Desenvolvimento de um Controlador de Demanda de Energia El etrica de Baixo Custo para a Greylogix Brasil

Abstract

Diversas empresas vêm investindo no desenvolvimento de novas tecnologias que lhes permitam reduzir substancialmente o consumo de energia em suas instalações e consequentemente custos, incrementando assim seus lucros. Além do mais, a adoção de tal politica de consciência energética acaba por tornar-se um diferencial no mercado consumidor. O projeto descrito ao longo deste documento abordar a conceito de eficiência energética e seu vínculo com a medição do consumo de energia elétrica e seu faturamento pelas concessionárias, para então propor uma alternativa simples e barata para o gerenciamento deste consumo. Solução proposta que se traduz em desenvolver o protótipo de um controlador de baixo custo embarcado em um controlador lógico programável (CLP), visando atender a consumidores que buscam trabalhar com CLPs de pequeno e médio porte. Foi realizado um estudo a respeito de métodos j a implementados comercialmente com o propósito de desenvolver uma heurística intuitiva que fosse capaz de definir quais equipamentos em funcionamento em uma dada instalação devessem ser desligados ou acionados, de modo a controlar a demanda de energia, i.e, manter o consumo abaixo de um certo limite previamente estabelecido. Em virtude de questões de segurança como tempo em funcionamento dos equipamentos e a possibilidade de um operador humano ser capaz de desabilitar a atuação do algoritmo de controle de demanda, fez-se uso da teoria de controle supervisório com o intuito de impor tais restrições de coordenação ao funcionamento do sistema como um todo. Finalmente, montou-se uma simples bancada composta basicamente por alguns equipamentos e um CLP. O algoritmo de controle da demanda projetado, embarcado neste CLP, atuou sobre a alimentação dos equipamentos ligados a rede elétrica com o intuito de manter o consumo abaixo de um certo limite. Para melhor inferir sobre o desempenho do sistema implementado, criou-se um sistema SCADA de interface intuitiva que permitisse a edição de parâmetros e visualizar graficamente o comportamento do consumo em função do tempo. O sistema mostrou-se extremamente e ciente e robusto quanto a situações adversas, sendo sua performance degradada apenas quando houve um número grande de equipamentos providos de requisitos de tempo máximo desligados e mínimo ligados, que forçam o controlador a ligá-los mesmo quando não permitido.

Several companies have been investing in developing new technologies that allow them to substantially reduce energy consumption in its facilities and therefore costs, thus increasing their pro ts. Moreover, the adoption of such energy conscious policy ultimately become a di erentiator in the consumer marketplace. The project described throughout this document will address the concept of energy e ciency and its link to the measurement of energy consumption and its sales by concessionaires, and then propose a simple and inexpensive alternative to the management of this consumption. Proposed solution which translates to develop the prototype of a low-cost embedded controller in a programmable logic controller (PLC) to meet the consumers who seek to work with small and medium-sized PLCs. It was conducted a study on methods already commercially deployed in order to develop an intuitive heuristic that were capable of de ning what equipment operating in a given installation were to be turned o or red, in order to control energy demand, i.e., keep consumption below a certain predetermined limit. Due to security issues such as uptime of equipment and the possibility of a human operator is able to disable the operation of the demand control algorithm, was made use of supervisory control theory in order to impose coordination restrictions to the operation of the system as a whole. Finally, it was set up a simple bench made up mainly of some equipment and a PLC. The control algorithm of projected demand, embedded in the PLC, acted on the power of devices connected to the grid in order to keep consumption below a certain limit. In order to better infer the performance of the implemented system, it was set up a SCADA system provided with an intuitive interface that allows editing parameters and graphically display the consumption behavior as a function of time. The system proved to be extremely e cient and robust for adverse situations, having its performance degraded only when working with a great number of equipments provided with maximum time o and minimum time on requirements, which cause the controller plug them even when not allowed.