Technologie

Modułowy sterownik polowy M-G8 opracowany w Łukasiewicz-ITR

Streszczenie:

W artykule przedstawiono nowy sterownik polowy M-G8 przeznaczony dla rozdzielnic średniego napięcia. Urządzenie jest kontynuacją obecnej serii sterowników MUPASZ, wyróżniając się budową modułową i odłączalnym panelem operatorskim

Słowa kluczowe: sterownik polowy, rozdzielnica średniego napięcia

Abstract: The article presents a new M-G8 bay controller for medium voltage switchgears. The device is a continuation of the MUPASZ series, distinguished by a modular structure and a detachable operator panel

Keywords: bay controller, medium voltage switchgear

Krótka historia

W 2021 roku zostanie wdrożona na rynek 8 generacja Sterownika Polowego MUPASZ produkcji Łukasiewicz-ITR o nazwie M-G8. Pierwsza prezentacja wyrobu odbyła się podczas Bielskich targów ENERGETAB 2020, a kolejny raz będzie można zobaczyć go na targach ENERGETIX w Lublinie. Już od 27 lat trwa historia tego sterownika, który na dobre zagościł w polach rozdzielczych zarówno energetyki zawodowej jak i przemysłowej. A zaczęło się w 1993 roku od pierwszej testowej implementacji u warszawskiego operatora STOEN. Następnie zaufały nam Wodociągi Warszawskie i KWB Bełchatów, gdzie pojawiło się w niedługim czasie kilkaset sztuk pierwszej serii sterowników o nazwie MUPASZ STD. Taki był początek. Następnie poprzez MUPASZ 2000, 2001, 2001G, 2021, 7.U1, 710, 710 plus  otwiera się nowa epoka o nazwie M-G8.

Rys 1. Wymiary urządzenia M-G8
Rys 2. Widok jednostki centralnej

Plany

W ciągle zmieniającym się świecie jest potrzeba nieustannego doskonalenia wyrobów tak aby wychodzić naprzeciw potrzebom i oczekiwaniom klienta, a także aby nadążać za nowinkami technologicznymi. Założenie jakie przyświecało konstruktorom sterownika M-G8 (rys. 3) było następujące: stworzyć urządzenie uwzgledniające dotychczasowy dorobek w aspekcie unikalnej funkcjonalności, zapewnić ergonomię użytkowania która przewyższy konkurencje rozwiązania na rynku, dodać do tego nowoczesny design wpisujący się w standardy Sieci Badawczej Łukasiewicz oraz zbudować platformę sprzętowo programową zdolną do adaptacji nowych funkcjonalności na przestrzeni kolejnych 8-10 lat.

Rys 3. Widok sterownika polowego M-G8
ModułOpis
PS1moduł zasilacza/UPS
CU1moduł komunikacji międzymodułowej i logiki – jednostka centralna
CM1moduł komunikacji
AI_xxanalogowe prądowe: 1A/ 5A/ CR / CRR analogowe napięciowe: 100V/UR/400V pom. bezpośredni nn, autonomiczne I>>>, wyzwalacz MTCanalogowe wejścia  (0..10V; 0..20mA; PT100)
AO_xxanalogowe wyjścia  (0..10V; 0..20mA)
BI_xxwejścia binarne
BO_xxwyjścia binarne, (kontrola i sterowania łącznikiem / wyłącznikiem)
OI_xxwejścia optyczne

Unikalna Funkcjonalność

W ciągu 27 lat istnienia na rynku sterownik MUPASZ przeszedł wiele zmian jednak to co go cechuje zawsze miał bogaty zestaw funkcjonalności, które wyróżniały go spośród innych rozwiązań. Wymienimy tu kilka z nich.

