System zarządzania energią EMS CX³

Efektywny system zarządzania energią wymaga opomiarowania jak największej liczby odbiorników w celu łatwiejszej identyfikacji tzw. "słabych punktów" w instalacjach, dzięki czemu łatwiej jest zaplanować działania dążące do poprawy efektywności energetycznej. W odpowiedzi na powyższe trendy rynkowe firma Legrand wprowadza do sprzedaży nową, innowacyjną ofertę urządzeń do pomiaru, ale także idzie krok dalej, zapewniając możliwość stałej kontroli i sterowania instalacją w budynku, zarówno lokalnie rozdzielnicy elektrycznej jak i zdalnie poza nią.

OFERTA EMS CX³

Oferta EMS CX³ składa się z urządzeń o niezwykle kompaktowej budowie modułowej, które w łatwy sposób można zainstalować zarówno w nowopowstających instalacjach jak i już istniejących, w jednym rzędzie rozdzielnicy elektrycznej z innymi aparatami modułowymi lub aparatami mocy. Pośród urządzeń systemu EMS CX³ znajdziemy moduły odpowiadające za pomiar energii elektrycznej i wielu innych parametrów sieci, moduły sygnalizacji stanu pracy aparatów/obwodów, moduły sterowania instalacją oraz elementy komunikacji lokalnej lub zdalnej.

POMIARY

Fot. 1. Moduły pomiarowe - moduł jednofazowy do 63A z cewką Rogowskiego oraz moduł jedno- lub trójfazowy dla przekładników prądowych

Moduły pomiarowe EMS CX³ to urządzenia zgodne z normami IEC/EN 61557-12 (Urządzenia do pomiarów i monitorowania parametrów sieci) o wysokiej klasie dokładności pomiaru energii czynnej - 0,5. Oprócz tej podstawowej funkcji, moduły umożliwiają pomiar takich wielkości elektrycznych jak: prądy, napięcia, częstotliwość, moce, współczynnik mocy, a także współczynniki THD oraz poszczególne harmoniczne dla prądów i napięć do 15. Moduły pomiarowe występują w dwóch wersjach:

• Z pomiarem bezpośrednim do 63 A za pomocą kompaktowych cewek Rogowskiego, dostarczanych w komplecie z urządzeniem, w wersji jednofazowej lub trójfazowej;
• Z pomiarem za pomocą dowolnych przekładników prądowych (z rdzeniem zamkniętym lub otwieranym) o przekładni x/5A - to samo urządzenie zarówno do pomiarów jednofazowych jak i trójfazowych o obciążalności prądowej po stronie pierwotnej nawet do 32 kA.

Wszystkie urządzenia pomiarowe EMS CX³ mają szerokość montażową, równą jednemu modułowi DIN, dzięki czemu zajmują znacznie mniej miejsca w rozdzielnicy w porównaniu ze standardowymi licznikami energii lub analizatorami sieci. Przy dużej liczbie punktów pomiarowych taka oszczędność miejsca przekłada się na realną oszczędność pieniężną. Wykonania z cewkami Rogowskiego ułatwiają integrację systemu EMS CX³ w istniejących już instalacjach.

Oprócz modułów do pomiaru energii elektrycznej, w ofercie znajduje się także Moduł koncentratora impulsów, który umożliwia zbieranie i transmisję danych pomiarowych z dowolnych liczników z wyjściem impulsowym (liczniki wody, gazu, elektryczności, itp.). Urządzenie może obsługiwać do 3 niezależnych obwodów pomiarowych.

SYGNALIZACJA STANU INSTALACJI

Fot. 2. Moduły sygnalizacji stanu - styk pomocniczy/sygnalizacyjny dla aparatów modułowych oraz uniwersalny moduł sygnalizacji stanu

W systemie EMS CX³, oprócz urządzeń pomiarowych znajdziemy także dwa różne moduły, odpowiedzialne za sygnalizację stanu pracy aparatów modułowych lub aparatów mocy. Pierwszy z nich dedykowany jest dla aparatów zabezpieczających serii TX3 i DX3 (wył. nadprądowych, różnicowoprądowych, itp.) oraz rozłączników izolacyjnych FR 300, FRX 300 oraz FRX 400 firmy Legrand.

Jest to styk pomocniczy/sygnalizacyjny przyłączany bezpośrednio z lewej strony aparatu, który umożliwia lokalną i zdalną identyfikację jego stanu - załączony/wyłączony/wyzwolenie. Szerokość montażowa tego urządzenia to tylko 0,5 modułu DIN.

Drugi z modułów sygnalizacyjnych to urządzenie uniwersalne, w pełni konfigurowane, wyposażone w 3 diody sygnalizacyjne LED, za pomocą którego można wizualizować informację o różnych stanach pracy aparatów mocy Legrand (wyłączników kompaktowych DPX3 i powietrznych DMX3) oraz innych marek, np. pozycja aparatu w kasecie, stan komponentu (sprężyna zazbrojona/niezazbrojona) i inne.

