Sistemul inteligent de monitorizare pus la punct cu modulele I7000 a fost anume proiectat pentru staţia de transformare Shumuling a biroului de energie electrică Hunan Changsha, dar desigur că poate fi utilizat şi la alte staţii de distribuţie, oriunde în lume. El poate monitoriza simultan mai multe bucle de circuit şi poate face statistici ale valorilor minime şi maxime ale tensiunilor, precum şi ale ratei tensiunii calificate. De asemenea, sistemul are capacitatea de a interoga şi monitoriza curbele zilnice de tensiune şi de a tipări rapoarte zilnice şi rapoarte lunare. Caracteristicile de bază ale monitorului inteligent de tensiuni:
• A fost instalat în staţia de transformare. Poate monitoriza cele două canale de tensiune PT de 200KV, două canale de tensiune PT de 110KV, patru canale de tensiune PT de 10KV, două de CC de 220V şi două de CC de 380V, în timp real. Monitorul culege eşantioanele de tensiune prin valorile efective. Rata de eşantionare este de un scan pe secundă, cu memorare înainte de procesare. Se ia un minut drept unitate statistică, şi se ia valoarea de tensiune medie pre-procesată din cadrul unui minut drept tensiunea reală operaţională a sistemului care este supravegheat.
• Capacitatea de a face căutări (interogări) după timp
• Capacitatea de a afişa rezultatele în mod grafic
• Capacitatea de a face statistici zilnice şi lunare. Se pot afişa sau tipări timpii de măsurare a tensiunilor, rata tensiunii calificate şi timpul acumulat, rata tensiunii ce depăşeşte o limită superioară şi timpul acumulat corespunzător, rata tensiunii mai mică decât limita inferioară şi timpul acumulat corespunzător acesteia. Poate salva date pe perioade de până la 3 luni.
• Capacitatea de a imprima curbele pe o oră întreagă şi de a afişa şi imprima valorile minime şi maxime şi momentele când au survenit.
• Capacitatea de a face backup, citiri şi ştergeri de date, În gama de ± 20% din tensiunea nominală, eroarea de măsură compusă a monitorului de tensiuni trifazice este mai mică de ± 0,5%.
Arhitectura hardware a sistemului este prezentată în figura 1.
Sistemul se compune din două module de achiziţie de date I-7017, un convertor RS232 /485 ISA-7520 şi 12 transmiţătoare de tensiune. 7017 este un modul cu 8 intrări analogice (8 canale diferenţiale, rezoluţie de 16 biţi, viteză de comunicare de până la 115,2Kbps). Este folosit cel mai des în domeniile industriale sau alte aplicaţii de sisteme distribuite de achiziţie de date. Foloseşte reţeaua de comunicaţii RS232/422/485 şi transferă semnalele distribuite calculatorului PC master, sau poate controla puncte de lucru aflate la distanţă prin intermediul PC-ului. Are o caracteristică unică de proiectare cu dual watchdog, adică atât hardware cât şi software.
Fiecare modul I-7017 are un circuit de supraveghere intern, hardware. Dacă modulul este indisponibil, poate să reboot într-un timp foarte scurt. PC-ul master şi fiecare 7017 au interblocare cu watchdog soft. Dacă PC- ul master se blochează, toate modulele trec ieşirile în modul de siguranţă prestabilit, în conformitate cu cerinţele industriale de siguranţă. Dacă reţeaua de comunicaţii RS485 este deconectată sau intervine altă eroare şi PC-ul gazdă şi modulele individuale nu mai pot comunica, de asemenea este activat circuitul de supraveghere soft. Proiectarea watch dog-urilor este foarte inteligentă şi uşor de folosit, şi contribuie semnificativ la îmbunătăţirea fiabilităţii şi siguranţei sistemului.
ISA7520 este convertorul de interfaţă, pe magistrala ISA, care se utilizează în calculatorul PC central.
Ca transmiţători de tensiune se folosesc senzorii de semnal electric cu izolaţie din seria WB400, produşi de Southwest Automation Institute. Acest senzor este special proiectat cu module de izolare, iar când se aplică la măsurătorile în timp real ale tensiunilor de CA în reţelele şi circuitele de distribuţie are avantajele unei precizii ridicate, tensiune de izolaţie mare, răspuns în frecvenţă de bandă largă, derivă redusă, rezistenţă la şocuri şi un foarte bun raport calitate / preţ. Clasa sa de precizie este 0.2, iar gama de liniaritate este de la zero la 120% din valoarea nominală de intrare.
