W-12
Web server pre elektromery LZQJ
Schrack Technik s.r.o., Ivánska cesta 10/C, 821 04 Bratislava, www.schrack.sk
Spoločnosť zapísaná v OR OS Bratislava I, Oddiel Sro, VI. 67768/B, IČO: 316 10 919
W-12
Modul Web server pre elektromery LZQJ
Úvod
W-12 je modul určený na spojenie elektromerov radu LZQJ s užívateľom - majiteľom odberného miesta
a poskytnutie vybraných nameraných údajov. Užívateľský interfejs má podobu internetovej stránky
a obsluhuje sa podobne ako bežné stránky. Prenos údajov je pomocou internetu.
Obr. 1 bloková schéma W-12
1. Bloková schéma
Na blokovej schéme, obr. 1 sú znázornené rozhodujúce komponenty modulu.
2
V prvom rade je zabezpečená komunikácia s elektromermi radu LZQJ alebo LZQJ-XC výrobcu EMH
metering GmbH & Co. KG, Nemecko. Pretože v praxi nie je možné priame elektrické pripojenie na merače
energie (všetky kontakty sú plombované), využitý je optický interfejs s IR rozhraním, ktorým sú
elektromery vybavené. Optické rozhranie pozostáva z optickej hlavy (obr. 2), ktorá má vo svojej spodnej
časti silný magnet. Tento sa uchytí na elektromer, obr. 3. Samotný prenos je realizovaný dvomi
infračervenými prvkami.
Obr.2 optická hlava Schrack
Obr. 3 miesto na magnetické „prilepenie“ optickej hlavy
Web server má svoju IP adresu, ktorou je navonok identifikovaný v počítačovej sieti. Táto adresa je
priradená automaticky integrovanou funkciou DHCP (staticky alebo dynamicky). Je to však tzv. privátna
adresa, ktorá je viditeľná iba pre účastníkov lokálnej siete. Aby bolo možné „dosiahnuť“ na funkcie
servera z verejnej siete, je potrebné túto adresu presmerovať na verejnú adresu.
Popis LED v skrinke DIN:
• Power RED LED - indikácia napájania
• Run RED LED - pomalým blikaním indikuje správnu funkciu hardvéru
• TX Green LED - indikuje dopyt údajov na elektromer LZQJ
3
• RX Green LED - indikuje odpoveď z elektromera
LED na Ethernet konektore:
• ľavá LED: indikuje pripojenie do Ethernetu
• pravá LED: bliknutím indikuje komunikáciu cez Ethernet
Problémy verejnej adresy
Verejná dynamická IP adresa, ktorú pridelí poskytovateľ inernetu, nie je stabilná. Môže sa meniť (a skoro
vždy sa aj zmení) pri každom zapnutí prístroja a znemožní tak komunikáciu so zariadením.
Nepríjemnou skutočnosťou IP adries je aj to, že je potrebné zapamätať si skupinu číslic, ktoré ju určujú,
napr. 192.168.1.1:1234 Aby to nebolo potrebné, existujú DNS servery, ktoré priradia numerickému
vyjadreniu adresy vyjadrenie slovné, napr. schrack.sk. To sa pamätá ľahšie.
Obe tu spomínané súvislosti riešia dynamické DDNS. Samozrejme, DDNS priradia IP adrese meno (podľa
istých pravidiel) a zabezpečia, že toto meno bude použiteľné aj v prípade, že sa operátorom pridelená IP
adresa zmení (!). Používateľ vlastne nevie, či sa adresa zmenila a ani to nepotrebuje vedieť. Službu DDNS
poskytujú, za malú ročnú úhradu, viaceré firmy.
Poznámka: spravovanie DDNS musí podporovať aj použitý smerovač
Požiadavky na váš smerovač pripojenej siete, jeho nastavenie
Predpokladáme, že k dispozícii je statická verejná adresa:
1. W -12 treba nastaviť na automatické získavanie IP adresy - Obtain an IP address automatically
(DHCP zapnuté).
