Zarządzanie i pomiar energii

W naszej ofercie znajdują się systemy do pomiaru oraz zarządzania większością rodzajów mediów:

Oferta obejmuje wszystkie ich kluczowe parametry fizyczne:

Prócz zwykłego ich opomiarowania, dostarczamy rozwiązania do ich zarządzania:

Krok 1. - Układy pomiarowe

Najbardziej oczywistym elementem każdego systemu do pomiaru energii, są układy pomiarowe, które montowane są na obiekcie, czy linii produkcyjnej. W przypadku temperatur, będą to przetworniki pochewkowe lub przylgowe. W przypadku pomiaru ciepła, będą to ciepłomierze, które składają się z pary czujników temperatury, przepływomierza oraz układu zliczającego, który to wszystko łączy ze sobą. Największa różnorodność występuje w przypadku pomiaru energii elektrycznej, gdyż układy pomiarowe mogą mieć postać np. typowych liczników elektrycznych lub małych radiowych przekładników owijanych wokół kabla.

W przypadku pomiaru energii elektrycznej, różnorodność i możliwości wyboru są największe. Dostępne są nawet rozbieralne przekładniki radiowe, które mają postać elastycznej linki owijanej wokół kabla elektrycznego i można je montować bez rozpinania maszyny.

Krok 2. - Konwertery i bramki

Kiedy maszyna, linia produkcyjna, czy dowolny inny obiekt został już opomiarowany za pomocą układów pomiarowych, trzeba to wszystko jakoś ze sobą połączyć. Nie jest to łatwe, gdyż układy pomiarowe komunikują się na różne sposoby. W przypadku przetworników temperatury będzie to zmiana rezystancji (np. czujnik PT100) lub sygnał cyfrowy 1-wire (np. czujnik DS18B20). W przypadku przetworników ciśnienia będzie to najczęściej sygnał prądowy 4-20 mA lub napięciowy 0-10V. W przypadku bardziej rozbudowanych urządzeń pomiarowych będzie to najczęściej protokół Modbus RTU na magistrali RS485. Stosowanych jest także wiele innych protokołów np. CANOpen, DLMS itd. Trzeba to wszystko jakoś zebrać i ujednolicić, tak aby serwer mógł to zdalnie odczytać i przetworzyć za pomocą jakiegoś protokołu sieciowego (bazującego na TCP/IP, np. Modbus TCP).

Jeżeli system prócz pomiarów ma wykonywać również zadanie sterowania lub, gdy wymagany jest podgląd pomiarów na obiekcie, dobrym rozwiązaniem jest sterownik PLC z wyświetlaczem.

W prostszych układach, gdzie odczytywany jest np. tylko układ pomiarowy po protokole Modbus RTU, doskonale sprawdzi się w roli konwertera minikomputer Raspberry Pi.

Kiedy konieczne jest zastosowanie łączności radiowej (np. oddalone punkty bez zasięgu komórkowego), idealnie sprawdza się wszelkiego typu bramki LoRa, których zasięg to nawet kilka kilometrów.

W niektórych rozwiązaniach, jak np. radiowe przekładniki prądowe PowerTag Energy Rope firmy Schneider, stosuje się dedykowane koncentratory, które komunikują się z urządzeniami pomiarowymi swoimi wewnętrznymi protokołami.

Krok 3. - Komunikacja sieciowa

Kiedy układy pomiarowe są już ze sobą połączone (za pomocą koncentratorów, konwerterów, bramek etc.) i można już je odczytywać w sposób zdalny za pomocą jednego z obsługiwanych protokołów sieciowych (np. Modbus TCP, JSON, XML), trzeba się zająć komunikacją. Zagadnienie transmisji danych rozwiązywane jest najczęściej na dwa sposoby, w zależności od sytuacji. Może to być komunikacja kablowa (klasyczna sieć komputerowa Ethernet po skrętce komputerowej lub światłowodzie). Może to być również komunikacja z użyciem sieci komórkowej.

Wykorzystanie sieci komórkowej jest rozwiązaniem bardzo wygodnym, ale ma niestety zarówno plusy i minusy, które trzeba uwzględnić.

Minus jest jeden, ale spory:

Plusów jest za to więcej:

Wykorzystanie skrętki komputerowej do budowy lokalnej sieci Ethernet, to rozwiązanie klasyczne i najbardziej pewne. Niestety może się wiązać z dość kosztownym i uciążliwym kładzeniem okablowania na obiekcie.

Możliwe jest również wykorzystanie łączności radiowej. W tym kontekście, liczą się głównie dwa rozwiązania. Po pierwsze, jest to znana wszystkim sieć WiFi, która ma jednak dość krótki dystans. Po drugie, jest to dość nowy system LoRa, który ma zasięg nawet kilku kilometrów, ale ma ograniczenia w częstości odczytu pomiarów.