STEROWANIE

Fot. 3. Moduły sterowania - uniwersalny moduł sterowania oraz moduł sterowania i sygnalizacji dla styczników modułowych SM 400 i przekaźników bistabilnych PB 400

Efektywny system zarządzania energią powinien zapewniać także funkcję bezpiecznego i elastycznego sterowania instalacją na przykład w przypadku wykrycia przez obsługę sytuacji awaryjnych. W ofercie EMS CX³ znajdziemy Uniwersalny moduł sterowania o szerokości jednego modułu DIN, wyposażony w dwa konfigurowane wyjścia przekaźnikowe (NO+NC, 2NO lub 2NC) oraz przyciski (monostabilne lub bistabilne), dzięki któremu w sposób lokalny lub zdalny można sterować dowolny obwód/obciążenie elektryczne lub napędy zdalne aparatów modułowych/mocy Legrand lub innych marek.

Ostatnim, podstawowym elementem funkcyjnym systemu EMS CX³ jest Moduł sterowania i sygnalizacji dedykowany dla styczników modułowych SM 400 do 25 A i przekaźników bistabilnych PB 400. Urządzenie to, jak sama nazwa wskazuje, informuje o stanie styków przyłączonego do niego aparatu oraz jego zdalną kontrolę.

KOMUNIKACJA I KONFIGURACJA

Fot. 4. Widok modułu sterowania EMS CX³ z mikro-przełącznikami DIP na boku oraz przełącznikiem obrotowym do lokalnego adresowania w górnej części urządzenia

Wszystkie elementy systemu EMS CX³ komunikują się ze sobą w rozdzielnicy za pomocą autorskiego protokołu EMS przy użyciu specjalnych szyn lub przewodów komunikacyjnych. Szyny komunikacyjne - w trzech wersjach, o długościach 18, 24 lub 36 modułów - montowane są bezpośrednio wewnątrz wsporników TH35 rozdzielnic o tych samych szerokościach rzędów.

Moduły EMS CX³ wyposażone są w przyłącza (zasilania i komunikacji) zlokalizowane w ich tylnej części, dzięki którym po zainstalowaniu urządzenia na wsporniku TH35 wyposażonego w szynę komunikacyjną, następuje automatyczne połączenie z systemem. Szyna komunikacyjna zamontowana wewnątrz wspornika TH35 w żaden sposób nie utrudnia instalacji innych aparatów (wył. nadprądowych, rozłączników, itp.), dzięki czemu zawsze istnieje możliwość ich montażu w jednym rzędzie z urządzeniami EMS CX³.

Oprócz tego moduły EMS CX³ posiadają dodatkowe dwa porty (zasilania i komunikacji) umieszczone na ich spodzie, wykorzystywane do alternatywnej metody łączenia - przy wykorzystaniu prefabrykowanych przewodów komunikacyjnych. Metoda ta jest zalecana w przypadku integracji systemu w istniejących instalacjach elektrycznych oraz konieczna gdy potrzeba połączenia ze sobą elementów EMS CX³ zamontowanych w różnych rzędach rozdzielnicy.

Obydwie metody komunikacji nie wykluczają się i mogą być dowolnie stosowane. Przewody komunikacyjne występują w trzech wersjach długości - 250, 500 lub 1000 mm. Dodatkowo dzięki akcesorium - konektorowi do ich łączenia można tworzyć dłuższe linie do maksymalnie 3 metrów między poszczególnymi urządzeniami EMS CX³.

Fot. 5. Instalacja modułu EMS CX³ na wsporniku TH35, wyposażonym w szynę komunikacyjną

Zasilanie systemu realizowane jest za pomocą Modułów zasilających o bezpiecznym napięciu wyjściowym 12 V_DC i maksymalnej obciążalności prądowej 500 mA. Gdy łączna obciążalność prądowa wszystkich elementów systemu przekracza tą wartość wystarczy dołożyć kolejny z modułów zasilających.

Konfiguracja całego systemu jest niezwykle prosta i może być przeprowadzona bez pomocy integratora systemów. Uniwersalne moduły sterowania i sygnalizacji wyposażone są na ich boku w 4 dwupozycyjne mikro-przełączniki typu DIP, za pomocą których następuje manualny wybór ich sposobu działania.

Dodatkowo każdy z modułów wyposażony jest w obrotowy przełącznik, za pomocą którego można manualnie (lokalnie) przypisać urządzeniu adres komunikacyjny. W tym wypadku dostępna liczba adresów wynosi 81, ale nie oznacza ona maksymalnej liczby urządzeń EMS CX³ w instalacji, gdyż urządzenia te można grupować przypisując im ten sam adres, jeśli tylko w obrębie danej grupy znajdują się moduły odpowiadające za różne funkcje (np. moduł pomiarowy, uniwersalny moduł sygnalizacji i uniwersalny moduł sterowania).

