Enerji Verilerinin Toplanması: Maliyet Etkin ve Güvenilir İki

Enerji Verilerinin Toplanması: Maliyet Etkin ve Güvenilir İki Yenilikçi Çözüm
Enerji tüketimini, optimal işletme ve üretim koşullarında, en düşük seviyede tutmak enerji verimliliği ve enerji yönetimi
projelerinin temel amacıdır. İşletme ve üretimdeki enerji maliyetlerinin azaltılması; maliyeti düşürecek, bu da işletmelerin rekabet
şanslarını arttıracaktır. Enerji verimliliği çalışmalarında enerji yönetimi ve verimliliği standartları ve yönetmelikleri büyük önem
arz etmektedir.
ISO 50001 ve EN 16001 standartlarının çizdiği çerçevede oluşturulan enerji yönetim yapıları ve bu yapılar oluşturulur ve
sürdürülürken uygulanan yöntem incelendiği zaman ölçme, izleme ve önleyici faaliyetlerin enerji etüd ve toplam enerji yönetimi
çalışmalarının çok önemli unsurları oldukları görülecektir. Ölçülen enerji verilerinin izlenmesi, kayıt altına alınması ve raporlanıp,
analiz edilmesi için günümüz teknolojisinin ürettiği çözüm ise enerji otomasyon sistemleridir.
ISO 50001 enerji yönetim standardı; enerjinin nerede, ne kadar ve nasıl kullanıldığını ve enerji tasarruf potansiyellerinin
belirlenmesini sağlayan enerji etüdü çalışmaları için bir çerçeve çizmektedir. Bunu gerçekleştirebilmek için enerji kullanımı ile
ilgili sürekli bilgiye ihtiyaç vardır. Sahadan toplanacak olan elektriksel ve fiziksel ölçüm değerlerinin otomasyon sistemine
aktarımının sorunsuz bir şekilde gerçekleştirilebilmesi için uygun PLC konfigürasyonunun seçilmesi ve sisteme uygulanması
gerekmektedir.
Bir diğer önemli nokta tasarlanan sistemin optimum maliyet ile hayata geçirilmesidir.
WAGO hem maliyet etkin hem de güvenilir ve sürekli veri akışı sağlayan sistemler tasarlamakta, devreye almakta ve yenilikçi
ürünleri ile bu vizyonunu sürekli güncellemektedir:
Elektriksel Ölçümlerde Yenilikçi İki Yaklaşım: Rogowski Bobinleri ve Modüler Güç Analizörleri
Özellikle halen çalışmakta olan ve işletilen endüstriyel tesislerde elektrik panolarında ölçüm yapılıp, elektriksel parametrelerin
PLC sistemlerine aktarımı için tesisisin bir süreliğine durdurulması gerekmektedir. Bu gereklilik enerji kesintilerine dolayısıyla
üretim kayıplarına sebep olmaktadır.
Rogowski Bobini – 855 Serisi:
Halen işletmede olan ve elektrik dağıtım panoları içerisinde revizyon yapılıp, akım trafoları montajının mümkün olmadığı
durumlarda; Rogowski Bobinleri ile ölçüm yapıp PLC sistemine aktarma yeni bir teknolojik çözümdür.
WAGO’nun 2000A ve 500A seçenekleri ile sunduğu Rogowski Bobinleri hem duruş maliyetlerini hem de revizyon maliyetlerini
düşürüp, enerji izleme sistemi yatırımlarında bir tasarruf aracı olarak kullanılmaktadır. Bu bobinler yine WAGO tarafından
geliştirilen sinyal dönüştürücüler ile kullanılmaktadır.
Şekil 2’de trifaze bir sistemi ölçmek için kullanılan Rogowski Bobini uygulamasında:
 3 Rogowski Bobini üç canlı kablo etrafına sarılır (L1, L2, L3). Böylece kablo ya da baraların sökülmesine gerek kalmaz,
sistemi durdurmadan kolay ve hızlı montaj sağlanır.
 Pano içerisinde 500A yada 1000A gibi akım trafoları için yer açmaya gerek kalmadan çok dar bir alanda işlem
gerçekleştirilir.
 Rogowski Bobinlerinde iletkende
ölçülen akım şiddeti ile orantılı
bir gerilim indüklenir.

