřit a analyzovat i stejnosměrná napětí.

EL3453 je terminál s rozhraním EtherCAT pro měření třífázového střídavého napětí do úrovně 690 V, který se zaměřuje na náročnější měření. Proto obnovuje měřené hodnoty každou „půlvlnu“, což při 50 Hz v rozvodné síti odpovídá intervalu 10 ms. Má čtyři elektricky izolované kanály pro měření proudu s možností nastavit měřicí rozsah do 100 mA, 1 A, 5 A a s proudovým přetížením o špičce maximálně 60 A.

Další dva nové terminály EtherCAT jsou určené pro správu spotřeby elektřiny v úlohách, kde se měří a monitoruje spotřeba jednotlivých spotřebičů.

EL3423 je cenově výhodná verze třífázového měřicího terminálu určená pro levnější měření spojená především s IoT. Terminál měří výkon, spotřebu elektřiny a ukazatel kvality napájení. Hodnoty jsou zaznamenávány v nastavitelných intervalech od 10 s po 1 h. Mezi speciální funkce se řadí možnost číst přímo z terminálu průměrnou, minimální a maximální hodnotu měřených veličin.

EL3483 je terminál navržený pro pokročilé měření třífázového napětí, frekvence a vyhodnocení kvality sítě na strojích, jejichž komponenty jsou kvalitativně závislé na správné úrovni vstupního napájení. Terminál kontroluje prahové hodnoty měřených hodnot, je možné nastavit hodnoty pro vyhodnocení varování, které jsou zahrnuty mezi procesní data a přenášeny do aplikace v PLC. Rovněž je možné vyhodnocovat napětí a frekvenci při jednofázovém napájení.

(Beckhoff Automation)

Obr. 1. Terminál EL3413 pro třífázové měření v rozvodných sítích do 690 V AC