Unikalną na skalę światową a zaimplementowaną w urządzeniach serii MUPASZ funkcjonalnością jest niezależny odcinacz prądowy I>>>, który współpracuje z niezależnymi obwodami pomiarowymi, z cewką wyłączającą wyłącznika oraz awaryjną niskomocową cewką wybijakowa w standardzie 12 lub 24 V DC. W pełni niezależny układ I>>> pozwala na dodatkową ochronę obiektu w kilku przypadkach: uszkodzenia sterownika polowego np. jego zasilacza, uszkodzenia zasilania pomocniczego na stacji oraz uszkodzenia cewki sterującej wyłącznikiem. Zaleta tego rozwiązania została doceniona i około 80% sprzedawanych sterowników MUPASZ jest wyposażane w niezależny autonomiczny układ I>>>.

Kolejną funkcją niespotykaną na rynku a zaimplementowaną w sterownikach polowych MUPASZ jest redundantny zasilacz z wbudowanym UPS opartym na superkondensatorze. Rozwiązanie zostało szczególnie docenione w miejscach gdzie pewność i niezawodność są kluczowym czynnikiem tak jak to jest w górnictwie dołowym. Specjalizowany układ w czasie awarii zasilania jest w stanie jeszcze przez kilka minut zasilać urządzenie które chroni obiekt energetyczny i poprzez system transmisji danych informuje służby naziemne kopalni o zaistniałej awarii lub zagrożeniu.

Kolejnym ciekawym rozwiązaniem jest zintegrowanie sterownika polowego z nowoczesnymi przekładnikami prądowymi i napięciowymi małej mocy UR i CR/CRR. Pozwala to na zmniejszenie gabarytów pola rozdzielczego i wpływa korzystnie na jego cenę poprzez optymalizację zarówno pola rozdzielczego jak i kosztu układu pomiarowego.
Na uwagę zasługuje zastosowanie układu uniwersalnego wejścia dwustanowego dla napięć 24 DC, 42 AC, 110 DC, 220 AC/DC. Układ umożliwia programowanie progu zadziałania i odpadania wejścia dwustanowego.

Ostatnią wypracowana już wiele lat temu unikalną funkcjonalnością jest archiwizacja danych informacji zgromadzonych w sterowniku w chmurze [1]. Klient za pomocą oprogramowania narzędziowego Elf może przechowywać projekty logiki działania urządzenia w bezpiecznej i zawsze dostępnej chmurze, bez konieczności kłopotliwej archiwizacji dokumentacji na klasycznych nośnikach.

Konstrukcja

Konstrukcja urządzenia pozwala na montaż w dowolnym dostępnym miejscu rozdzielnicy. Dzięki zastosowaniu odłączalnego panelu zwiększają się możliwości montażowe urządzenia (rys 1, 2, 3). Konstrukcja mechaniczna umożliwia trwałe połączenie panelu z jednostką centralną za pomocą specjalizowanego łącza w przypadku montażu natablicowego kiedy to oba elementy są trwale ze sobą złączone. Obudowy jest najmniejszych w porównaniu z dostępnymi rozwiązaniami na rynku w tej klasie i funkcjonalności. Odłączalny panel operatorski ma tylko 2 cm głębokości posiada wysoki stopień ochrony w klasie IP67 a jego montaż na drzwiach rozdzielnicy nie zajmuje miejsca po wewnętrznej stronie co daje większe możliwości poprowadzenia okablowania.

Uniwersalność

Urządzenie składa się z jednostki centralnej oraz panelu odłączalnego. Jednostka centralna posiada budowę modułową pozwalającą na dowolne konfigurowanie zasobami co do liczby i typu modułów. Pozwala to na zachowanie uniwersalności sterownika oraz optymalizacji kosztów inwestycji.

Wielkość podstawowej wersji, najmniejszej pod względem wielkości została zoptymalizowana w ten sposób aby pokrywała swą funkcjonalnością największą liczbą odbiorców. Podstawowa wersja obudowy sterownika posiada 12 slotów z czego 10 slotów przeznaczonych do konfiguracji przez użytkownika. Moduł zasilacza PS1 i jednostki procesorowej CU1 są stałe i niewymienne przez użytkownika. W tabeli 1 wymieniono dostępne moduły sterownika (rys 4). Konstrukcja sprzętowa umożliwia powiększenie obudowy o nowe słoty na moduły. Kolejne wersje obudowy są powiększane o 6 slotów. Złącza zewnętrzne występują w wariancie sprężynowym oraz śrubowym z kluczowaniem każdego złącza w celu wyeliminowania błędnego połączenia. 