 Sinyal Dönüştürücü gerilim
sinyallerini yükseltilmiş AC
sinyallere çevirir.
 Burada diğer bir önemli nokta;
artık PLC düğümlerinin hemen
arkasına eklenebilen 3-faz güç
analizörlerinin
gelişitirilmiş
olmasıdır. Bu uygulamada da bu
tipte bir analizör kullanılmış ve
arada bir haberleşme hattına
gerek kalmadan hazır PLC
kütüphaneleri ile elektriksel
parametrelerin PLC’ye alınıp
işlenebildiği
bir
yapı
oluşturulmuştur.
 PLC
sistemi
kullanılarak,
operatörler
yük
durumunu
saptayabilirler (dengesiz yük,
kapasitif bileşenler) ve tüketimi optimize edebilirler.
Rogowski Uygulaması 1
Rogowski Bobinleri ile Makine Güç Tüketim Ölçümü
WAGO’nun 789-652 ürün kodlu Rogowski Bobinleri için Sinyal Dönüştürücü Modülü 500A’e kadar 3 Rogowski Bobininden
gelen sinyali işler. Sinyal işleme
faz başına +/- 100 mA akım
sinyalidir. Bu ürün ile 750-493
veya 750-494 güç ölçüm modlü
kullanılırsa tüm bir enerji
altyapısı WAGO ile çözümlenir.
Bir başka Rogowski Bobini
uygulamasında ise 857-552 ürün
kodlu, Bluetooth üzerinden de konfigüre edilebilen WAGO Transdüser kullanılırak akım ölçümleri standart analog sinyallere
çevrilip PLC’lerin analog giriş modüllerine doğrudan uygulanabilir ve böylelikle bobinler akım sensörleri olarak kullanılabilir.
Rogowski Bobinleri ile WAGO Transdüser Kullanımı





Rogowski Bobini canlı kablonun etrafına sarılır.
İletkenden akan AC akımın yarattığı manyetik alan bobinde bir çıkış
gerilimi indükler.
Rogowski transdüser Rogowski Bobini üzerinden, alternatif akım RMS
değerlerini kaydeder ve giriş sinyalini çıkış uçlarında standart analog
sinyale dönüştürür. (0-20 mA, 4-20 mA, 0-10 V, ...v.b.)
PLC Ünitesi standart sinyali işler.
Ölçülen akım bir SCADA yazılımı veya opsiyonel olarak bir operatör
panel vasıtası ile izlenir.
3-Faz Modüler Güç Analizörleri – 750 – 493/494/495:
WAGO’nun 750 – 493/494/495 ürün kodları ile satışa sunulan, üç farklı tipteki modüler güç analizörleri; bir WAGO PLC
ünitesinin yanına modüler olarak takılabilen, akım trafosu ve gerilim uçlarının doğrudan üzerine bağlandığı yenilikçi enerji
analizörleridir.
Bu güç analizörleri PLC düğümüne doğrudan
bağlanılmakta, PLC işlemcisine modüler yapı
içerisindeki bus haberleşmesi ile doğrudan
veri aktarımı yapabilmektedir. Bu sayede
harici enerji analizörleri ve PLC arasında
tesis edilen ikinci bir haberleşme hattına gerek
duyulmamakta ve veri kayıpları ortadan
kaldırılmaktadır. WAGO I/O SYSTEM ile
doğrudan entegre çalıştığı için fieldbustan
bağımsız kullanılır. Yani proseste profinet,
Modbus, Profibus ya da devicenet olabilirken
enerji, doğalgaz ve su uygulamalarında IEC
61850 yada IEC60870-5 olabilir. Yine benzer şekilde bina uygulamalarında LON, Bacnet, KNX veya Ethernet.
WAGO PLC programlama arayüzünde, bu modüller için özelleştirilmiş hazır fonksiyon blokları mühendislik maliyetlerini
düşürmektedir. Her şey WAGO kütüphanesinde sunulmakta olup tüm mühendislik tasarım ve süreci ortadan kaldırılmıştır.
Uygulama alanları ve avantajları:

