(Intelligens Akkumulátor Felügyeleti Rendszer)

Átírás

1 (Intelligens Akkumulátor Felügyeleti Rendszer) Minden szünetmentes áramellátó rendszer egyik fő alkotóeleme a háttérenergiát biztosító akkumulátortelep illetve telepcsoport. Ezért kiemelt fontosságú feladat az akkumulátorok állapotának rendszeres felügyelete. A nem megfelelő akkumulátortelep kritikus helyzetekben, amikor valójában szükség van az eltárolt energiára veszélyezteti a valódi szünetmentes áramellátást. Egy hibás telep miatt összeomolhat a teljes szünetmentes áramellátó rendszer. Rendszeres és szakszerű karbantartással védekezhetünk az ilyen nem várt események ellen, azonban a karbantartások során csak berendezéseink, telepeink pillanatnyi állapotát tudjuk felmérni, illetve extrém körülményeket mesterségesen előidézve tudunk következtetéseket levonni és a hibás alkotóelemeket cserélni vagy javítani. A mai korszerű áramellátó rendszerek már szinte minden felhasználónál távfelügyelettel vannak ellátva. A berendezések aktuális üzemállapotáról tudunk távoli eléréssel információkat kapni esetleg beavatkozni. A folytonos üzembiztonság elérése érdekében a távfelügyeletet ki kell terjesztenünk az akkumulátortelepekre is. A szünetmentes áramellátás területén is már több évtizede jelenlevő magyar cégek összefogásával fejlesztésre került egy olyan akkumulátor felügyeleti rendszer, amely megoldja ezt a problémát. Tapasztalatainkat többek között az MVM cégcsoport, Áramszolgáltatók, Távközlési cégek, Erőművek áramellátási területein szereztük. Egy olyan rendszer került fejlesztésre, amely a legújabb hardveres és szoftveres technikákat alkalmazza. Széleskörűen felhasználható, egyszerűen telepíthető, kedvező árú és nem utolsó sorban az adott felhasználó igényeihez alkalmazkodó. Nem kötődik egyetlen szünetmentes áramellátó berendezéseket vagy egyéb gyártmányaihoz akkumulátort alkalmazó cég termékéhez sem. Azonban éppen ez az egyik nagy előnye, hogy bármelyik gyártó berendezéseihez kiegészítésképpen használható, úgy hogy annak használhatósági tényezőjét csak emeli. Az Az akkumulátor felügyeleti rendszer (továbbiakban röviden IMSB Intelligent Monitor System of Battery) feladata egy meglévő akkumulátor vagy akkumulátor telepcsoport helyi és távfelügyelete. A rendszer képes cellánként vagy meghatározott cellacsoportonként mérni az akkumulátorok kapocsfeszültségét, az összes telepfeszültséget, a töltő/terhelőáram értékét, illetve ezek váltóáramú komponensét, hőmérsékletet. A mért adatokat beállíthatóan tárolni, majd szükség esetén lehívni és elemezni. A mérések alapbeállítás szerint 1 perces gyakorisággal történnek. A mérési gyakoriság a felhasználói igények szerint paraméterezhetők. A rendszer alkalmas az egységenkénti vagy a környezeti hőmérséklet mérésére is. A mért adatokat online továbbítja és az előre beállított határértékektől való eltérés esetén riasztást küldhet a felügyeletnek. Az analóg bemeneti mérő egységeken található 8 db jelző LED. A jelzést felhasználó direkt módon is bekapcsolhatja annak érdekében, hogy az egyes akkumulátorokat megjelölje. Azonban a jelzés fő feladata a beállított határértékektől való eltérés vizuális detektálása, melyről szemrevételezéssel megállapítható hogy pontosan melyik cellában vagy cellacsoportban történt a hibajelzés. A riasztási események határértéke (hibajelzés) szoftverből definiálható. Ez például jelenthet túl magas illetve túl alacsony hőmérsékletet, túl magas illetve túl alacsony cellafeszültségeket, a cellán lévő hullámosság AC- komponens megemelkedését, vezetékszakadás esetén, a cellán lévő feszültség abnormális (a mérhető tartományon kívüli) megemelkedését, cellazárlatot, abnormális áram felvételeket stb. Az, hogy a riasztási esemény milyen további eseményeket váltson ki ( -küldés, távriasztás, helyi, riasztás, vagy csak tájékoztatás) szintén a szoftverből definiálható. Széles körű felhasználói engedély megadásának lehetősége segíti az alkalmazót. 1

