Une solution pour l’acquisition des données énergétiques et des procédés

Le tournant énergétique est désormais global. Partout sur notre planète, des hommes planchent sur la distribution d’énergie de demain. Ce sont plus particulièrement les énergies renouvelables qui ont le vent en poupe. En raison de la décentralisation croissante de la production d’énergie, le besoin d’un réseau électrique intelligent se fait de plus en plus pressant afin de fournir de l’énergie en toute efficacité et fiabilité. le Smart Grid remplit ce fonction, avec sa commande sur base PC, la société Beckhoff propose déjà une solution globale pour mesurer les données énergétiques et de procédés. Une solution qui peut se plier aux exigences du futur marché intelligent de l’électricité, grâce à des modules logiciels évolutifs.

Le Smart Grid désigne la mise en réseau et la commande des producteurs d’électricité, des moyens électriques des réseaux de distribution, des réservoirs d’énergie, ainsi que des consommateurs. L’accent est mis sur la définition de standards de communication uniformes entre les différents participants. Ces standards n’étant pas encore définis, le choix d’un contrôleur flexible et ouvert est d’une importance décisive. Avec ses PC embarqués et son logiciel d’automatisation TwinCAT, la société Beckhoff dispose des conditions préalables optimales. On trouve aujourd’hui déjà des commandes sur base PC Beckhoff dans de nombreuses applications, qui profilent l’image du Smart Grid futur, dans des bâtiments, des éoliennes, des centrales de cogénération, des centrales hydrauliques ou des postes satellites aux réseaux énergétiques, par exemple.

 

 

Une intégration de la mesure dans le système d‘E/S

Modulaires et peu encombrantes, les bornes d’E/S sont directement branchées par simple juxtaposition aux PC embarqués sur rail DIN. Les bornes d’E/S sont disponibles pour tous les types de signaux analogiques et numériques, que l’on peut utiliser dans le monde de l’automatisation. Elles permettent également l’intégration des tâches de mesure, qui est une fonctionnalité très importante pour un Smart Grid. La société Beckhoff propose des bornes de mesure de puissance pour déterminer les valeurs efficaces de courant, de tension, de puissance active, de puissance réactive, ainsi que de puissance apparente d’un réseau triphasé. Les bornes de surveillance réseau enregistrent les données brutes de courant et de tension avec un taux d’échantillonnage de 10 kHz. Ces données sont ensuite transmises au PC de commande pour leur traitement. Il existe également des bornes d’entrées analogiques servant à mesurer la température, la résistance, la pression ou les vibrations. L’intégration de la technique de mesure est rendue possible par un système de bus de terrain suffisamment rapide et déterministe: EtherCAT. Ce dernier englobe des mécanismes d’horodatage haute précision et de synchronisation via des références externes, telles que le système de localisation GPS et le protocole IEEE1588.

 

Une communication ouverte

La transmission des signaux numériques et analogiques au PC de commande est assurée par la technologie EtherCAT. Là, le logiciel de commande TwinCAT prend en charge le traitement et l’analyse des données. Il fournit différentes bibliothèques de fonctions qui permettent de calculer les harmoniques générées par des charges non linéaires dans le réseau. Le logiciel TwinCAT ne fait pas que traiter les données, il les communique aussi avec le monde extérieur. Il prend en charge notamment les protocoles de télécontrôle conformes aux normes internationales IECI 60870-5-101, 102, 103 et 104, ainsi que l’IEC 61850 très prisé dans le domaine des Smart Grids. Des interfaces peuvent également être réalisées via les protocoles BACnet/IP, Modbus RTU/TC, ainsi que M Bus. Quant à la thématique sensible de la sécurité dans le domaine de la communication, on dispose du protocole OPC UA, qui possède d’excellentes propriétés de sécurité. Comme TwinCAT est modulable et évolutif, toutes les applications actuelles et futures mettant en oeuvre des commandes Beckhoff sont automatiquement en mesure d’être un participant au sein d’un réseau électrique intelligent.