Wraz z pojawieniem się Ethernet APL w pomiarach przemysłowych, świat automatyki obiektowej wkroczył w nową erę. Szybka, dwuprzewodowa transmisja danych w standardzie Ethernet, pełna obsługa przyrządów przez przeglądarkę internetową i znaczne uproszczenie integracji systemów automatyki to czynniki, które zmieniają reguły gry – szczególnie w zaawansowanych systemach monitorowania energii (EMS).

Monitorowanie energii cieplnej w obiektach przemysłowych to nie tylko ewidencja zużycia ciepła – to złożone, dynamiczne układy, w których media takie jak para wodna mogą pełnić różne funkcje w zależności od fazy procesu. Wyzwanie stanowi nie tylko dokładny pomiar strumienia energii, ale również precyzyjna ocena jakości medium, jego parametrów fizycznych oraz bilans masowy, szczególnie w kontekście gospodarki obiegu zamkniętego.

EMS – coś więcej niż bilans cieplny

– Systemy EMS, utożsamiane dotąd głównie z monitorowaniem i rozliczaniem produkcji oraz zużycia ciepła, obecnie zyskują nowe funkcje. Coraz częściej rozszerza się je o bilansowanie masy, zwłaszcza dla mediów powracających do obiegu lub poddawanych odzyskowi – jak para, powietrze czy gazy techniczne. Kluczowe znaczenie ma tu precyzyjne wyznaczenie przepływu – podkreśla Janusz Zajączkowski, Industry Manager w Endress+Hauser.

O ile w przypadku gazów, możliwy jest pomiar bezpośrednio strumienia masy (np. metodą termiczną), to dla pary dominują metody fizyczne wyznaczające przepływ objętościowy, takie jak pomiar za pomocą różnicy ciśnień czy pomiar przepływomierzem wirowym. W każdym przypadku konieczne są złożone obliczenia pozwalające przeliczyć strumień objętości na masę i energię – dane absolutnie niezbędne do wiarygodnego raportowania i sterowania systemem EMS.

Prowirl 200 z Profinet APL – inteligentny przepływomierz i licznik ciepła w jednym

Wśród urządzeń pomiarowych, które w pełni wykorzystują potencjał Ethernet APL, szczególne miejsce zajmuje przepływomierz wirowy Prowirl 200. Urządzenie to nie tylko mierzy liniową prędkość przepływu pary, cieczy i gazów, ale dzięki wbudowanej jednostce obliczeniowej wyznacza gęstość i parametry cieplne według algorytmu IAPWS-IF97, podstawowego dla aplikacji cieplnych. W połączeniu z Ethernet APL, Prowirl 200 staje się uniwersalnym licznikiem energii i masy, oferującym szybki, cykliczny transfer danych (co 64 ms) do systemu sterowania w postaci gotowych bloków funkcyjnych.

Istotną funkcją jest pomiar stopnia suchości pary, który decyduje o efektywności przesyłu i wykorzystania pary. Równie istotna jest kontrola stopnia przegrzania, wpływająca na bezpieczeństwo instalacji i zapobiegająca nadmiernym wydatkom na utrzymywanie zbyt wysokiej temperatury pary. Tego typu dane najczęściej nie są dostępne w klasycznych licznikach ciepła, a ich integracja w jednym urządzeniu znacząco upraszcza architekturę systemu EMS.

Konfiguracja, diagnostyka i predykcyjne utrzymanie – nowa jakość dzięki Ethernet APL

Dzięki Ethernet APL, konfiguracja i diagnostyka Prowirl 200 stają się wyjątkowo proste i dostępne. Użytkownik może połączyć się z urządzeniem przez dowolną przeglądarkę internetową – wystarczy znać jego adres IP lub skorzystać z trybu serwisowego. Interfejs użytkownika dostępny przez wbudowany serwer www nie różni się funkcjonalnie od profesjonalnych narzędzi takich jak FieldCare czy DeviceCare, a dostępne z poziomu urządzenia właściwe pliki GSD umożliwiają szybką integrację w systemie sterowania.

Alternatywnie, możliwa jest komunikacja poprzez oprogramowanie narzędziowe obsługujące strukturę sieci (np. Fieldcare lub Simatic PDM). Co więcej, Prowirl 200 wyposażony jest w platformę Heartbeat Technology®, która zapewnia ciągłą weryfikację poprawności działania bez przerywania pomiaru.

– Umożliwia to predykcyjne utrzymanie ruchu, gdzie  użytkownik z wyprzedzeniem otrzymuje sygnały o możliwych usterkach, a generowany na żądanie raport weryfikacyjny stanowi potwierdzenie jakości i wiarygodności pomiarów – podkreśla Janusz Zajączkowski. Wszystko to odbywa się z wykorzystaniem przemysłowego protokołu Profinet, z planowaną obsługą również Modbus TCP i Ethernet IP w przyszłości.

Podsumowanie

Ethernet APL to technologia, która na poziomie obiektowym wnosi rewolucję cyfrową na poziom obiektowy systemów monitorowania energii – zwłaszcza w pomiarach cieplnych. Przepływomierze takie jak Prowirl 200 nie tylko zwiększają dokładność i niezawodność pomiarów, ale również upraszczają integrację, obsługę i utrzymanie urządzeń.

– Dzięki szybkiemu, 10-megabitowemu połączeniu, komunikacji przez przeglądarkę i zaawansowanym funkcjom diagnostycznym, możliwe staje się tworzenie bardziej elastycznych i odpornych na awarie systemów EMS. W świecie, w którym każda kilowatogodzina ma znaczenie – to krok milowy ku efektywniejszemu zarządzaniu energią – podsumowuje Janusz Zajączkowski.

O Endress+Hauser

Endress+Hauser to światowy lider w zakresie aparatury kontrolno-pomiarowej dla wielu branż przemysłu, z kompleksowym portfolio obejmującym większość możliwych pomiarów.

Szwajcarska Grupa zatrudnia 16 000 pracowników w 125 krajach świata. W Polsce od 30 lat jest partnerem zarówno dla wiodących koncernów, jak również dla sektora MŚP, wspierając polskie firmy i zakłady produkcyjne w cyfrowej transformacji, optymalizacji procesów oraz redukcji wpływu na środowisko.

Więcej informacji o EMS: www.pl.endress.com/pl/rozwiazania-dla-procesow/rozwiazania-procesowe-energetyka/systemy-EMS  

źródło: Endress+Hauser