2. Váš smerovač má zapnuté DHCP.
3. Pomocou PC a programu Finder zistiť IP adresu W - 12
-
Stiahnuť program Finder.exe z Finder.exe
-
Spustiť program Finder.exe, ktorý vyhľadá IP adresu W – 12; bude označená ako NS9210 a bude
v prvom stĺpci.
4. Vo vašom smerovači nastaviť presmerovanie adresy z IP verejnej adresy na IP adresu W – 12
5. Vo vašom smerovači nastaviť presmerovanie portu z vonkajšej adresy na port 80. Ak je použité
iba jedno vnútorné zariadenie, nie je potrebné presmerovanie portu (používa sa port 80).
Modul pracuje iba s portom 80.
6. Je užitočné zviazať MAC adresu W -12 so zistenou IP adresou W – 12 ( IP and MAC binding)
4
Ak je IP adresa poskytovateľa internetu verejná dynamická, je potrebné aktivovanie a nastavenie funkcie
DDNS (orgdyn alebo no-ip).
W – 12 má vyznačenú MAC adresu na Ethernet konektore.
Poznámka:
Uvedené nastavenie zabezpečuje získavanie reálneho času zo siete internet, čo možno vidieť na hlavnej
stránke dolu. Ak toto nebude zabezpečené, nie je možné posielanie e-mailov a iných správ.
2. Vlastnosti a parametre W-12
Pripojenie k elektromeru: optická hlava Schrack
Potrebné pripojenie: internetová sieť, nutná verejná dynamická alebo statická IP
Vloženie textu umiestnenia zariadenia: áno
Vloženie textu identifikácie u používateľa: áno
Nastavenie výr. čísla elektromeru: automatické
Nastavenie vstupného užívateľského hesla: áno
Nastavenie vstupného administrátorského hesla: áno
Nastavenie hesla elektromera: áno
Možnosť blokovania odčítavania údajov: áno
Interval odčítavania údajov: 1 min a viac
História meraní: áno, posledných 100 odčítaní
Odčítavanie profilov: áno
Vykresľovanie profilov: áno, max. 3 krivky, automatická alebo spoločná mierka
Kapacita: 64kB/ 1 graf
Možnosť sledovania histórie IP adries: áno
Odosielanie polnočného stavu počítadiel: áno, emailu na zadanú adresu
Odosielanie údajov na ftp údajový server: áno
Odosielanie varovaní o prekročení výkonu: áno, email na zadanú adresu
Možnosť diaľkového upgrade softvéru: áno
Integrovaná podrobná pomoc: áno (help)
5
3. Používanie W-12
Po prihlásení sa do programu zadaním adresy je hlavným sprievodcom bežná programová lišta, obr.4.
Obr. 4 programová lišta
Na nej je možné zvoliť požadovanú podstránku. Uveďme niektoré:
Údaje elektromera
Obr.5 údaje elektromera
6
Na tejto podstránke sú zobrazené namerané ale aj vypočítané veličiny podľa údajov z elektromera pri
poslednom odčítaní (interval možno nastaviť). Horná tabuľka predstavuje bežné veličiny trojfázovej
siete. Zdrojom údajov sú TAB-S (okamžité hodnoty) a TAB-1 (obsah registrov).
V strednej časti, neštandardné veličiny, sú uvedené veličiny vypočítané podľa rôznych teórií, ktoré sa
stále viacej začínajú presadzovať. Možno tu nájsť napr. neaktívny výkon, ktorí mnohí výrobcovia
používajú ako náhradu za jalový výkon kvôli jednoduchosti výpočtu. Údaje sa však môžu značne líšiť od
normovaných, čo je na tejto podstránke ihneď viditeľné. Podobne je vidieť rozdiely pri používaní
zaužívaného pojmu cosfí a správneho faktora výkonu P/S.
V spodnej časti „Energie“ sú vyobrazené stavy registrov elektromera LZQJ, aktuálne ale aj z minulých
mesiacov (tzv. predhodnoty). Možno tak rýchlo zistiť aktuálnu spotrebu energie za posledné mesiace.
