Dane o zużyciu energii i mediów są istotne nie tylko dla działu księgowości. W zakładach przemysłowych, budynkach, obiektach infrastrukturalnych i sieciach rozproszonych mogą pomagać w lokalizowaniu strat, porównywaniu procesów oraz szybszym wykrywaniu nietypowych zmian.
Problem pojawia się wtedy, gdy informacje pochodzą z wielu różnych liczników i trzeba je odczytywać ręcznie. System IoT pozwala automatycznie zbierać dane, przesyłać je do jednej platformy i tworzyć historię pomiarów bez konieczności każdorazowego sprawdzania urządzenia na miejscu.
Dlaczego warto monitorować energię i media w sposób ciągły?
Pojedynczy odczyt pokazuje stan w konkretnym momencie, ale nie informuje, kiedy wystąpił wzrost zużycia ani jak długo trwał. Dopiero regularne pomiary pozwalają zobaczyć profil zużycia i porównywać różne okresy.
Przykładem może być wzrost poboru energii po uruchomieniu określonej linii, zwiększone zużycie wody poza godzinami pracy albo rosnące zużycie sprężonego powietrza wskazujące na potrzebę sprawdzenia instalacji.
Jakie media można monitorować?
Zakres zależy od dostępnych urządzeń pomiarowych i rodzaju instalacji. W jednym systemie można łączyć wiele źródeł danych.
- energię elektryczną,
- wodę,
- gaz,
- sprężone powietrze,
- ciepło i inne media procesowe, jeśli dostępny jest odpowiedni pomiar,
- parametry pomocnicze, takie jak temperatura, ciśnienie czy przepływ.
Monitoring energii elektrycznej
Główny licznik pokazuje całkowite zużycie obiektu, ale nie odpowiada na pytanie, która część zakładu odpowiada za największy pobór. Dodatkowe punkty pomiarowe pozwalają rozdzielić zużycie na linie produkcyjne, maszyny, rozdzielnice lub wybrane obszary.
Dane mogą być później prezentowane na wykresach i porównywane pomiędzy zmianami, dniami lub okresami produkcyjnymi. W przypadku przekroczenia ustalonego poziomu platforma może wygenerować alarm lub powiadomienie.
Zdalne odczyty wody i gazu
W wielu instalacjach stan licznika nadal jest odczytywany ręcznie. Jeżeli licznik posiada odpowiedni interfejs lub wyjście impulsowe, możliwe jest zastosowanie modułu komunikacyjnego przekazującego dane do systemu nadrzędnego.
Automatyczny odczyt pozwala tworzyć dokładniejszą historię i szybciej zauważyć zmianę sposobu zużycia medium. Jest to szczególnie przydatne w obiektach, w których liczniki znajdują się w wielu różnych lokalizacjach.
Sprężone powietrze – medium, którego straty trudno zauważyć
Sprężone powietrze jest często wykorzystywane w produkcji, ale nieszczelności instalacji mogą przez długi czas pozostawać niezauważone. Pomiar przepływu i obserwacja zużycia w czasie pomagają wskazać obszary wymagające dodatkowej kontroli.
System pomiarowy może również pokazać, czy zużycie występuje poza typowymi godzinami pracy oraz jak zmienia się po modernizacji instalacji. Pozwala to porównywać sposób pracy instalacji w różnych okresach i szybciej zauważać nietypowe zmiany.
Modbus i istniejące liczniki
Wiele analizatorów energii, liczników i urządzeń przemysłowych obsługuje Modbus RTU lub Modbus TCP. Jeżeli takie urządzenia są już zainstalowane, często można wykorzystać je jako źródło danych bez wymiany całej aparatury.
Bramka przemysłowa może odczytywać rejestry Modbus i przekazywać dane dalej do platformy, systemu SCADA, aplikacji chmurowej albo innego systemu nadrzędnego. Dzięki temu istniejąca infrastruktura pomiarowa może zostać wykorzystana jako część większego systemu monitoringu.
LoRaWAN tam, gdzie trudno prowadzić przewody
W punktach oddalonych od istniejącej infrastruktury przewodowej można wykorzystać komunikację LoRaWAN. Rozwiązanie jest szczególnie przydatne przy okresowych pomiarach, niewielkiej ilości danych i urządzeniach bateryjnych.
Pozwala to zbierać informacje z liczników, czujników temperatury, przepływu lub innych punktów pomiarowych bez konieczności prowadzenia dodatkowego okablowania komunikacyjnego do każdego urządzenia.
Zasięg i jakość połączenia należy zweryfikować w rzeczywistym obiekcie, szczególnie w halach z dużą ilością konstrukcji metalowych, rozdzielnic i innych elementów mogących wpływać na propagację sygnału.