Rys 4. Moduły wymienne AI1, CM1, BI6_12, BO1_8, OI1

Interfejs

Nowy design odwołuje się do logotypu Sieci Badawczej Łukasiewicz. Panel sterownika występuje w kolorach nawiązujących do kolorystyki urządzeń obecnych partnerów produkujących pola rozdzielcze (rys.5).

Rys 5. Dostępne kolory paneli M-G8

Sterownik posiada:

  • Wyświetlacz 7’ dużej rozdzielczości
  • 4 przyciski funkcyjne z kolorowymi diodami swobodnie konfigurowanymi,
  • 32 diody 3 kolorowe, sygnalizacyjne dowolnie konfigurowane,
  • Wyjmowane papierowe etykiety opisowe do LED i przycisków
  • Intuicyjne i ergonomiczne rozmieszczone przyciski

Oprogramowanie narzędziowe

Oprogramowania Elf umożliwia konfigurację zabezpieczeń i automatyk, edycję schematu synoptycznego,  tworzenie własnej logiki użytkownika dostosowanej do indywidualnych potrzeb klienta i obiektu. Symulator funkcji logicznych umożliwia wczytywania przebiegów cyfrowych i analogowych z plików w formacie Comtrade i csv, a także przeprowadzania pomiarów na wykresach. Elf umożliwia wysyłanie i pobieranie profilów (zasobów sterownika) do/z repozytorium online oraz     aktualizację licencji przez internet [2]. Dotychczasowa funkcjonalność jest wzbogacona konfiguratorem sterownika, który uwzględnia możliwości danego modułu.

Podsumowanie

Doświadczenie i wiedza zespołu konstruktorów Łukasiewicz-ITR, związane z dotychczasową realizacją projektów dla sektora energetycznego pozwoliło na opracowanie nowej platformy sprzętowo-programowej, która będzie spełniała dotychczasowe i przyszłe wymagania techniczne i użyteczne. Opracowane rozwiązanie z powodzeniem znajdzie zastosowanie w rozdzielnicach średniego napięcia.

Literatura:

1. „System zdalnego monitorowania parametrów oraz zużycia energii elektrycznej dla systemów Przemysłu 4.0 z wykorzystaniem technologii z zakresu ICT, IIoT oraz Cloud Computing” Wiadomosci Elektrotechniczne 2020/3

2. „ Zdalny dostęp do urządzeń przy wykorzystaniu technologii VPN” Wiadomości Elektrotechniczne 4

Krzysztof Broda
Maciej Rup
Anna Kołtun
Przemysław Angielczyk

Sieć Badawcza Łukasiewicz to trzecia pod względem wielkości sieć badawcza w Europie. Dostarcza atrakcyjne, kompletne i konkurencyjne rozwiązania technologiczne. Oferuje biznesowi unikalny system „rzucania wyzwań”, dzięki któremu grupa 4 500 naukowców w nie więcej niż 15 dni roboczych przyjmuje wyzwanie biznesowe i proponuje przedsiębiorcy opracowanie skutecznego rozwiązania wdrożeniowego. Angażuje przy tym najwyższe w Polsce kompetencje naukowców i unikalną w skali kraju aparaturę naukową. Co najważniejsze – przedsiębiorca nie ponosi żadnych kosztów związanych z opracowaniem pomysłu na prace badawcze. Łukasiewicz w dogodny sposób wychodzi naprzeciw oczekiwaniom biznesu. Przedsiębiorca może zdecydować się na kontakt nie tylko przez formularz na stronie https://lukasiewicz.gov.pl/biznes/ ale także w ponad 50 lokalizacjach: Instytutach Łukasiewicza i ich oddziałach w całej Polsce. Wszędzie otrzyma ten sam – wysokiej jakości – produkt lub usługę. Potencjał Łukasiewicza skupia się wokół takich obszarów badawczych jak: Zdrowie, Inteligentna mobilność, Transformacja cyfrowa oraz Zrównoważona gospodarka i czysta energia.

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top