Monitoraggio dei Parametri Energetici

DESCRIZIONE

Il monitoraggio continuo dei parametri fisici in qualsiasi contesto ha il vantaggio di poter conoscere e correggere in tempo reale gli sprechi energetici, il quale contenimento, oltre ad essere oggi un tema sociale molto sensibile, può portare come risultato un beneficio economico e ambientale non indifferente.
Il consumo eccessivo e spropositato delle risorse energetiche, siano queste elettriche termiche od idriche, è dovuto all’impossibilità immediata del controllo delle stesse, e molto spesso risultato di cattive abitudini di chi ne fa uso.
Queste sono nella maggior parte dei casi le motivazioni che rendono impossibile un intervento mirato immediato atto a limitare il danno.
Infatti, il comune utente, non ha altro modo di rendersi conto se non al ricevimento delle bollette.
L’ausilio di un sistema di monitoraggio, interviene preventivamente,per verificare la corretta gestione energetica mettendo a disposizione una serie di grafici e tabulati, avendo cosi la possibilità di intervenire in caso di anomalie.

L'applicazione di seguito descritta prevede di controllare in continuo i parametri energetici più sensibili. Parametri elettrici, termici, luminosità, consumi d'acqua.

Come precedentemente descritto, il monitoraggio costante di questi parametri, ci consente di capire se ciò che consumiamo e ciò di cui realmente necessitiamo o se intervenendo sulle nostre abitudini e sui malfunzionamenti dei nostri impianti possiamo ottenere un risparmio economico ed un minore impatto ambientale.
Dalle statistiche, risulta che pochi sono i casi dove i consumi sono risultati regolari.
Nella stragrande maggioranza dei casi si è notato che il monitoraggio ha portato ad un notevole risparmio.
Di seguito riportiamo l'esempio del monitoraggio effettuato all'interno di una azienda.

Gli sprechi che si sono evidenziati sono risultati essere:

  1. Lampade accese nelle ore di luce o dimenticate accese a fine giornata
  2. Utilizzatori, Macchinari, compressori, Stufe Elettriche, lasciati accesi anche durante il loro inutilizzo.
  3. Impianti idraulici con piccole perdite giornaliere che si quantificavano in metri cubi mensili
  4. Riscaldamento Impostato a Temperature superiori ai 22 gradi
  5. Riscaldamento Acceso con Fineste Aperte
  6. Riscaldamenti Accesi durante l'assenza di personale(Notte -Sabato-Domenica)

DISPOSITIVI UTILIZZATI PER IL PROGETTO:

  1. MicroPLC
  2. Misuratori di Corrente a Muro ZigBee Wireless
  3. Gateway ZigBee (USB e non) Wireless
  4. Contatori di Impulsi ZigBee per acqua / gas
  5. Analizzatore di Rete
  6. Prese elettriche ZigBee Wireless
  7. Sensori Temperatura, Luce ZigBee Wireless
  8. MicroLog GSM Modem per invio SMS (se necessario)

N.B. : Per questo tipo di applicazione è possibile usare il microlog ed il microplc anche singolarmente. La scelta di installare congiuntamente i due prodotti deriva dal tipo di sicurezza ed allarmistica che si vuole ottenere dal sistema.


LOGICA DI FUNZIONAMENTO

logicafunzLo schema qui sopra mostra una semplificazione del sistema di monitoraggio energetico nei diversi settori aziendali e in diverse soluzioni:
- Negli Uffici Piano Terra si è deciso di monitorare in generale la linea elettrica senza avere sotto controllo ogni singolo elemento.
- Negli Uffici 1° Piano invece ogni utilizzatore è connesso al suo particolare sistema di monitoraggio: nelle prese elettriche elettriche abbiamo inserito una Presa ZigBee che monitora qualsiasi cosa vi sia attaccata ed invia i dati al Gateway principale.
- In Zona Lavorazione i macchinari elettrici vengono controllati da un Analizzatore di Rete che invia poi tutti i dati sensibili di corrente tramite protocollo ZigBee
- Nella Zona Servizi un Contatore di Impulsi controlla i consumi di acqua (o gas), in aggiunta ai controlli già detti prima di prese di corrente e di utilizzo dei carichi elettrici come Condizionatori, Distributori di Bibite, Macchinette del Caffè, etc.
- In un ipotetico Magazzino / Sala Server si monitorano gli stessi parametri di sopra con sistemi wireless ZigBee.

Ogni "punto di controllo" ha come "cuore" un MicroPLC che analizza ed elabora i dati ricevuti tramite i Gateway ed i sensori posizionati in tutta l'azienda / casa.
Nel caso in cui l'ambiente da monitorare sia molto grande e si voglia creare una rete per suddividere il flusso di dati è possibile impostate i MicroPLC in modo che risultino Master o Slave (Principali o Secondari).

master-slave
I parametri letti dai singoli ambienti vengono inviati al centro di controllo che ha il compito di memorizzare e analizzare i dati.
Come è possibile vedere nello schema che segue, è possibile ovviamente avere un centro di Monitoraggio Locale in sede per controllare i dati direttamente sul posto oppure tramite una connessione ad internet fissa (od un gateway UMTS in mancanza della linea cablata) i dati possono essere inviati al portale In-Tech via Internet e così essere poi letti da qualsiasi dispositivo avente una connessione dati: PC, Notebook, Smartphone, Tablet.

schemarispene


SOFTWARE- CENTRO DI CONTROLLO

Il campionamento dei parametri per un periodo tale da permettere una valutazione, ci consente di effettuare gli interventi necessari per la riduzione dei consumi. Il portale In-Tech di Elteco Sistemi rende possibile la visualizzazione delle misurazioni tramite grafico o sinottico. In questo modo i dati sono comprensibili e facili da comprendere.
Individuare i miglioramenti da apportare per iniziare a risparmiare energia diventa intuitivo.


CONCLUSIONI:

L'utilizzo del MicroPLC combinato con una rete di Sensori e Gateway ZigBee nelle varie applicazioni permette una estrema flessibilità.
Il sistema proposto, oltre ad essere un ottimo strumento per conoscere i consumi, consente di gestire allarmi al verificarsi di un evento.
La logica di funzionamento sopra descritta è quella base. La versatilità del prodotto lascia spazio alle esigenze ed alla creatività di chi ne fa uso.