MQTT i API – przekazanie danych dalej
Platforma IoT nie musi być końcowym miejscem przechowywania danych. Informacje o energii i mediach mogą być przekazywane do innych aplikacji przez MQTT, API lub inne interfejsy integracyjne.
Pozwala to połączyć monitoring z systemami wykorzystywanymi przez produkcję, utrzymanie ruchu, zarządzanie energią lub raportowanie. Dane mogą być wykorzystane również w dashboardach, systemach analitycznych lub innych aplikacjach pracujących już w przedsiębiorstwie.
Alarmy i wykrywanie odchyleń
Samo zbieranie danych jest tylko jednym z elementów systemu. Platforma może również porównywać aktualne wartości z ustalonymi progami i generować alarmy po wystąpieniu określonego zdarzenia.
Przykładem może być przekroczenie maksymalnego poboru energii, nietypowe zużycie wody w godzinach nocnych albo utrzymujący się przepływ sprężonego powietrza po zakończeniu pracy zakładu.
Alarm nie zastępuje diagnostyki technicznej, ale pozwala szybciej wskazać, że w danym obszarze pojawiło się odchylenie wymagające sprawdzenia.
Jak działa system monitoringu energii i mediów?
Źródłem danych są liczniki i urządzenia pomiarowe. W zależności od lokalizacji i dostępnej infrastruktury dane mogą być odczytywane przez Modbus, wyjście impulsowe, LoRaWAN lub inny interfejs, a następnie przesyłane do platformy.
Licznik lub czujnik → interfejs komunikacyjny → bramka → platforma → analiza, raporty i alarmy
W jednej instalacji mogą działać jednocześnie różne technologie. Przykładowo analizatory energii mogą komunikować się przez Modbus, a oddalone wodomierze lub czujniki mogą przesyłać dane przez LoRaWAN. Platforma pozwala później prezentować te informacje w jednym miejscu.
Co można zrobić z zebranymi danymi?
Regularne gromadzenie danych pozwala tworzyć historię zużycia i analizować sposób wykorzystania energii oraz mediów w czasie.
- porównywać zużycie pomiędzy dniami, zmianami lub okresami produkcyjnymi,
- analizować poszczególne maszyny, linie lub obszary zakładu,
- wykrywać nietypowe wzrosty zużycia,
- obserwować zużycie poza godzinami pracy,
- oceniać efekt modernizacji lub zmian organizacyjnych,
- tworzyć raporty i dashboardy dla różnych użytkowników,
- przekazywać dane do innych systemów przedsiębiorstwa.
Gdzie taki monitoring znajduje zastosowanie?
System może być wykorzystany wszędzie tam, gdzie występuje kilka lub kilkadziesiąt punktów pomiarowych i potrzebny jest regularny dostęp do danych bez wykonywania ręcznych odczytów.
- zakłady produkcyjne,
- hale i magazyny,
- budynki biurowe i obiekty komercyjne,
- kotłownie i węzły techniczne,
- obiekty infrastrukturalne,
- sieci rozproszonych punktów pomiarowych,
- instalacje wody, gazu i sprężonego powietrza.
Jak dobrać rozwiązanie do monitoringu energii i mediów?
Najpierw należy ustalić, jakie media mają być monitorowane i które punkty są rzeczywiście istotne. Następnie warto sprawdzić, jakie interfejsy posiada istniejąca aparatura, czy w danej lokalizacji dostępne jest zasilanie oraz jak często dane powinny być przesyłane.
Istotne są również wymagania dotyczące integracji. Inaczej projektuje się prosty system podglądu kilku liczników, a inaczej rozwiązanie, które ma przekazywać dane do nadrzędnego systemu zakładowego.
Przy doborze warto uwzględnić między innymi:
- rodzaj i liczbę liczników,
- dostępne interfejsy komunikacyjne,
- lokalizację punktów pomiarowych,
- częstotliwość zbierania danych,
- dostępne zasilanie,
- warunki środowiskowe,
- potrzebę alarmowania i raportowania,
- sposób integracji z istniejącymi systemami.
IoT Solution – od pomiaru do analizy danych
W IoT Solution pomagamy dobrać urządzenia pomiarowe, moduły komunikacyjne, bramki oraz sposób przesyłania danych do platformy. Możemy również pomóc wykorzystać istniejące liczniki i urządzenia pracujące w Modbus lub innych standardach przemysłowych.
Rozwiązanie może obejmować zarówno kilka punktów pomiarowych, jak i większą instalację łączącą różne media i technologie komunikacyjne.
Chcesz monitorować energię, wodę, gaz lub inne media w jednym systemie? Opisz liczbę punktów pomiarowych, dostępne urządzenia i sposób wykorzystania danych. Na tej podstawie pomożemy dobrać odpowiednią architekturę rozwiązania.