2 A hardver rendszer 3 fő részből áll: IMSB központi egység Master IMSB mérő egységek Node IMSB felügyeleti rendszer szoftver IMSB Monitor A rendszer felépítése az 1. ábrán látható 1.ábra - IMSB központi egység Master Az IMSB Master-egység egy ARM - processzor alapú számítógép, illetve illesztő egység, mely egyrészt biztosítja a mérő egységekkel való kommunikációt RS-485 interfészen keresztül, másrészt az Ethernetinterfészen és/vagy USB porton keresztül a külső távfelügyeleti lehetőséget. Az USB porton keresztül egy virtuális hálózati interfészen keresztül érhető el a felügyeleti rendszer. Tehát ha nincs fixen letelepítve az IMSB akkor az eseti vizsgálatokat is el lehet végezni. Ugyanezen az USB porton keresztül történhet a vezérlő szoftver firmware-ének frissítése is. Az USB portot konfigurálhatóan más a felügyelet szempontjából fontos eszköz csatlakoztatására is fel lehet használni pl. IP kamera, GSM modul. Az IMSB Master-egység rendelkezik belső memóriakártyával a riasztási események tárolásához, és hiteles (NTP által szinkronizálható) órával. Ezek szintén távolról lekérdezhetőek, és beállíthatóak. Az IMSB Masteregységnek van 2 db potenciál független relé kimenete is további riasztási vagy egyéb átjelzések közvetítésére már rendszerbe telepített jelző rendszerek felé. Az IMSB Master egység konfigurációja: -AT91SAM9260 (180MHz) ARM processzor -32MB SD-RAM -32Mbit Flash -1..8GB memóriakártya 2

3 - IMSB mérőegység NODE A mérő egységek feladata az akkumulátorok feszültségének, hőmérsékletének és az áramnak a mérése, mérési eredmények továbbítása a Master egység felé, illetve az esetleges riasztások vizuális kijelzés vezérlése. Az akkumulátorok száma az analóg mérőegységenként maximum 8 lehet. A mérő bemenetek V feszültséget képesek mérni, ami lehetővé teszi cellás ólom-savas akkumulátorok mérését. Minden mérő csatorna galvanikusan leválasztott. Korszerű üzembiztos WAGO csatlakozó sávval ellátott. A mérő leágazásokat az akkumulátoroknál védő biztosítékokkal kell ellátni az esetleges rövidzárlat veszélyeinek csökkentése miatt. - IMSB felügyeleti rendszer Monitor szoftver Az IMSB rendszer fontos része a grafikus felületű rendszer. (IMSB - Monitor) Ez megjeleníti az összes fontos adatot telepített rendszerről pl. akkumulátorok típusát, telepítési adatait, riasztási eseményeket, akkumulátorok pillanatnyi feszültségét, és a feszültségek időbeni alakulását. A rendszer platform-független (Java-alapú) így többféle gépen és operációs rendszeren is futhat. Rendszerigénye minimális. Az IMSB - Monitor bővebb leírását külön dokumentum tartalmazza. Egyéb funkciók, csatlakozók, tápellátás, hőmérséklet-mérés Az IMSB - rendszer tápellátását egy stabil 12V 1..3A terhelhetőségű DC tápegység biztosítja, a mérő egységek számától függően. A tápellátást megoldható a felügyelt telepről is, de célszerű a teleptől független szünetmentes tápegységre kötni, azért hogy az IMSB - rendszer az esetleges telep meghibásodás esetén is feltétlen kapjon tápfeszültséget. Tápegységtől függően a tápellátás AC és DC tápfeszültségről is megoldható. A tápellátás és az RS485 interfész egy RJ45 csatlakozón keresztül kapcsolódik az IMSB mérő egységekhez. Az egységek a buszra sorban fel vannak fűzve. A rendszer konfigurálásakor az IMSB - Master egységben kell beállítani, hogy az adott akkumulátor melyik IMSB mérő egység melyik mérő bemenetéhez tartozik. Ez a konfiguráció a későbbiekben nem változhat, illetve változáskor az IMSB - Master egységet újra kell konfigurálni. A tápellátás és a relé kimenetek csatlakozásai 5,08mm osztású csavaros sorkapcsokkal vannak megoldva, melybe maximum 2,5mm 2 keresztmetszetű vezetéket lehet csatlakoztatni. 3

4 Az Ethernet-interfész szintén RJ45 csatlakozóra került kivezetésre. Ezen a csatlakozón találhatóak a státusz LED-ek is (Link, Act) Az interfész sebessége 10/100Mbit. Az IMSB mérő egységre csatlakoztatható digitális hőmérő, mely akár egy akkumulátor, akár a környezeti hőmérséklet mérésére alkalmas. A mérő egység rendelkezik 8 db jelző LED - el, melyek vagy a saját dobozán, vagy egy külön panelen kerülnek elhelyezésre. A LED-ek a hozzájuk rendelt akkumulátorok riasztási információit jelzik ki. A LED - ek funkcióját a Master-egységben lehet beállítani. Néhány kép a grafikus felületről: 4

5 5

6 6

7 7

8 A WEB felületről: 8

9 9