Удаленное наблюдение за расходом электроэнергии с помощью веб-сервера VizIoT
Статья полезна в сфере критической инфраструктуры, где есть потребность в автономном питании приборов жизненно важного значения, т.е. в медицине, а также в различных лабораториях и станциях, требующих бесперебойной работы агрегатов и устройств.
Вводная часть
Объектом написания статьи был выбран Атомно-эмиссионный спектрометр LECO GDS-500A, который находился в лаборатории сталелитейного предприятия. Этот спектрометр подключен к источнику бесперебойного питания Luxeon UPS - 5000 ZX, обеспечивающего своевременное автономное питание спектрометра.
При переходе в автономный режим источником питания является внешний аккумуляторный блок, состоящий из 4х батарей, подключенных последовательно, для обеспечения цепи постоянного тока, напряжением 48 В и емкостью 100 А/ч
Наблюдение за расходом электроэнергии и в чем достоинство удаленного контроля.
К необходимости удаленного контроля привела следующая ситуация - придя на смену после ночи, сотрудники лаборатории обнаружили выключенный спектрометр, после чего обратились к разработчикам сайта VizIoT с целью выяснения причин произошедшего. Возможные факторы сбоя:
- Длительное отсутствие электроэнергии.
- Проблема с аккумуляторами.
- Проблемы с UPS.
- Неисправность спектрометра.
Для выявления причины было решено подключить измеритель нагрузки выходной сети к источнику бесперебойного питания 220 В с помощью уже известного и проверенного веб-ресурса VizIoT.
Как работает данная система контроля можно ознакомиться в следующих публикациях:
- Подключение датчика BME280 к ESP8266 и создание метеостанции с помощью VizIoT
- Удаленное управление ESP8266
- VizIoT Уведомления, где подробно и на физических примерах описана работа веб-сервера по удаленному управлению и наблюдению за оборудованием.
В нашем проекте мы будем использовать два устройства: одно для мониторинга переменного тока, а другое — для мониторинга постоянного тока. Эти устройства помогут нам эффективно отслеживать и анализировать электрические параметры.
Мониторинг переменного тока
Возможности устройства:
- Измерение переменного тока
- Определение напряжения
- Запись данных для последующего анализа
Мониторинг постоянного тока
Возможности устройства:
- Измерение постоянного тока
- Определение напряжения
- Запись данных для последующего анализа
Устройства для наблюдения
Наблюдать за расходом энергии будем с помощью многофункционального измерителя потребления электрической энергии PZEM-004 — это устройство для мониторинга параметров переменного тока, которое позволяет измерять различные электрические параметры и предоставляет данные для анализа.
Внутренняя часть блока.
где указана схема подключения к токовому трансформатору PZCT-02
В итоге, перед подключением к нагрузке, все выглядит так:
Подключение к нагрузке
После установленного скетча и собранного измерителя можно подключаться к сети нагрузки, к которой запитан спектрометр GDS 500A.
Токовый трансформатор PZCT-02 имеет защелкивающуюся структуру, что позволяет легко обхватить силовой провод. Раскроем защелку и обернем трансформатор вокруг одного из силовых проводов (обычно фаза) в цепи, которую вы хотите измерить.
Включаем измеритель, на котором получаем следующую информацию:
- Power - потребляемая мощность в кВт
- Voltage - выходное напряжение
- Energy - счетчик потребляемой мощности кВт/ч
- Current - потребляемый ток
Удаленное наблюдение. Мониторинг с помощью VizIoT
Удалённый контроль позволяет пользователю следить за состоянием и параметрами электрооборудования на расстоянии, обеспечивая удобство и оперативность управления. Современные технологии позволяют организовать удалённый контроль за различными параметрами электрических систем, такими как напряжение, ток, мощность и другие.
Преимущества удалённого контроля:
- Мониторинг в реальном времени: Возможность получения актуальной информации о параметрах электрической сети.
- Уведомления: Получение оповещений о критических изменениях параметров или неисправностях.
- Исторические данные: Сбор и хранение данных для последующего анализа и прогнозирования.
- Интерфейсы связи: Использование различных интерфейсов (например, Wi-Fi) для передачи данных на удалённые устройства.
Как было описано выше, помимо измерителя PZEM-004, в нашей схеме принимает участие модуль Wi-Fi ESP8266 ESP-12 mini D1, подключенный к измерителю и способный через Wi-Fi передать информацию на сервер VizIoT.
Используя панель с виджетами, отображаем полученную информацию в следующем виде:
Развернув виджет Voltage можно более подробно отследить поведение источника бесперебойного питания. На примере графика ниже, видно, что отключение электроэнергии произошло около 18:05 22 мая и восстановилось примерно через 2.5 часа. График показал стабильное питание спектрометра на протяжении всего периода отсутствия электроэнергии.
Заключение
Внедрение таких систем, как VizIoT, не только повышает уровень контроля и управления, но и способствует экономии ресурсов, увеличению эффективности и надежности работы критических объектов. В будущем планируется расширение возможностей VizIoT, что сделает его ещё более полезным инструментом для различных отраслей и приложений.