12:34

Sluneční elektrárna

SCADA 20.09.2023 12:34

Nadřazený systém sběru a vizualizace provozních dat je nadstavbovou vrstvou nad řízením sluneční elektrárny a domu. Zpřístupňuje informace o stavu všech důležitých zařízení tak, abychom se mohli co nejlépe rozhodovat o provozu domácnosti.

Vizualizaci spuštěnou na servisním panelu, či emulovanou na PC je sice možné použít, avšak s jistým omezením. Pro ilustraci, na obrázku 1 je přehledová obrazovka sluneční elektrárny a na obrázku 2 je okno s provozními hodnotami, oba pohledy však poskytují pouze okamžité hodnoty provozních veličin.

Obrázek 1 - Přehledová obrazovka sluneční elektrárny

Obrázek 2 - Okno s provozními hodnotami

Systém SCADA (více ZDE) naproti tomu nabízí zobrazení nejen okamžitých, ale zejména historických hodnot provozních veličin a jejich analýzu.

Platforma

Zvolil jsem vizualizační systém Reliance od české společnosti GEOVAP, spol. s r.o. (více ZDE). Vizualizační projekt je spuštěn na technologickém serveru systému sluneční elektrárny a domu umístěném ve Strojovně.

Hardware technologického serveru

Hardware technologického serveru jsem vybral s ohledem na co nejnižší spotřebu:

• Napájecí zdroj Akasa Pico PSU 80 W
• Základní deska ASRock J4125-ITX (více ZDE), viz obrázek 3
• Procesor Intel Celeron J4125 CPU (4 jádra, 2 GHz, 4 MB cache)
• Operační paměť 8 GB RAM
• Pevný disk ADATA SU650 240 GB SSD

Obrázek 3 - Základní deska technologického serveru

Software technologického serveru

Na technologickém serveru je spouštěn veškerý software nutný k vývoji, nastavení a provozu systému sluneční elektrárny a domu:

• Operační systém Windows 10 Professional 64 bit
• Vývojové prostředí Reliance 4 Design
• Runtimové prostředí Reliance 4 Control
• Databázový systém Microsoft SQL Server Express
• Microsoft SQL Server Management Studio
• Vývojové prostředí Mitsubishi iQ Works
• Emulátor grafického dotykového terminálu Mitsubishi GT SoftGOT 2000

Spotřeba technologického serveru

Technologický server je napájený stejnosměrným napětím 12 V, což je jedno ze systémových napětí Strojovny. Spotřeba plně zatíženého technologického serveru při spuštění veškerého výše uvedeného softwaru nepřekročí 5 W. Klidová spotřeba technologického serveru při spuštění vizualizačního projektu a databázového systému je asi 3 W.

Vizualizační projekt

Vizualizační projekt spuštěný v runtimovém prostředí Reliance 4 Control komunikuje s řídícím systémem sluneční elektrárny a domu pomocí komunikačního protokolu Modbus TCP (více ZDE), získaná data ukládá do databáze spuštěné v databázovém systému Microsoft SQL Server Express a vizualizuje aktuální a historické hodnoty těchto dat. Vizualizační projekt má čtyři základní obrazovky:

• Přehledová obrazovka
• Obrazovka s podrobnostmi
• Obrazovka s grafem
• Obrazovka s datovou tabulkou

Přehledová obrazovka na obrázku 4 představuje celkový pohled na dům a zahradu a na rozmístění hlavních prvků systému a vizualizaci jejich provozních veličin. Tlačítka v horní části přehledové obrazovky slouží k zobrazení plovoucích oken:

• Okno ovládání sledovače slunce
• Okno ovládání ventilace strojovny
• Okno ovládání komunikace řídícího systému a měničů
• Okno diagnostiky komunikace s řídícím systémem
• Okno základní energetické bilance, viz obrázek 5
• Okno provozních veličin, viz obrázek 6
• Okno rozfázování spotřebičů a zatížení fází, viz obrázek 7
• Okno událostí a alarmů

Obrázek 4 - Přehledová obrazovka

Obrázek 5 - Přehledová obrazovka s plovoucím oknem energetické bilance

Obrázek 6 - Přehledová obrazovka s plovoucím oknem provozních veličin

Obrázek 7 - Přehledová obrazovka s plovoucím oknem rozfázování spotřebičů a zatížení fází

Horní část obrazovky s podrobnostmi na obrázku 8 nabízí detailní pohled na provozní veličiny v reálném čase. Spodní část této obrazovky představuje časový graf zobrazující hlavní provozní veličiny za posledních dvacet čtyři hodin.

Obrázek 8 - Obrazovka s podrobnostmi

Obrazovka s grafem na obrázku 9 nabízí detailní pohled na hlavní provozní veličiny za posledních dvacet čtyři hodin. Graf lze posouvat v čase a vybraný časový úsek lze zvětšit.

Obrázek 9 - Obrazovka s grafem

Obrazovka s datovou tabulkou na obrázku 10 umožňuje uživatelskou filtraci dat podle časového úseku a provozních veličin a následný export vyfiltrovaných dat do souboru csv pro detailní analýzu v externím tabulkovém editoru.

Obrázek 10 - Obrazovka s datovou tabulkou