Modulul de achiziţie 7017 este instalat pe teren şi culege în timp real semnalul de ieşire de tensiune al transmiţătoarelor. Apoi converteşte valoarea în semnal standard RS484 şi o transferă reţelei 485. Produsele din seria I-7000 oferă izolare de tensiune a semnalelor de pe teren, iar EIA RW-485 este un protocol de comunicare cu compensare, bidirecţional, folosit pe larg în domeniul industrial şi în numeroase aplicaţii distribuite. Datele se transmit la distanţe mari şi cu viteze ridicate folosind o singură pereche de fire răsucite. Modulele şi reţeaua sunt independente unele de altele, ceea ce îmbunătăţeşte semnificativ fiabilitatea sistemului.
Arhitectura software
Sistemul a fost pus la punct folosind Powerbuilder 6.5. Softul de sistem este prezentat în figura 2.
Gestionarea sistemului
Modulul de gestionare constă din modulele pentru intrările utilizatorului şi setarea tipăririi. Softul de sistem se bazează pe diferite permisii ale utilizatorilor. În modulul de intrare puteţi introduce numele utilizatorului, parola şi permisiile. Permisiile de utilizare a sistemului pot fi împărtiţe în două clase: operator general şi administrator de sistem. Un operator oarecare poate doar să folosească modulele de achiziţie de date, modulul de interogare, modulele de afişare grafică, etc. În schimb, administratorul sistemului are dreptul să folosească toate modulele disponibile (figura 3).
Culegerea datelor
În modulul de achiziţie de date puteţi obţine valorile în timp real pentru 12 canale diferite o dată pe secundă. Media a 20 de eşantioane este memorată ca valoare pentru un minut. De asemenea, modulul de achiziţie de date poate efectua automat statistici ale minimului de tensiune, maximului, timpul de evaluare, şi momentul când au apărut maximele şi minimele de tensiune.
Deoarece Powerbuilder suportă OCX a lui Microsoft, se utilizează funcţia MSCOMM32.OCX din Visual Basic 4 pentru a implementa comunicaţia cu porturile COM. Pentru a trimite comenzi la porturi, trebuie să citiţi datele analogice de pe canalul 0 al modulului de achiziţie 7017. Aspectul panoului de interfaţă pentru achiziţia de date este prezentată în figura 4.
Căutări de date şi afişarea grafică
În modulul de achiziţie de date, în funcţie de timpul interogării, înregistrările corespunzătoare vor fi listate, şi pot fi şi tipărite. Cu un simplu click pe modulul grafic, introduceţi timpul căutarii şi alegeţi denumirea liniei pentru a regăsi valorile tensiunii eşantionate pentru respectiva linie. Se afişează de asemenea o curbă a modificărilor.
Rapoarte statistice
Statisticele programului de monitorizare constau din rapoartele zilnice şi cele lunare. În fereastra de statistică zilnică, introduceţi data şi ora căutării. Informaţiile statistice pentru 8 linii de date vor fi afişate: timpul total de evaluare, timpul cât tensiunea este peste limita superioară, respectiv sub limita inferioară, raportul de calificare, valoarea minimă, cea maximă, cu timpii aferenţi perioadelor respective. La apăsarea lui Print, se tipăreşte raportul zilnic. În raportul lunar, puteţi găsi statisticile pentru luna curentă şi cele pentru anul în curs. Asta înseamnă ca după ce introduceţi lună de căutare, va face un rezumat al timpului total de evaluare, timpului peste limita superioară, sub cea inferioară, raportul de calificare şi timpii cumulaţi pe an de depăşire a limitelor inferioară şi superioară, timpul cumulat al alimentării şi ratele de calificare accumulate (figura 5). Apăsarea lui Print va determina tipărirea raportului lunar.
Gestiunea datelor
Modulul de gestionare a datelor include funcţiile de salvare a datelor, ştergere a datelor care nu mai sunt necesare, introducere de date şi operaţiile statistice lunare. Introduceţi perioada de timp pentru care vreţi să salvaţi datele în fereastra de backup, iar programul va regăsi datele respective şi le va salva pe harddisk. Dacă datele stocate sunt prea vechi şi nu mai prezintă interes, puteţi să le ştergeţi folosind fereastra de Removal. Interfaţa de introducere de date poate restaura datele salvate în baza de date curentă.
Concluzii
Acest monitor inteligent de tensiuni a trecut testele de complianţă electromagnetică şi evaluarea preciziei efectuată de institutul de cercetări al Hunan Electric Power. Toate datele corespund specificaţiilor de proiectare. Interfaţa prietenoasă cu utilizatorul şi uşurinţa de folosire a softului i-au asigurat o largă acceptare.
Ing. Cristian Malide
IMPERIAL ELECTRIC S.A. Tel: 211.37.82