案例分析：故障提前知 | 先進(jìn)的多功能軟件如何監(jiān)控電動(dòng)公交車隊(duì)充電站

充電設(shè)施始終處于視野中。

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圖片來源：? Stadtwerke Jena / Anna Schroll

本文將介紹德國耶拿公共交通系統(tǒng)是如何監(jiān)測其電動(dòng)公交車隊(duì)的充電樁，并使用先進(jìn)的診斷功能來提高其可用性并優(yōu)化維護(hù)活動(dòng)。

在德國耶拿，電動(dòng)汽車以有軌電車形式出現(xiàn)，并已投入使用了120年。隨著柴油動(dòng)力公交車隊(duì)的出現(xiàn)，該市已逐漸形成高效的公共交通系統(tǒng)。去年，電動(dòng)汽車被納入該市公共交通運(yùn)營，首批投入運(yùn)行的三輛電動(dòng)車已于2020年開始定期服務(wù)，旨在減少二氧化碳排放（每輛電動(dòng)公交車每年約5.3萬公斤）以及城區(qū)的顆粒物排放和噪音污染。

公共交通本質(zhì)上是通過平穩(wěn)和準(zhǔn)時(shí)的運(yùn)行來提升并維持其長期運(yùn)營。在這種情況下，有軌電車的運(yùn)營尤其需要可靠和不間斷的電力供應(yīng)，這是城市公共交通運(yùn)營商Jenaer Nahverkehr公司供電部門的責(zé)任。盡管如此，在極少數(shù)情況下仍有可能發(fā)生系統(tǒng)技術(shù)故障。為了盡量減少故障對運(yùn)營過程及乘客的影響，有必要減少停機(jī)時(shí)間。這需要可靠的控制和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)來支持，而這一系統(tǒng)可通過PcVue SCADA軟件來實(shí)施。

多年來，德國Actemium公司法蘭克福自動(dòng)化業(yè)務(wù)部一直是耶拿公共交通系統(tǒng)的合作伙伴，負(fù)責(zé)實(shí)施和進(jìn)一步開發(fā)供電控制和遠(yuǎn)程控制技術(shù)，并監(jiān)測信號和安全系統(tǒng)。

供電部門負(fù)責(zé)維護(hù)新引進(jìn)的電動(dòng)公交車充電設(shè)施，他們希望將充電器集成到控制系統(tǒng)中，因此法蘭克福Actemium自動(dòng)化公司受其委托來執(zhí)行該操作。

這次擴(kuò)建的主要目標(biāo)是通過供電部門對充電設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，以便盡早發(fā)現(xiàn)并避免故障發(fā)生。與此同時(shí)，需盡量減少服務(wù)人員的出行時(shí)間，尤其是在同一城市內(nèi)，主要是因?yàn)樵摮鞘形挥谒_勒河谷內(nèi)，少數(shù)路線交通密度很高。

現(xiàn)有的控制系統(tǒng)已形成一套標(biāo)準(zhǔn)，可通過各種工業(yè)通信協(xié)議及遠(yuǎn)程報(bào)警來處理數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)可視化、歸檔并與外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

OCPP——與充電站通信的驅(qū)動(dòng)程序
充電站監(jiān)測一般采用開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議OCPP（開放充電點(diǎn)協(xié)議），確保不同制造商產(chǎn)品之間的互操作性。

通過最新的PcVue版本，制造商ARC Informatique可為OCPP協(xié)議提供通信驅(qū)動(dòng)程序，它可以支持現(xiàn)有的1.6-J和2.0.1協(xié)議版本以及1和2安全配置文件。該軟件還克服了典型的OCPP問題，即一個(gè)充電站只能與一個(gè)充電站管理系統(tǒng)（CSMS）通信。使用代理功能，充電器的OCPP信息可以傳遞至第三方系統(tǒng)。這表明開放式PcVue系統(tǒng)的典型特征是它本身就具有廣泛的數(shù)據(jù)交換選項(xiàng)。

集成式操作功能
新增的用戶界面入口與現(xiàn)有的系統(tǒng)可無縫集成，它通過地圖形式，將分布在整個(gè)城市區(qū)域的充電站顯示為符號標(biāo)記。對多年來熟悉控制系統(tǒng)現(xiàn)有功能和操作理念的用戶來說，新增的可視化功能的學(xué)習(xí)曲線非常短，這一點(diǎn)也體現(xiàn)在充電站監(jiān)控區(qū)域。

數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測
Actemium實(shí)施的核心功能是警報(bào)和日志數(shù)據(jù)管理，它允許在實(shí)時(shí)操作和歷史數(shù)據(jù)評估中進(jìn)行精確的故障分析。其報(bào)警系統(tǒng)便于值班人員通過公用事業(yè)單位的安全遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)提前診斷故障，然后進(jìn)行調(diào)整或采取適當(dāng)措施。

此外，由于交通控制中心與充電基礎(chǔ)設(shè)施相連，因此其調(diào)度員工作站可實(shí)時(shí)顯示公交車在相應(yīng)充電點(diǎn)的位置，并指出影響運(yùn)行的故障。這意味著可以在車輛部署計(jì)劃中迅速做出調(diào)整，避免取消或延誤路線。事后，維修人員還可以確定真實(shí)原因。

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圖片來源：? Jenaer Nahverkehr GmbH

優(yōu)先級特別高的警報(bào)會以遠(yuǎn)程信息形式發(fā)送到待命服務(wù)的移動(dòng)終端。

該系統(tǒng)的用戶可以通過趨勢數(shù)據(jù)顯示并監(jiān)測正在進(jìn)行的充電過程，從而可以直觀地比較所有的測量值，如電流、電壓和功率值。同樣，它可以從交易歷史記錄中調(diào)用已經(jīng)完成的充電過程進(jìn)行回顧和對比；還能識別相應(yīng)車輛并記錄其當(dāng)前的充電狀態(tài)。

用戶只需按下按鈕就可以導(dǎo)出交易歷史，或自動(dòng)導(dǎo)出并存儲為每周和每月報(bào)告，需要特別注意的是每輛車和充電過程的能耗，以及錯(cuò)誤交易的數(shù)量。

該系統(tǒng)的用戶界面進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了以下功能：

• 充電站訪問管理系統(tǒng)

• 鎖定或解鎖充電站以供使用

• 遠(yuǎn)程激活或取消充電過程

• 存儲和檢索充電站具體文件

僅用幾周就證明了其實(shí)際效益
德國耶拿公共交通系統(tǒng)的測試和維護(hù)工程師Christian Zeh對該解決方案充滿信心。

"在集成電子充電站后可以在監(jiān)控系統(tǒng)中看到所有的運(yùn)行狀態(tài)，這為我們提供了即時(shí)干預(yù)選項(xiàng)。因此，充電設(shè)施被完全集成到供電部門的運(yùn)營工作流程中。該系統(tǒng)的實(shí)用性在短短幾周的日常運(yùn)行中就得到了證明，特別是在控制充電站溫度波動(dòng)方面。"

隨著充電設(shè)施在控制和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中的實(shí)施，供電團(tuán)隊(duì)為計(jì)劃增加的電動(dòng)公交車隊(duì)和充電設(shè)施的相關(guān)擴(kuò)展已做好了準(zhǔn)備。
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