Jalové energie udávajú údaje po kvadrantoch (Q1 – Q4), ktoré sú definované spotrebou resp. dodávkou
elektrickej energie v kombinácii s charakterom jalovej energie (induktívny, kapacitný). Niektorí
odberatelia však požadujú sumy pre prvý + druhý kvadrant (Q+) a podobne tretí + štvrtý (Q-).
Poznámka: vzorce a definičné vzťahy pre výpočet uvedených veličín možno nájsť priamo v integrovanom
pomocníkovi.
História
Údaje z TAB-S a TAB-1 sú zaznamenávané do pamäte Web servera – max. posledných 100 meraní. Na
podstránke potom možno vidieť niektoré z uvedených veličín vo forme tabuľky alebo v grafickom
vyjadrení. Na obr. 6 je napríklad zobrazená spotreba počas niekoľkých dní menšieho rodinného domu.
Obr. 6 denná spotreba rodinného domu
7
Profily
Údaje priebehu záťaže (profilov) patria medzi najdôležitejšie. Najčastejšie tu sú uložené údaje
o priemernom činnom a priemernom jalovom výkone (všetky štyri kvadranty) za posledných 15 minút
(profil P01). V profile P02, ktorý má interval sledovania údajov najčastejšie 10 min, nájdeme aj:
-
Umin (L1, L2, L3) – minimálna efektívna hodnota napätia počas meracej periódy
-
Umax (L1, L2, L3) ) – maximálna efektívna hodnota napätia počas meracej periódy
-
Ustr (L1, L2, L3) ) – priemerná efektívna hodnota napätia počas meracej periódy
-
Istr (L1, L2, L3) ) – priemerná efektívna hodnota prúdu počas meracej periódy
-
Imax (L1, L2, L3) ) – maximálna efektívna hodnota prúdu počas meracej periódy
-
Harmonické skreslenie napätia THD U (L1, L2, L3)
-
Harmonické skreslenie prúdu THD I (L1, L2, L3)
-
Flicker (L1, L2, L3)
-
frekvencia
Údaje z profilov sú zaznamenané v pamäti elektromera. Web server ich teda z pamäte vyčítava. W-12
umožní zobrazenie nahraného profilu v textovej forme alebo aj graficky, obr. 8. Mierky priebehov sa
nastavujú automaticky tak, aby bolo vždy možné pohodlné odčítanie kriviek. Na zobrazenie rovnakých
veličín (napr. U1 – U3) je možné zvoliť spoločnú mierku.
Vyčítavanie je manuálne, možno vyčítať profily P01 alebo P02. Nastavenie obdobia pre vyčítavanie je na
kalendári. Ak sa naplní vnútorná pamäť W-12, vyčítavanie sa preruší. Treba tiež zdôrazniť, že tento úkon
je pomalý a rozsiahlejšie údaje sa načítavajú pomerne dlho.
Ak ja v nastavení ftp klienta začiarknuté odosielanie o polnoci, bude súbor P01 za posledný deň odoslaný
automaticky.
8
Obr. 7 grafické zobrazenie spotreby (P, Q1) malého rodinného domu z profilu P01
Nastavenia – základné údaje
Na tomto mieste nastavenia je možné vložiť pre ďalšie zobrazovanie miesto, kde je elektromer
umiestnený a zvolené číslo. Veľký význam na možnosť nastavenie prevodových konštánt tak, aby
zobrazované údaje zodpovedali skutočnosti. Interval čítania – čas v minútach, po ktorom sa bude
odčítanie automaticky opakovať. Hodnota 0 znamená, že automatické odčítanie je zakázané.
Obr. 8 základné nastavenie
Nastavenia – elektronická pošta
V tejto podstránke je možné nastavenie hesiel, názvov a pod.
9
Pretože zariadenie je schopné zasielať emaily s rôznymi údajmi, nájdeme tu aj časti na nastavenie
elektronickej pošty. Správnosť nastavenia je možné skontrolovať zaslaním testovacej správy.
Obr. 9 nastavenie emailu
Aké správy možno odosielať?
V prvom rade je to stav registrov spotreby, ktorý je preberaný
z elektromera. Užívateľ tak má možnosť sledovať spotrebu každý deň. Stavy sa odčítavajú o polnoci
(potrebné začiarknuť).
