3.3 Xây dựng thuật tốn chương trình
3.3.2 Chương trình trên ThingSpeak
Sau khi dữ liệu đo lường được đưa lên Internet, chúng sẽ được giám sát thông qua giao diện thể hiện các đồ thị trên các kênh của ThingSpeak như Hình 3.12. Mỗi kênh trên ThingSpeak có số lượng trường (field) tối đa là 8 trường. Trong khi đó vị trí cần giám sát là phụ tải điện hạ áp 3 pha, các đại lượng cần giám sát bao gồm: tần số, điện áp, dịng điện, cơng suất, hệ số cơng suất và điện năng tiêu thụ. Như vậy tổng cộng có 3x6=18 đại lượng tương ứng với 18 trường cần giám sát trên ThingSpeak. Trong luận văn này, tác giả thiết kế 4 kênh trên ThingSpeak để thực hiện việc giám sát và phân tích chất lượng điện năng tại vị trí cần giám sát. Các kênh được đặt tên lần lượt là PQM1, PQM2, PQM3 và PQM4. Ba kênh đầu tiên được sử dụng để giám sát trực tuyến các đại lượng đo được từ PZEM004T và được đẩy lên Internet thông qua bo mạch Arduino WeMos D1 R1 có tích hợp tính năng Wifi ESP8266. Kênh thứ tư (PQM4) được thiết kế để hiển thị các phổ tần số, phổ điện áp các pha, công suất tác dụng của các pha và vị trí của hệ thống trên google maps.
Các phân tích phổ tần số, phổ điện áp trong kênh thứ tư cũng được thực hiện tính tốn online trên ThingSpeak. Sở dĩ có thể tính tốn và phân tích online
Các kênh được tạo
Ngày tạo Ngày updated
Hình 3.12: Giao diện khởi tạo các kênh trên ThingSpeak
được là bởi vì ThingSpeak có tích hợp tính năng phần mềm Matlab, các đoạn code Matlab được lập trình trực tiếp trên ThingSpeak. Do đó, nó có thể truy vấn trực tuyến dữ liệu trên ThingSpeak Cloud để thực hiện các tính tốn phân tích cần thiết. Đồng thời có thể cho ra kết quả dưới dạng số liệu bảng hoặc đồ thị giúp người dùng dễ dàng nhận xét đánh giá về chất lượng điện năng (chất lượng tần số và chất lượng điện áp) tại vị trí cần giám sát một cách trực tuyến. Cách thức viết các đoạn code Matlab trực tiếp trên ThingSpeak được thực hiện tương tự như trên cửa sổ soạn thảo M-file của chương trình Matlab. Một ưu điểm của việc ứng dụng cách thức viết code trực tiếp trên Thingspeak là có hỗ trợ các mẫu có sẵn, do đó chúng ta chỉ việc hiệu chỉnh sẽ được đoạn lệnh ta mong muốn. Cách viết code Matlab trực tiếp trên ThingSpeak được thể hiện như Hình 3.13.
Danh sách các đại lượng tương ứng với mỗi trường trong từng kênh được thể hiện như trong Bảng 3.3.
Các kênh làm nhiệm vụ giám sát các thông số đo lường từ hệ thống đẩy lên Internet dưới các các biểu đồ và được cập nhật liên tục theo thời gian thực. Các
Cửa sổ viết lệnh matlab trên
Thingspeak Các kênh và
các trường trong mỗi kênh
Nút Save and Run
Hình 3.13: viết code Matlab trực tiếp trên ThingSpeak
Hình 3.14: Kênh 1 giám sát điện áp, tần số trên ThingSpeak
đại lượng được giám sát này sẽ được cập nhật cứ sau mỗi 15 giây. Cụ thể, chức năng cơ bản của từng kênh được sử dụng để giám sát trực tuyến các đại lượng như sau:
Bảng 3.3: Các kênh và các trường trong mỗi kênh trên ThingSpeak
Stt Trường (Field) Chức năng
Kênh 1 (PQM1) – Sử dụng 6/8 trường
1 Field 1 Điện áp pha A
2 Field 2 Điện áp pha B
3 Field 3 Điện áp pha C
4 Field 4 Tần số pha A
5 Field 5 Tần số pha B
6 Field 6 Tần số pha C
Kênh 2 (PQM2) – Sử dụng 6/8 trường
1 Field 1 Dòng điện pha A
2 Field 2 Dòng điện pha B
3 Field 3 Dòng điện pha C
4 Field 4 Hệ số công suất pha A
5 Field 5 Hệ số công suất pha B
6 Field 6 Hệ số công suất pha C
Kênh 3 (PQM3) – Sử dụng 6/8 trường
1 Field 1 Công suất pha A
2 Field 2 Công suất pha B
3 Field 3 Công suất pha C
4 Field 4 Điện năng tiêu thụ pha A
5 Field 5 Điện năng tiêu thụ pha B
6 Field 6 Điện năng tiêu thụ pha C
Kênh 4 (PQM4) – Sử dụng 4/8 trường
1 Field 1 Phổ tần số trong 1 phút cuối
2 Field 2 Phổ điện áp trong 1 phút cuối
3 Field 3 Biểu đồ công suất ba pha
Hình 3.15: Kênh 2 giám sát dịng điện, hệ số cơng suất trên ThingSpeak
Hình 3.17: Kênh 4 giám sát phổ tần số, phổ điện áp, biểu đồ cơng suất ba pha và vị trí địa lý trên google maps
- Kênh 1 (PQM1): Giám sát điện áp và tần số (Hình 3.13).
- Kênh 2 (PQM2): Giám sát dịng điện và hệ số cơng suất (Hình 3.14). - Kênh 3 (PQM3): Giám sát cơng suất và điện năng tiêu thụ (Hình 3.15). - Kênh 4 (PQM4): Giám sát phổ tần số, phổ điện áp, biểu đồ cơng suất ba pha, vị trí địa lý trên google maps của nơi đặt hệ thống (Hình 3.16).