Łącze internetowe W przeciwieństwie do sieci komórkowej, korzystając z sieci kablowej lub radiowej, może zaistnieć potrzeba zapewnienia dostęp do Internetu. Może to był łącze zakładowe lub łącze wykupione pod system pomiarowy. Konieczność taka występuje, gdy serwer systemu SyNiS znajduje się w chmurze, jakiś układ pomiarowy jest podłączony przez sieć Internet lub gdy chcemy mieć dostęp do systemu przez Internet (czyli np. spoza zakładu).

Wykorzystanie istniejącej infrastruktury sieciowej w zakładzie

Często zdarza się, że zakłady mają już sieć komputerową na terenie hali, gdzie implementowany jest system pomiarowy. Mogą to być np. switche lub routery rozlokowane w szafach na ścianach hali. Taka infrastruktura jest zwykle wystarczająca, aby użyć jej również na potrzeby systemu pomiarowego i nie trzeba wtedy budować osobnej sieci lokalnej.

Możliwe jest wykorzystanie tej infrastruktury w sposób całkowicie bezpieczny i odseparowany od komputerów na terenie zakładu. Jedną z takich możliwości są wirtualne sieci VLAN w standardzie 802.1Q, które sprawią, że nawet korzystając ze wspólnego kabla i switcha, sieć pomiarowa jest zupełnie izolowana od reszty komputerów. Taka funkcja jest bardzo często dostępna w zwykłych urządzeniach sieciowych, a nasi specjaliści pomogą ją wykorzystać.

Krok 4. - Serwer

Gdy wszystko jest już ze sobą skomunikowane, to kolejnym etapem jest postawienie serwera, na którym wykonywane będzie oprogramowanie systemu pomiarowego. Różnorodność jest tu spora, gdyż może to być zarówno serwer systemu Windows lub Linux. Może to być serwer fizyczny (np. maszyna w serwerowni) lub serwer wirtualny (np. w chmurze obliczeniowej). W zależności od rozmiaru i wymagań systemu, może to być mocny serwer typu rack (do serwerowni) lub tower (do dowolnego pomieszczenia) lub mały serwer SBC.

Zalecanym przez nas rozwiązaniem, jest serwer wirtualny (tzw. VPS) w naszej chmurze obliczeniowej. Takie rozwiązanie ma szereg zalet.

Serwer wirtualny wymaga łącza internetowego po stronie zakładu, ale najczęściej nie stanowi to żadnego problemu. Takie rozwiązanie jest zazwyczaj najlepszym rozwiązaniem i tylko w niektórych przypadkach nie jest możliwe do zastosowania – np. gdy polityka firmy zabrania eksportu danych poza jej teren.

Nasze serwery wirtualne znajdują się w centrach obliczeniowych tylko uznanych korporacji informatycznych – polskich i światowych. Aktualnie są to serwerownie polskiej firmy Nazwa.pl oraz amerykańskiego giganta Microsoft.

Jeżeli zostanie jednak wybrana opcja serwera fizycznego, w zależności od potrzeb i możliwości może to mały serwer jednopłytkowy lub duży serwer typu rack lub desktop. Sugerowane są raczej serwery oparte o system operacyjny Linux, choć nie jest to wymagane.

Wykorzystanie istniejącego serwera zakładowego

Aktualnie standardem jest, że zakłady przemysłowe lub inne jednostki (np. spółdzielnie mieszkaniowe) mają swoje własne serwery, czy to fizyczne, czy wirtualne. Często pada pytanie, czy można je wykorzystać również na potrzeby systemu pomiarowego. Klasyczna odpowiedź brzmi – raczej nie.

Z technicznego punktu widzenia, nie stanowiłoby to problemu, jednakże chodzi o przyczyny praktyczne. Administrowaniem serwera systemu pomiarowego, przynajmniej w czasie gwarancji, która trwa zazwyczaj 5 lat, zajmujemy się raczej my lub razem z zakładowymi służbami IT. Wymaga to zazwyczaj posiadania pełnych uprawnień na serwerze (tzw. konto root), aby można było diagnozować i usuwać wszystkie problemy bardzo szybko i o każdej porze. Taki poziom uprawnień oznacza, że jest możliwość zarówno naprawienia wszystkiego i zepsucia wszystkiego (np. usunięcia ważnych danych firmowych). Aby tego uniknąć, a właściwie, aby uniknąć podejrzeń, że mogli to zrobić pracownicy naszej firmy, raczej unikamy współdzielenia serwera.

Wyjątkiem jest tu współdzielenie maszyny fizycznej, ale odseparowanie logiczne. Chodzi tu o wszelkiego rodzaju technologie wirtualizacji (np. VMware) lub konteneryzacji (np. Docker). Takie rozwiązania są bezpieczniejsze przy współdzieleniu serwera, ale mogą przysparzać innych problemów związanych np. z wydajnością lub sieciowe.