Nastavenia – sledovanie limitu výkonu
Emailovú správu však možno dostať aj vtedy, ak je aktuálny výkon väčší ako udaný v tabuľke. Hysteréza
udáva, o koľko sa musí výkon znížiť, aby sa „dohľad“ stal znova aktívnym. Hodnoty výkonu sú preberané
z TAB-S elektromera, interval odčítania možno nastaviť.
Obr. 10 nastavenie upozornení
Popísané varovania sú užitočné predovšetkým pri:
-
sledovaní dodržiavania odberovej disciplíny, kedy môže hroziť prekročenie zmluvných
podmienok odberu elektriny
-
sledovaní výpadkov pri výrobe elektrickej energie pomocou fotovoltických elektrární.
Sledovanie výpadkov fotovoltických elektrární je významné predovšetkým pre veľké ekonomické škody,
ku ktorým môže dôjsť v prípade odstavenia fotovoltickej elektrárne odberateľom alebo pri poruche.
10
Ak nastavíme hranicu pre odoslanie varovnej správy napr. na -1 kW, príde email v podvečerných
hodinách pri západe slnka. Pri vhodne nastavenej hysteréze , napr. 5 kW, nedôjde k ďalšiemu posielaniu
emailov, pretože výroba by musela nadobudnúť aspoň -6 kW. To však večer nie je možné, preto do
nasledujúceho rána nebudú zasielané emaily.
Úplne iná situácia je cez deň. Aj tu sa môže stať, že vplyvom búrky alebo mrakov bude výroba prakticky
nulová. V prípade zaslania varovného emailu cez deň je potrebné, neodkladne prezrieť históriu, kde
bude vidieť postupné klesanie výroby elektriny. Ak však došlo k odpojeniu alebo poruche fotovoltickej
elektrárne, bude pokles prudký, okamžitý. Popísané má zmysel najmä vtedy, ak je elektráreň vo väčšej
vzdialenosti od miesta sledovania, čo je v prípade väčších zariadení samozrejmé, pretože tie sú
umiestnené na poliach a pod.
Nastavenia – parametre ftp
W-12 zasiela (treba začiarknuť) údaje na zvolený ftp server a ukladá ich do príslušných adresárov.
Identifikáciu ftp ako aj vstupné heslo možno nastaviť v tabuľke, obr.11.
Na ftp sa zapisujú údaje z TAB-S a TAB-1 pri každom čítaní z elektromera alebo iba o polnoci (možno
zvoliť). O polnoci sa zapíše aj kompletný profil P01. Všetky zápisy sú v textovom formáte vhodné na
spracovanie napr. programom Excel.
Obr. 11 nastavenie ftp servera
4. Stručne o elektromere LZQJ-XC
Prístroj LZQJ-XC je moderný elektronický 4-kvadrantový elektromer na meranie činnej a jalovej
energie v režimoch odber aj dodávka. Disponuje veľkým množstvom štandardných a prídavných funkcií.
11
Primárne je určený na meranie a vyhodnocovanie spotreby a dodávky elektrickej energie podľa platnej
legislatívy.
LZQJ-XC je schopný správne merať nielen platnou legislatívou definované lineárne harmonické
priebehy (na čom sa podpisuje aj história), ale je schopný správne merať aj v zmenených, nových
podmienkach. Tieto v praxi reálne existujú – deformované
napätia ale predovšetkým prúdy s
nelineárnymi priebehmi. Doplnkové funkcie prídavných modulov prístroja sú schopné merať
a zaznamenať aj legislatívou v súčasnosti nepredpísané veličiny, ktoré ovplyvňujú kvalitu elektriny
a znižujú efektívnosť jej využitia pri náraste technických strát.
Základný prístroj má integrované rôzne rozhrania a pripravené miesto na zásuvné moduly, ktoré
ďalej rozširujú jeho funkčné a komunikačné možnosti.
Prístroj LZQJ-XC, resp. jeho dáta tak možno zaradiť medzi základné legislatívno-analytické
prostriedky.