Endüstri, bina ve proses otomasyonu:
Makine ve tesislerin enerji tüketim ölçümü
Enerji kullanımında, şeffaflığın arttırılması
Enerji tasarrufu için spesifik aksiyonların
tanımlanması

Güneş tarlaları ve rüzgar çiftliklerinde kullanıma
örnek(yenilenebilir enerji) :
Yasal sınırlamalara uygunluğu teyit için
harmonik analizinin kullanılması.
 Harmoniklerin (bunlar temel frekansın tam sayı katlarıdırlar)
belirlenmesi için yapılan bu analiz, kompleks hesaplamalar
gerektirir (örneklenmiş gerilim ve akım sinyallerinin
“Fourier Dönüşümü” gibi). 750-494/495 modülleri ile 3-faz
akım ve gerilim harmoniklerinin aynı anda hesaplanması
mümkündür.
Modüler 3-Faz Güç Ölçüm Modülü ve Harmonik Analizörü
Bu uygulama, PLC ünitelerinin bulunduğu düğüme (node)
arada bir haberleşme hattı olmaksızın doğrudan bağlabilen,
akım trafosu, gerilim trafosu gibi parametrelerin PLC
programlama arayüzü ile konfigüre edilebildiği, modüler 3 Faz güç ve
harmonik analizörüne aittir.Bu tarz bir
uygulamada:
 Canlı kablo akım trafosunun içerisinden
geçirilir.
 Akım trafo uçları ve sistemin gerilim uçları güç
ölçüm modülünün üzerine doğrudan bağlanır.
 Arada bir haberleşme kablolamasına ihtiyaç



duyulmaz.
Tüm parametrik ayarlar PLC programlama arayüzü ile doğrudan yapılır ve ölçüm değerlerinin hepsi doğrudan PLC
programcısının kullanımındadır.
Bu modüler analizörler çok fazla tüketim noktasının bulunduğu uygulamalarda hem trifaze hem de monofaze ölçüm
yetenekleri ve harmonik analizi de yapabilmeleri nedeniyle tercih edilmektedir.
Bu analizörler ile yapılan işlem hem ana PLC yükünü tamamen ortadan kaldırmakta hem de dağınık olarak sahaya
monte edilen standart analizörlerde Modbus haberleşmesinden kaynaklanan okuma sürelerinin, haberleşme
problemlerinin ve kablajının yarattığı sorunlar ortadan kaldırılmaktadır. Daha küçük bir PLC çok daha pahalı bir
PLC’ nin tüm görevlerini fazlası ile yerine getirebilmektedir.
WAGO üç farklı tipte ve özellikte güç analizörü sunmaktadır:
WAGO enerji analizörlerinden alınan verilerin herhangi bir SCADA yazılımına gerek duyulmadan görselleştirilmesi ve en
önemlisi parametrik ayarlarınn yapılabilmesi için de kullanıcılara ücretsiz WAGO I/O Check programı sunulmaktadır.
Bu program ile yapılabilecek işlemler:
•
•
•
•
Enerji tüketiminin ve diğer tüm elektirksel parametrelerin izlenmesi
Harmonik analizi
Kapsamlı şebeke analizi
Modül parametrelendirme
Yine benzerlerinden farklı olarak anlık akım ölçümlerinin doğrudan akım transdüseri üzerinden Bluetooth ve Android uygulaması
ile yapmak mümkündür.