การอ่านค่าพลังงานด้วยโมดูล Energy Meter (SM1238)

Energy meter module SM1238 ได้ถูกออกแบบมาให้ใช้เป็น module เพื่อวัดพลังงานที่อยู่ใน footprint ที่สามารถต่อเข้ากับ S7-1200 ได้โดยตรง โดยเราสามารถนำ phase voltage และ phase current เข้ามาต่อตรงที่ตัวโมดูล SM1238 ได้เลย

ด้วย concept แล้ว SM1238 ถูกออกแบบให้ติดตั้งและใช้งานร่วมกับ S7-1200 เพื่อใช้วัดพลังงานของเครื่องจักรแทน Energy meter ภายนอกได้เลย แล้วใช้ร่วมกับ HMI เพื่อแสดงผลเป็น graphic ก็ได้ นั่นเป็นเหตุผลที่ SM1238 ได้ออกแบบให้วัด voltage ได้สูงสุดถึง 480V เท่านั้น

Note: SM1238 Energy meter สามารถใช้ร่วมกับ S7-1200 firmware 4.1 เป็นต้นไปเท่านั้น

รูปแบบการเชื่อมต่อเพื่อวัดพลังงาน

เราสามารถทำการวัดพลังงานได้หลากหลายรูปแบบ ทั้ง 3 เฟส, 2 เฟส หรือ 1 เฟส โดยมีรูปแบบการเชื่อมต่อทั้งหมดดังรูปข้างล่าง (ซึ่งนำมาจาก manual ของ SM1238)

สายของ current transformer ได้ยาวสุดแค่ไหน

สายที่ลากจาก current transformer เข้าไปยัง SM1238 นั้นขึ้นอยู่กับความต้านทานภายในสายระหว่างทางดังรูปและสูตรดังนี้

โดย RL คือความต้านทานภายในสายที่เชื่อมต่อจาก current transformer ไปยัง SM1238 ซึ่งไม่ควรมีค่ามากสุดเกินสูตรดังนี้

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าเราใช้ Current transformer 500/5A

ที่ฝั่ง primary เราใช้ maximum primary current = 400A นั่นหมายความว่าที่ฝั่ง secondary จะมี maximum secondary current = 4A ซึ่งก็คือ Imax นั่นเอง ดังนั้นการคำนวณจะได้ดังนี้

หากเราตรวจสอบมาตรฐานความต้านทางของขนาดสายไฟขนาดต่างๆ เราก็สามารถคำนวณได้ว่าควรใช้สายความยาวเท่าไหร่ เช่นหากเราเลือกใช้สายที่มีพื้นที่หน้าตัด 1.0 เราก็สามารถใช้สายได้ยาว 10 เมตรแน่ๆ (รวมทั้งขาไปและกลับ)เพราะความต้านทานรวมเพียงแค่ 178.6 milli-ohm เท่านั้น ยังไม่เกิน 287.5 milli-ohm จากการคำนวณ

Note: แต่อย่างไรก็ตาม ความยาวสายสูงสุดทั้งไปและกลับไม่ควรเกิน 200 เมตร

อีกสิ่งหนึ่งที่ต้องคำนวณก็คือ อัตราส่วนของ Rated load current transformer ต้องอยู่ที่ 1.5-2 เท่าของ power loss ใน connection circuit เพื่อให้มั่นใจว่าจะไม่เกิด overload กับ current transformer และเผื่อในกรณีที่เกิด short-circuit

ซึ่ง power loss ใน connection circuit สามารถคำนวณได้ดังนี้

จากตัวอย่างที่แล้ว หากเราเลือกใช้สายไฟที่มีพื้นที่หน้าตัด 1.0 ความยาว 10 เมตรก็จะมีความต้านทานภายในสายเท่ากับ 178.6 milli-ohm ดังนั้น Power loss ของ connection circuit จะได้

ดังนั้นอัตราส่วนของ Rated load current transformer ต่อ power loss ใน connection circuit จะมีค่าเท่ากับ 1.54 ซึ่งถือว่าเหมาะสม

 

ในบทความนี้ เราก็จะสามารถเลือกใช้งานอุปกรณ์ต่างๆได้เหมาะสมแล้ว ในขั้นตอนถัดไปก็จะเป็นทำโปรแกรมใน S7-1200 เพื่ออ่านค่าพลังงานนั่นเอง