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.
Luxeon_UPS_5000ZX
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
accumulator

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:

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.
display_PZEM_004
Внутренняя часть блока.
PZEM_004
где указана схема подключения к токовому трансформатору PZCT-02
PZCT02
В итоге, перед подключением к нагрузке, все выглядит так:
PZEM_004_vs_PZCT_02

Подключение к нагрузке

После установленного скетча и собранного измерителя можно подключаться к сети нагрузки, к которой запитан спектрометр GDS 500A.
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.
connected_transformator
Включаем измеритель, на котором получаем следующую информацию:

  • Power - потребляемая мощность в кВт
  • Voltage - выходное напряжение
  • Energy - счетчик потребляемой мощности кВт/ч
  • Current - потребляемый ток
    data_on_monitor

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:
panel_specrtometr
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.
voltage_graph_during_power_outage

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.