4.1 Hlavné parametre elektromera
• Vhodný pre 2-, 3-, 4-vodičové zapojenie
• Možné triedy presnosti – Cl. 2, Cl. 1, Cl. 0,5S a Cl.0,2S
• 32 tarifných registrov a registrov maxima, 16 beztarifných registrov
• Výkonový profil s max. 32 kanálmi
• Pomocné napätie 48–300 V AC/DC
• Optické rozhranie D0
• Vymeniteľná zálohová batéria
• Denník udalostí, meranie okamžitých hodnôt
• Meranie vybraných kvalitatívnych parametrov siete podľa EN 50160
• Certifikát MID podľa smernice 2004/22/ES a certifikát SMÚ
• Implementovaný protokol OBIS (Object-Identification-System) pre prezentáciu dát
5. Prevádzka W -12
Pripojenie:
-
napájacieho napätia 230V
-
umiestnenie optickej snímacej hlavy na LZQJ
-
ethernet kábla do smerovača siete. Ak je potrebné kábel vymeniť, možno tak urobiť pri
vypnutom zariadení po odskrutkovaní vrchného krytu.
12
6. Oblasť využitia W-12
W-12 je modul určený na prepojenie elektromerov radu LZQJ s užívateľom - majiteľom odberného
miesta a poskytnutie vybraných nameraných údajov. Inštalácia je jednoduchá, vyžaduje iba pripojenie
napájacieho napätia a umiestnenie optickej hlavy na elektromer. Podmienkou správnej funkcie je
prítomnosť internetového signálu so správnym nastavením smerovača. Minimálna spotreba prakticky
nezaťažuje dodávateľský okruh.
Užívateľský interfejs má podobu internetovej stránky a obsluhuje sa podobne ako bežné stránky. Prenos
údajov je pomocou internetu.
Využitie je všade tam, kde je potrebné sledovať parametre pripojených zariadení. Môže to byť tovarová
alebo materiálová výroba (sledovanie využitia strojov), spotreba v rôznych objektoch (šetrenie
elektrickou energiou) a následná analýza a optimalizácia prevádzky. W-12 sa uplatní aj tam, kde je
potrebné dohliadať na okamžitú spotrebu a hlásiť prekročenie odoberaného výkonu a iné.
Zaujímavé je aj ukladanie údajov na ľubovoľný ftp server, ktorého základné ochranné prvky sa
jednoducho nastavia. Tieto údaje možno bez obmedzenia spracovať.
Obzvlášť dôležité miesto pre použitie W-12 sú fotovoltické elektrárne. Sledovanie výpadkov
fotovoltických elektrární je významné predovšetkým pre veľké ekonomické škody, ku ktorým môže dôjsť
v prípade odstavenia fotovoltickej elektrárne odberateľom alebo pri poruche. Odľahlosť týchto
prevádzok a nedostupnosť informácii z inštalovanej meracej techniky, vytvára atraktívnu oblasť pre
nasadenie popisovaného zariadenia.
7. Parametre modulu W-12
W - 12
Vyhotovenie:
plastová skrinka
Rozmery:
245 x 195 x 90 mm
Pripojenie optickej hlavy:
fixné
Konfigurácia:
u dodávateľa
Spôsob komunikácie:
internet
Napájanie:
230 V/ 50 Hz
Príkon:
10 VA
Množstvo prenášaných údajov:
cca 10 0 MB/mesiac
Modul:
13
Vyhotovenie
DIN lišta, 4 moduly
Rozmery:
95 x 95 x 55 mm
Napájanie:
230 Vac, 4 VA
Procesor:
ARM 9
Pamäť:
8 MB RAM, 4MB Flash
Ethernet:
pripojenie RJ 45, indikácia: 2 x LED - link, activity
Prepojenie s LZQJ
Optická hlava Schrack
Web interfejs:
Dynamic Web Pages
Emailový klient:
TLS/SSL neimplementovaný
Bratislava 22. 11. 2012, ver. 1.1
Rozmnožovanie tohto materiálu iba s písomným súhlasom Schrack Technik Bratislava
© copyright Schrack Technik Bratislava 2012
14
Download

W-12 - lzqj.sk