Dziś trudno wyobrazić sobie takie rozwiązania bez wysokosprawnych komponentów energoelektronicznych i zabezpieczonej komunikacji w środowisku przemysłowym. Integracja z inteligentnymi sieciami energetycznymi (smart grid) pozwala konstruować systemy zapewniające ciągłość pracy, bezpieczeństwo i efektywność energetyczną. Nie chodzi tylko o automatyczne przełączanie między źródłami energii, zarządzanie szczytowym obciążeniem czy integrację z OZE. Uczenie maszynowe pozwala systemom na stałe doskonalenie swojego działania na bazie historycznych danych operacyjnych.
Ogromne znaczenie ma postęp techniczny w dziedzinie sprzętu. Przykładowo, współczesne zasilacze redundantne charakteryzują się znacznie wyższą sprawnością energetyczną niż dawniej stosowane urządzenia, często przekraczającą 95%. Wykorzystują dwie cewki indukcyjne i kondensatory (LLC) rezonansowe, a także technikę szerokopasmowych półprzewodników, takich jak węglik krzemu (SiC) i azotek galu (GaN). Materiały te umożliwiają pracę przy wyższych częstotliwościach przełączania, a ich zastosowanie przekłada się na mniejsze gabaryty i lepsze parametry cieplne.
Urządzenia wyposażone są w zaawansowane systemy monitoringu, które w czasie rzeczywistym śledzą parametry pracy i przewidują potencjalne awarie. Zaawansowane systemy UPS pozwalają na skalowanie mocy zgodnie z rzeczywistymi potrzebami. Automatyka przemysłowa korzysta obecnie także z układów automatycznego załączania rezerwy, które zapewniają bezprzerwową pracę urządzeń w przypadku zaniku napięcia sieciowego, co jest kluczowe dla wielu gałęzi przemysłu.
Ogniwa litowo-jonowe coraz częściej zastępują tradycyjne baterie ołowiowo-kwasowe. Funkcje predykcyjne pozwalają na przewidywanie końca żywotności baterii i zaplanowanie wymiany. Najnowsze rozwiązania wprowadzają inteligentne zarządzanie mocą na poziomie każdego portu, z możliwością priorytetyzacji urządzeń. Nowoczesne systemy zasilania i rozdziału energii są wyposażane w bezprzewodowe liczniki energii, umożliwiające precyzyjne monitorowanie zużycia oraz identyfikację obszarów nadmiernego zużycia. Rozwój standardów Power over Ethernet (PoE) umożliwia zasilanie coraz większej liczby urządzeń przemysłowych bezpośrednio przez kabel Ethernet. Najnowszy standard IEEE 802.3bt (Type 4) pozwala na przesyłanie do 90 watów mocy.
Dobrym przykładem nowej generacji rozwiązań w tej dziedzinie jest Klippon Connect firmy Weidmüller, integrujący dystrybucję potencjałów oraz monitorowanie obciążeń w jednym produkcie. Pozwala to na oszczędność miejsca w rozdzielnicach nawet o 50%, przyspieszając zarazem instalację i zwiększając niezawodność systemu. Modułowa konstrukcja umożliwia dostosowanie bloków zaciskowych do różnych napięć i wymagań instalacyjnych. Do urządzeń zasilających, które są używane w najnowocześniejszych placówkach, należy także zasilacz bezprzerwowy Galaxy VX firmy Schneider Electric.
Urządzenia takie stanowiły istotny element centrum danych zbudowanego przez firmę EcoDataCenter w szwedzkim Falun. W ramach architektury EcoStructure zainstalowano tam cztery zasilacze UPS Galaxy VX o mocy 1250 kW każdy, z możliwością uruchomienia UPS-ów w trybie ECOnversion. Warto wspomnieć też o wykorzystywanej we współczesnym przemyśle inteligentnej rozdzielnicy elektrycznej Power Xpert 9395 irlandzkiej firmy EATON. Zapewnienie zasilania dla prawie sześciuset serwerów i stu przełączników sieciowych w centrum danych w amerykańskim Tulsa to nie lada zadanie, ale układ urządzeń, składający się z dwóch rozdzielnic o mocy 750 kVA 9395 z parą o mocy 550 kVA każda, wywiązuje się z tego bardzo dobrze.
Z kolei przykładem nowoczesnego zastosowania sieci Ethernet są systemy oparte na urządzeniach WAGO-I/O-
-SYSTEM 750 niemieckiej firmy Wago, które umożliwiają cyfrową transmisję danych pomiędzy polami rozdzielczymi oddalonymi na znaczne odległości. Zastosowanie światłowodów i konwerterów ethernetowych zwiększa odporność na zakłócenia elektromagnetyczne i środowiskowe. Przykładem nowej techniki magazynowania energii, która powstała z myślą także o przemyśle, jest Megapack Tesli. Południowo-australijski zakład Victorian Big Battery korzysta z magazynu energii Megapack, zaprojektowanego z myślą o projektach komercyjnych.
Jednym z czołowych rozwiązań nowej generacji w dziedzinie zarządzania i monitorowania systemu energetycznego jest EMS firmy ABB. Fiński oddział ABB zaimplementował je, by uzyskać certyfikat ISO 50001. Pozwala to szczegółowo śledzić jednostki zużycia energii, monitorując przepływy energetyczne z sieci, z energii słonecznej, ogrzewania miejskiego, generatorów, pomp ciepła i inne dane. Dostarczane w ten sposób wskaźniki i raporty EMS ułatwiają analizę porównawczą w oddziałach.
Postępująca digitalizacja systemów energetycznych wymaga – co dziś jest oczywistością – implementacji zaawansowanych mechanizmów cyberbezpieczeństwa. Nowoczesne rozwiązania wykorzystują szyfrowanie end-to-end, uwierzytelnianie wieloskładnikowe i segmentację sieci w celu ochrony krytycznej infrastruktury energetycznej. Systemy wykrywania anomalii bazują na analizie behawioralnej i uczeniu maszynowym, identyfikując podejrzane aktywności w ruchu sieciowym. Nie będzie nieprawdą podsumowanie, że zarządzanie i dystrybucja energii w świecie automatyki są coraz bardziej… zautomatyzowane.