Krok 5. - Oprogramowanie

Podstawowym oprogramowaniem, które jest niezbędne do działania systemu, to platforma , której podstawowym zadaniem jest komunikacja z układami pomiarowymi (za pośrednictwem konwerterów i bramek) celem odczytania danych oraz ich zarchiwizowania w bazie danych. We wdrożeniach ze sterowaniem, służy również do wysyłania poleceń zmian nastaw. Prócz tego, dostarcza podstawowych narzędzi wizualizacji i analizy danych, alarmowania, raportowania i sztucznej inteligencji. Poza platformą , na serwerze mogą się znajdować aplikacje uzupełniające funkcjonalność, np. platforma Grafana, która rozszerza możliwości wizualizacji i analizy danych oraz umożliwia samodzielne ich tworzenie przez klienta.

Platforma

to mózg całego systemu pomiarowego. Odpowiada za odczyt, archiwizację i monitorowanie wszystkich parametrów. Do tego oferuje m.in. podstawowe funkcje analityczne i graficzne, możliwości generowania raportów, wysyłania alarmów SMS i uczenia maszynowego. Mimo posiadania wielu funkcji, jego podstawowa obsługa jest bardzo prosta. Na filmie widać, jak w kilka sekund narysować wykres z kilkoma interesującymi nas parametrami.

Platforma Grafana to system open-source, który jest uzupełnieniem systemu . Służy do intuicyjnego tworzenia dowolnych wizualizacji oraz analiz danych. Jego unikalną cechą jest to, że wykresy przez niego tworzone są uznawane za bardzo ładne. Na filmie widać, jak łatwo jest w nim stworzyć efektowny wykres dowolnego parametru.

Co gdy jest już inny system BI lub ERP?

Bardzo często nasi klienci posiadaj już wdrożone systemy BI lub ERP u siebie i chcą mieć z nich dostęp do danych np. o zużyciu energii przez węzeł cieplny. Żaden problem!

System , który zdalnie odczytuje, archiwizuje i monitoruje wszystkie parametry pomiarowe, zapisuje je do relacyjnej bazy danych SQL. Dzięki temu można ich używać w praktycznie każdym systemie ERP i BI.

A gdy nie ma żadnego innego systemu?

Absolutnie żaden problem. Po pierwsze, system

, posiada wygodny interfejs dostępny przez przeglądarkę internetową, który pozwala na wykonywanie wszystkich podstawowych zadań analitycznych – podgląd danych aktualnych, rysowanie podstawowych wykresów, eksport danych do arkusza kalkulacyjnego etc. Po drugie, jeżeli potrzebujesz szerszych możliwości analitycznych, lub samemu chcesz tworzyć analizy i wykresy, to bez dodatkowych kosztów, wdrożymy u Ciebie darmowe i bardzo popularne narzędzie do wizualizacji danych o nazwie

Idea komunikacji

Na diagramie widać przykładową koncepcję komunikacji hybrydowej (radiowo-kablowej) w zakładzie, gdzie opomiarowana została energia elektryczna.

Przekładniki prądowe zostały zamontowane w wersji radiowej, aby znacząco zmniejszyć ilość kładzionego okablowania. Komunikują się one na krótkich dystansach (w obrębie klastra pomiarowego) z bramkami radiowymi.

Bramki radiowe zostały połączone za pomocą sieci kablowej. Wykorzystana została istniejąca infrastruktura sieciowa zakładu (skrętka, switche, router i łącze internetowe), ale w sposób izolowany od reszty zakładu (VLAN w standardzie 802.1Q).

Serwer znajduje się w chmurze obliczeniowej firmy eGIE, dzięki czemu jest niewrażliwy na zaniki prądu, awarie i uszkodzenia. Komunikuje się z systemem pomiarowym przez sieć Internet za pomocą bezpiecznych kanałów VPN.

System SyNiS to główny komponent infrastruktury informatycznej. Odpowiada m.in. za:

komunikację z obiektami i urządzeniami,
podgląd obiektów w czasie rzeczywistym,
archiwizację wszystkich parametrów,
rysowanie wykresów dowolnych danych historycznych,
obsługę alarmów i powiadomień SMS,
generowanie raportów (PDF i XLS),
narzędzia sztucznej inteligencji,
obsługę pozostałych funkcjonalności (np. mapa satelitarna).

System SyNiS archiwizuje wszystkie dane do relacyjnej bazy SQL. Oznacza to, że można go łatwo zintegrować z dowolnym innym systemem np. ERP lub BI.

Podgląd w czasie rzeczywistym

Zmiana nastaw i parametrów pracy

Rysowanie wykresów

Porównywanie obiektów i parametrów

Widok osiedla na mapie satelitarnej

System Grafana od Grafana Labs, to oprogramowanie Open Source do bardzo łatwego tworzenia zarówno pięknych, jak również praktycznych wizualizacji danych.

