Seguimiento de las estaciones de carga de la flota de buses eléctricos de la ciudad de Jena

Veamos cómo el sistema de transporte público de la ciudad de Jena, Alemania, realiza el seguimiento de sus columnas de carga para su flota de buses eléctricos y utiliza características de diagnóstico avanzadas para aumentar la disponibilidad y optimizar las tareas de mantenimiento.

En la ciudad de Jena la electromovilidad ha estado presente con un tranvía que lleva funcionando 120 años. Con el tiempo se ha creado un eficiente sistema de transporte público que se complementa con una flota de buses diésel. El año pasado se introdujo la e-movilidad también en los buses urbanos. En 2020 se pusieron en funcionamiento inicialmente tres buses para contribuir al ahorro de las emisiones de CO₂ (53 000 kg por bus y año), pero también para reducir la emisión de partículas y el ruido en la zona urbana.

El atractivo del transporte público se fomenta y mantiene principalmente por el funcionamiento fluido y puntual. En este contexto, las operaciones de los tranvías, en concreto, requieren de un suministro eléctrico fiable y sin interrupciones que es responsabilidad del departamento de suministro energético del Jenaer Nahverkehr, el operador del transporte público de la ciudad. Aun así, la tecnología del sistema sufre averías en muy raras ocasiones. Para minimizar los efectos de las averías en el proceso operativo y en los pasajeros, es necesario que los tiempos de inactividad sean lo más cortos posible. Esto está respaldado por un sistema de control y telecontrol fiable implementado sobre el software PcVue y SCADA.

Durante muchos años la división comercial Automation Frankfurt de Actemium Germany ha colaborado con el sistema de transporte público de Jena para la implementación y el desarrollo ulterior de la tecnología de control y telecontrol para el suministro de energía, pero también para el seguimiento de los sistemas de señalización y seguridad.

El mantenimiento de la recientemente introducida infraestructura de carga para los buses eléctricos era responsabilidad del departamento de suministro de energía, y se quiso integrar los cargadores en el sistema de control. El trabajo se le encargó a Actemium Automation Frankfurt.

El primer objetivo de esta expansión es que el departamento de suministro de energía controle de forma remota la infraestructura de carga para que se puedan detectar y solucionar tan pronto como sea posible cualquier avería que surja. Además, esto hay que hacerlo reduciendo, al mismo tiempo, los tiempos de desplazamiento del personal de servicios todo lo que sea posible, sobre todo en una ciudad en la que, debido a su topografía dentro del valle de Saale, tiene una alta densidad de tráfico para un pequeño número de rutas.

Con el sistema actual de control, la posibilidad de procesar los datos para la visualización, el registro e intercambio con sistemas externos vía diferentes protocolos industriales de comunicación, además de disparar alarmar remotas, ya está disponible de serie.

OCPP, el controlador para la comunicación con las estaciones de carga
Habitualmente se utiliza el protocolo abierto estándar OCPP (protocolo abierto de punto de carga) para el control de las estaciones de carga eléctrica, garantizando así la interoperabilidad de productos de diferentes fabricantes.

Con la última versión del software PcVue, el fabricante ARC Informatique proporciona un controlador de comunicaciones para el protocolo OCPP que soporta las versiones actuales de protocolos 1.6-J y 2.0.1, además de los perfiles de seguridad 1 y 2. El software también supera el problema típico OCPP que consiste en que una estación de carga solo puede comunicarse con un sistema de gestión de estación de carga (CSMS). Mediante una función de proxy, los mensajes OCPP del cargador también se pueden enviar a sistemas de terceros. Esto representa una característica típica del sistema abierto PcVue, que dispone propiamente de una amplia gama de opciones de intercambio de datos.

Funcionalidad operativa integrada
Se ha añadido un nuevo punto de entrada en la interfaz de usuario que se integra perfectamente en el sistema existente. Se trata de un mapa que muestra las estaciones de carga distribuidas por toda la zona urbana representadas por símbolos. Esta nueva característica visual representa una muy pequeña curva de aprendizaje para los usuarios que están familiarizados desde hace años con las funciones existentes y la filosofía de funcionamiento del sistema de control, y que también se refleja en la zona de control de las estaciones de carga.

Análisis de datos y seguimiento
La función principal de la implementación de Actemium es la gestión de alarmas y los datos de registro, lo que permite el análisis preciso de averías durante el funcionamiento además de la evaluación de los datos históricos. El sistema de alarma permite que el servicio de guardia diagnostique la avería por adelantado mediante el acceso remoto seguro de la empresa pública de servicios y la solucione o inicie las medidas pertinentes.

Además, el centro de control de tráfico se beneficia de la conexión con la infraestructura de carga. La estación de trabajo del expedidor muestra el paradero de un bus en los correspondientes puntos de carga en tiempo real y señala las averías que afectan al funcionamiento. Esto quiere decir que se pueden realizar ajustes con rapidez en la planificación del uso del vehículo para evitar cancelaciones o retrasos en la ruta programada. Posteriormente, el personal de mantenimiento puede determinar la causa real.

Se envían alarmas con prioridad especialmente alta mediante mensajes remotos a los terminales móviles del servicio de guardia.

Los usuarios del sistema pueden controlar los procesos de carga activa mediante una pantalla de datos de tendencias en la cual se pueden comparar visualmente todos los valores medidos como, por ejemplo, corrientes, voltajes y potencia de una transacción. Igualmente, los procesos de carga ya completados se pueden recuperar del historial de transacciones y ver a posteriori, además de poder compararlos entre sí. Se identifica el vehículo correspondiente y se documenta su estado actual de carga.

El historial de transacciones se exporta pulsando un botón o automáticamente, y se guarda como informe semanal y mensual. Es especialmente interesante el correspondiente consumo de energía por vehículo y el proceso de carga, pero también el número de transacciones incorrectas.

La interfaz de usuario implementada del sistema permite, además, lo siguiente:
• Un sistema de gestión de acceso para las estaciones de carga
• Bloqueo o desbloqueo de estaciones de carga para su uso
• Activación o cancelación remota de procesos de carga
• Guardar y abrir documentos de carga según la estación

Beneficios prácticos experimentados tras solo unas pocas semanas
Christian Zeh, un ingeniero de pruebas y mantenimiento en el sistema de transporte público de Jena, está entusiasmado con la solución.
"Al integrar el sistema de seguimiento y control de las estaciones de carga eléctrica, ahora se pueden ver todos los estados de funcionamiento en el sistema de control, lo cual nos ofrece opciones de intervención inmediata. La infraestructura de carga se integra totalmente, de esta forma, en los flujos de trabajo operativos del departamento de suministro de energía. La utilidad del sistema se comprobó tras solo unas pocas semanas de funcionamiento diario, sobre todo en lo relativo al control de las fluctuaciones de temperatura en las estaciones de carga".

Con la implantación de la infraestructura de carga en su sistema de control y telecontrol, el equipo de suministro de energía está preparado para el aumento ya planificado de la flota de buses eléctricos y la ampliación asociada de la infraestructura de carga.