Fjernstyring og logging av data i et autonomt strømforsyningsanlegg

Abstract

Prosjektet dreier seg om et autonomt strømforsyningsanlegg, også kjent som APS, autonomous power supply. Dette er anlegg som kan plasseres hvor som helst og som kan levere strøm på steder hvor det ikke er mulig å være tilkoblet strømnettet. Anlegget vi har jobbet med består av solcellepaneler, solcelleregulator, batteribank, omformer, og et dieselaggregat. Vi har utarbeidet et system som samler inn informasjon fra alle disse enhetene og publiserer denne informasjonen til skyen i sanntid. Videre har vi lagd funksjonalitet som gjør det mulig å fjernstyre anlegget fra skyen, og da spesifikt dieselaggregatet.

Systemet består av tre deler. Den ene delen er den lokale kommunikasjonen, som består av PLSen, autopanelet, solcelleregulatoren og omformeren. PLSen leser av informasjon fra autopanelet via Modbus TCP, og fra solcelleregulatoren og omformeren via Modbus RTU. De to andre delene av systemet er de som befinner seg i skyen. Den ene delen her er utarbeidet ved hjelp av WAGO Cloud. Her blir data visualisert i sanntid, og anlegget kan fjernstyres via et virtuelt brukergrensesnitt. Den andre delen er laget ved hjelp av tjenesten CloudMQTT. Dette er en såkalt MQTT-megler, som vil si at denne tar i mot data fra PLSen via protokollen MQTT. Videre kan klienter koble seg til megleren og abonnere på de dataene som ønskes.

Programkoden som kjører på PLSen er utarbeidet ved hjelp av WAGOs programvare e!COCKPIT, mens programkoden som lagrer og arkiverer dataene som innhentes fra MQTT-megleren er skrevet i Python.

Vi har i rapporten lagt stor vekt på å dokumentere både hvordan systemet er utformet, og hvilke framgangsmåter vi har brukt under utviklingen av systemet. Videre har vi begrunnet de valgene vi har tatt underveis. Rapporten kan dermed også brukes som en manual, dersom det er ønskelig å utvide funksjonaliteten i framtiden.

The project is related to autonomous power supplies. These are units that can be placed anywhere and supply power in places where the power grid is inaccessible. The system we have worked with consists of solar panels, a solar cell charging regulator, a battery bank, a DC-AC inverter, and a diesel generator. We have developed a system that collects information from these devices and publishes it to the cloud in real time. Furthermore, we have created functionality that allows controlling the system from the cloud, specifically the diesel generator.

The system consists of three parts. The first part is the local communication, which consists of the PLC, the control panel for the diesel generator, the solar cell regulator, and the DC-AC inverter. The PLC reads information from the control panel via Modbus TCP, and from the solar cell controller and DC-AC inverter via Modbus RTU. The other two parts of the system are virtual and located in the cloud. The first part was created using WAGO Cloud. Here, data is visualized in real time, and the system can be controlled remotely via a virtual user interface. The other part was created using CloudMQTT. This is a MQTT broker, which means that it receives data from the PLC through the MQTT protocol. Clients can connect to the broker and subscribe to the desired data. We have created a program that archives the data collected from the system.

The program code running on the PLC is written using WAGO's software e!COCKPIT, while the program code that stores and archives the data obtained from the MQTT broker is written in Python.

In the report, we have emphasized documenting how the system is designed and how we developed it. Furthermore, we have justified the choices we have made along the way. The report can thus be used as a manual, if it is desired to expand the functionality in the future.