Za pomocą kilku kliknięć, samodzielnie stworzysz dowolny wykres, zestawienie, czy raport. Do podstawowej obsługi wystarczy zaledwie godzina szkolenia.

Na życzenie klienta, bez dodatkowych kosztów, wdrażamy i integrujemy system Grafana z systemem SyNiS.

Po prostu wygodna obsługa

Wszystkie nasze rozwiązania są tworzone od początku do końca z myślą o wygodnej obsłudze dla użytkowników.

Obiekty mogą być wyposażone w duże i kolorowe ekrany dotykowe, ich dostęp może odbywać się również przez Internet, za pomocą laptopa lub smartphona z wykorzystaniem zwykłej przeglądarki Internetowej.

Interfejs graficzny jest czytelny i prosty w obsłudze.

Powiadomienia SMS

System umożliwia oczywiście alarmowanie SMS. Użytkownik może on ustawić kontrolę dowolnego parametru, którego niedotrzymanie lub przekroczenie spowoduje wysłanie wiadomości SMS na podaną listę telefonów. Kilka przykładowych rodzajów powiadomień to:

Automatyczne wykrywanie nieprawidłowości

Dzięki funduszom europejskim, wdrożyliśmy nowatorskie rozwiązanie na skalę światową. Dzięki zastosowaniu sieci neuronowych i narzędzi sztucznej inteligencji, stworzyliśmy rozwiązanie, które samodzielnie uczy się, jak wygląda prawidłowa praca układu. Jeżeli system „dojdzie do wniosku”, że dzieje się coś dziwnego, wyśle odpowiednie powiadomienie SMS do operatora.

Rozwiązanie to stanowi uzupełnienie klasycznego mechanizmu powiadomień SMS. Dzięki sztuczne inteligencji, nawet jeżeli poszczególne parametry są w normie, to algorytm jest w stanie wykryć nawet niewielkie odchylenia od pracy standardowej i wysłać informację SMS. Samodzielnie, bez udziału człowieka…

Technologie bezinwazyjne

Brak przestoju maszyn

Bez ingerencji w proces

Mniejsze ryzyko awarii

Energia elektryczna

Nasze rozwiązania współpracują z licznikami energii elektrycznej i analizatorami parametrów sieci od wszystkich wiodących producentów. Jeżeli licznik obsługuje jakikolwiek ze standardowych protokołów transmisji danych (lub posiada wyjście impulsowe), to bez problemu będzie go można zintegrować z naszym systemem:

Obsługiwane są wszystkie rodzaje urządzeń do pomiaru energii elektrycznej:

Ciepłomierze

System oraz pozostałe nasze produkty z łatwością integrują się ze wszystkimi ciepłomierzami głównych producentów na rynku. Wystarczy, że ciepłomierz obsługuje jeden ze standardowych protokołów komunikacyjnych:

Obsługiwane są wszystkie rodzaje ciepłomierzy:

Temperatura

Oczywiście nasz system obsługuje wszystkie standardowe rodzaje przetworników temperatury:

Ciśnienie

System również obsługuje wszystkie standardowe rodzaje przetworników ciśnienia:

Jedną z unikalnych cech naszego systemu jest automatyczne przeliczanie czasu między impulsami nadawanych ze zwykłych wodomierzy z wyjściem impulsowym na dokładne wartości przepływu. Dzięki temu, tani wodomierz przekształca się bez dodatkowych kosztów w przepływomierz.

Wodomierze i przepływomierze

Do systemu można również podłączyć dowolne rodzaje wodomierzy i przepływomierzy z użyciem standardowych interfejsów:

BMETERS

PoWoGaz

Internet of Things

Dla naszych klientów tworzymy dedykowane rozwiązania oparte o Internet Rzeczy. Dzięki tej koncepcji i jej rozwojowi w ostatnich latach, tworzymy prototypowe urządzenia dopasowane do potrzeb klienta w niebywałym czasie i cenie. Proces przypomina układanie z klocków i trwa, nie lata, czy miesiące, lecz dni lub tygodnie. W tym czasie możemy stworzyć urządzenie od podstaw, które wypełni dowolną lukę w systemie pomiarowym klienta.

Co jest naszą siłą? Ludzie i ciężka praca. Wszyscy nasi klienci i każdy z osobna, to nasz skarb. Każdego kochamy i się o niego troszczymy. Obdaż nas swoim zaufaniem, a my odwdzięczymy się tym samym.

ul. Oświęcimska 102d / 5
45-641 Opole

600-966-641

kontakt@egie.pl

Icons made by Flaticon from www.flaticon.com

Images by Pexels from www.pexels.com

Images by Freepik from www.freepik.com