Alternatywą dla lokalnego trybu adresowania jest adresowanie zdalne (programowe) za pomocą bezpłatnego oprogramowania na komputer PC - "EMS Configurator". Sposób ten zwiększa pulę dostępnych adresów do maksymalnie 247 (ograniczenie komunikacji Modbus w przypadku zdalnego nadzoru systemu EMS CX³).

NADZÓR SYSTEMU

Fot. 6. Moduł wizualizacji i konfiguracji lokalnej EMS CX³

Moduły pomiarowe systemu EMS CX³ nie posiadają lokalnych wyświetlaczy co pozwoliło na znaczącą redukcję zajmowanego przez nie miejsca w rozdzielnicy. Jest to jedna z głównych idei, które przyświecały konstruktorom urządzeń z nowej oferty - instalacje z dużą liczbą urządzeń pomiarowych, nadzorowane zdalnie bez potrzeby lokalnego odczytu pomiarów.

Jeśli jednak taki odczyt pomiarów z poziomu rozdzielnicy jest potrzebny to w ofercie EMS CX³ znajdziemy urządzenie, które nam to umożliwia - lokalny moduł wizualizacji i konfiguracji do montażu na wspornik TH35 o szerokości 4 modułów DIN. Za pomocą tego jednego wyświetlacza można zarządzać całym systemem (wizualizacja pomiarów, wizualizacja stanów aparatów, sterowanie instalacją, kontrola alarmów oraz konfiguracja).

Urządzenie to posiada wewnętrzna pamięć, dzięki której archiwizowane jest do 20 ostatnich alarmów. Jego komunikacja odbywa się na tej samej zasadzie co wszystkie moduły systemu - za pomocą szyn lub przewodów, po protokole EMS.

Zdalny nadzór systemu EMS CX³ wymaga przejścia z komunikacji EMS na RS485 Modbus (za pomocą dedykowanego interfejsu EMS/RS485) a następnie na komunikację Ethernet, z poziomu której możemy połączyć system z komputerem PC wyposażonym w oprogramowanie do nadzoru "Energy Manager" lub z serwerami sieciowymi, umożliwiającymi nadzór z poziomu przeglądarki internetowej na dowolnej liczbie urządzeń połączonych w sieci LAN lub do Internetu.

Na poziomie komunikacji RS485 Modbus istnieje możliwość przyłączania do systemu EMS CX³ standardowych urządzeń pomiarowych (liczniki energii, analizatory sieci z oferty EMDX3), wyposażonych w wyjścia komunikacyjne RS485, zapewniając spójność całej instalacji.

KOMPLETNA OFERTA

Fot. 7. Elementy zdalnego nadzoru systemu EMS CX³ - moduł interfejsu EMS/RS485 Modbus oraz serwer sieciowy do montażu na wspornik TH35

Poza nowymi urządzeniami systemu EMS CX³ firma Legrand posiada w ofercie także standardowe urządzenia pomiarowe EMDX3:

• liczniki energii elektrycznej z pomiarem bezpośrednim do 63 A lub przez przekładniki prądowe, z wyjściami impulsowymi lub RS485 (protokół Modbus), z certyfikatem MID,
• analizatory sieci z wyjściami impulsowymi oraz RS485 (protokół Modbus),
• koncentrator impulsów do zbierania danych pomiarowych generowanych przez 12 liczników energii lub innych urządzeń z wyjściem impulsowym (np. licznik wody, gazu),
• konwerter RS485/Ethernet, który umożliwia przyłączenie 32 urządzeń połączonych szeregowo w standardzie RS485 do sieci Ethernet,
• wyświetlacz nadrzwiowy, dotykowy do wizualizacji pomiarów i sterowania urządzeń z ofert EMS CX³ i EMDX3 przy wykorzystaniu komunikacji Ethernet
• serwery sieciowe i oprogramowanie "Energy Manager" do 10, 32 lub 255 punktów pomiarowych, umożliwiające archiwizację danych, zdalną wizualizację oraz sterowanie instalacją elektryczną.

Dzięki gamie urządzeń EMS CX³ oraz EMDX3 możemy analizować zużycie energii oraz zredukować wysokość opłat za energię, znaleźć słabe punkty i niesymetryczne obciążenia w sieci, sprawdzić i udokumentować jakość dostarczanej energii, stworzyć sieć pomiarową dla kompletnej instalacji elektrycznej (i innych mediów, np. woda, gaz) z podziałem na poszczególne grupy odbiorników oraz zaawansowany system nadzoru i sterowania. Podejmując odpowiednie kroki można zoptymalizować zużycie energii elektrycznej w budynku.

Ilustracja tytułowa: EMS CX³ Uniwersalny i innowacyjny system zarządzania energią

Marcin Sikora
Legrand Polska Sp. z o.o.
www.legrand.pl