Power Monitoring
Beckhoff bietet in seinem I/O-Portfolio verschiedene Klemmen zur Realisierung einer Energienetzanalyse und -überwachung. Sogenannte Power-Measurement-Klemmen wie die EL3403 oder EL3413 liefern dabei in einem Ein- oder Drei-Phasen-Netz direkt RMS-Werte (Effektivwerte) für Strom und Spannung sowie Wirk-, Blind- und Scheinleistung. Mit den Power-Monitoring-Klemmen EL3773 und EL3783 können sogar die Rohdaten von Strom und Spannung aufgezeichnet werden, sodass Ereignisse im Netz noch genauer detektiert und die Berechnung beliebiger Werte in der Steuerung selbst ausgeführt werden können.
Die TwinCAT 3 Power Monitoring Function ist eine SPS-Bibliothek zur Auswertung von Strom- und Spannungsrohdaten, die von Power-Monitoring-Klemmen bereitgestellt werden.
Die Bibliothek stellt Funktionsbausteine zur Berechnung von RMS-Werten (Effektivwerten) für Strom, Spannung und Leistung zur Verfügung. Diese können als Momentan- oder Durchschnittswert ausgegeben werden. Zusätzlich stehen am Funktionsbaustein auch Maximal- und Minimalwerte zur Verfügung. Frequenzen und Frequenzspektren können wie die Harmonischen im Netz und deren Belastung in Form der Total Harmonic Distortion (THD) bestimmt werden. Des Weiteren bietet die Bibliothek Funktionsbausteine an, mit denen die Frequenzen und Drehfelder ermittelt werden können.
Allgemeine Algorithmen
Algorithmus | Beschreibung | SPS-Funktionsbaustein |
|---|---|---|
Skalierung der Eingangsdaten von Strom und Spannung | FB_PMA_Scaling | |
Skalierung der Eingangsdaten von Strom und Spannung, die als Eingänge von EtherCAT-Klemmen des Typs EL3773 bereitgestellt werden. | FB_PMA_Scaling_EL3773 | |
Skalierung der Eingangsdaten von Strom und Spannung, die als Eingänge von EtherCAT-Klemmen des Typs EL3783 bereitgestellt werden. | FB_PMA_Scaling_EL3783 |
Einphasige Algorithmen
Algorithmus | Beschreibung | SPS-Funktionsbaustein |
|---|---|---|
Berechnung der Grundfrequenz des Eingangssignals. | FB_PMA_Frequency_Period_1Ph | |
Berechnung von Analysewerten für den zeitlichen Signalverlauf von Strom und Spannung. | FB_PMA_BasicValues_Period_1Ph | |
Berechnung von Leistungskennwerten des angeschlossenen Verbrauchers auf Basis der Signalperiode. | FB_PMA_PowerValues_Period_1Ph | |
Berechnung der Harmonischen von Strom und Spannung auf Basis der Signalperiode. | FB_PMA_Harmonics_Period_1Ph | |
Berechnung der Betragsspektren der Strom- und Spannungswerte. | FB_PMA_Spectrum_1Ph | |
Berechnung der Betragsspektren der Strom- und Spannungswerte. Zusätzlich können p-Quantile der Verteilung des Spektrums berechnet werden | FB_PMA_Spectrum_Quantiles_1Ph | |
Berechnung von Leistungskennwerten des angeschlossenen Verbrauchers auf Basis von Berechnungen im Frequenzbereich. | FB_PMA_PowerValues_1Ph | |
Berechnung der Harmonischen von Strom und Spannung. | FB_PMA_Harmonics_1Ph |
Dreiphasige Algorithmen
Algorithmus | Beschreibung | SPS-Funktionsbaustein |
|---|---|---|
Berechnung der Grundfrequenz des Eingangssignals. | FB_PMA_Frequency_Period_3Ph | |
Berechnung von Analysewerten für den zeitlichen Signalverlauf von Strom und Spannung. | FB_PMA_BasicValues_Period_3Ph | |
Berechnung von Leistungskennwerten des angeschlossenen Verbrauchers auf Basis der Signalperiode. | FB_PMA_PowerValues_Period_3Ph | |
Berechnung der Harmonischen von Strom und Spannung auf Basis der Signalperiode. | FB_PMA_Harmonics_Period_3Ph | |
Berechnung der Betragsspektren der Strom- und Spannungswerte. | FB_PMA_Spectrum_3Ph | |
Berechnung der Betragsspektren der Strom- und Spannungswerte. Zusätzlich können p-Quantile der Verteilung des Spektrums berechnet werden | FB_PMA_Spectrum_Quantiles_3Ph | |
Berechnung von Leistungskennwerten des angeschlossenen Verbrauchers auf Basis von Berechnungen im Frequenzbereich. | FB_PMA_PowerValues_3Ph | |
Berechnung der Harmonischen von Strom und Spannung. | FB_PMA_Harmonics_3Ph |