QR-kód firmy
Odborné články a príspevky
VÝHODY AUTOMATIZOVANÉHO ZBERU DÁT Z MERAČOV SPOTREBY
Ing. Gustáv Kebísek, Ing. Ján Bartko, Nobius Metering, s.r.o., Nitra
14. ročník konferencie s medzinárodnou účasťou "Meranie a rozpočítanie tepla 2014", 6. a 7. 11. 2014, Piešťany
1. Úvod
Kvalitné meranie spotrebovaného množstva energií a vody je základným predpokladom správnej fakturácie a teda aj korektného obchodného vzťahu medzi dodávateľom a odberateľom. Avšak aj presne namerané hodnoty z najkvalitnejšieho merača môžu byť znehodnotené nesprávnym odčítaním, chybou pri zapisovaní, či prepisovaní zapísaných hodnôt do vyúčtovacieho softvéru. Takto spôsobené chyby sú nepríjemné, naprávajú sa komplikovane a zdĺhavo. Veľkým problémom je aj zložitý prístup k odberným miestam, čo spôsobuje, že odčítanie údajov trvá veľmi dlho.
Klasické vizuálne - priame odčítanie údajov z meračov spotreby na účely fakturácie je v našich podmienkach ešte pomerne veľmi rozšírené. Je to dané najmä zastaranou meracou technikou, ale aj neochotou investovať do moderných systémov zberu dát. Návratnosť takejto investície nie je na prvý pohľad jasná. Obvyklý je názor, že „ľudia sú nahrádzaní strojmi, ktoré ich pripravujú o prácu“. Je to však blud. Vizuálne odčítavanie údajov z meračov je prežitok a ľuďom treba dať prácu, ktorú „stroje“ urobiť nemôžu.
2. Diaľkový poloautomatický zber dát
Výrazné skvalitnenie zberu dát predstavuje tzv. pochôdzkový systém odčítania údajov z meračov s komunikačným rozhraním. V tomto prípade už nie je potrebné pristupovať k meraču, ale údaje sa získavajú prostredníctvom elektronického zariadenia napr. z dátovej zásuvky umiestnenej na vonkajšej stene budovy. Údaje sú načítané do zariadenia bezchybne a potom prenesené do PC na spracovanie. Tento spôsob je už tiež na ústupe a nahrádza ho rádiový zber využívajúci bezlicenčné rádiové frekvencie (napr. 434 MHz) - RF, wireless M-Bus. Obslužný softvér PcTerm III spolu s databázou PcBase III umožňujú vytvárať optimálne trasy pre odčítanie, aby sa nemuselo zadávať vždy číslo nasledujúceho merača. Ďalším vylepšením komfortu je použitie antény umiestnenej na streche auta, čo určite ocení obsluha najmä pri nepriaznivom počasí počas odčítavania meračov.
Tento systém je oveľa rýchlejší a komfortnejší a navyše je možné ho dobudovať aj neskôr na úplne automatický systém zberu dát. RF systém je založený na dvojsmernej komunikácii. Merač komunikuje len vtedy, keď bol oslovený čítacím zariadením (USB kľúč, resp. ručný terminál).
Wireless M-Bus systém využíva jednosmernú komunikáciu. Merač vysiela údaje permanentne v niekoľkosekundových intervaloch. Údaje je možné kedykoľvek odčítať podobnými zariadeniami ako u RF.
3. Automatický zber dát
Najrozšírenejší spôsob automatického zberu dát je prostredníctvom zbernice M-Bus. Je to veľmi robustný, spoľahlivý a cenovo nenáročný systém fungujúci všade tam, kde je možné položiť kábel. Využíva sa predovšetkým v novostavbách bytových domov a obchodných centier.
Príkladom inštalácie takejto siete je novostavba bytového domu so 130 bytovými odovzdávacími stanicami. V každej stanici je ultrazvukový merač tepla s M-Bus rozhraním. Merače sú zapojené v sieti s M-Bus Mastrom s displejom, ktorý umožňuje priame vizuálne odčítanie meračov. Z mastra sa údaje prenášajú cez rozhranie RS485 do počítača s radiacim softvérom PcNet III a databázou PcBase III.
Obr. 1: Systém M-Bus
Príkladom inštalácie rádiovej RF siete je dobudovanie automatického zberu dát v meste s cca 90 ks ultrazvukovými meračmi tepla v bytových domoch a OST. Merače vybavené rádiovými modulmi sa doteraz odčítavali prostredníctvom ručného terminálu pochôdzkovým spôsobom. Odčítané údaje sa prenášali do PC a exportovali na ďalšie spracovanie.
Automatický zber dát si vyžiadal doplnenie externých antén do rádiových modulov, inštaláciu externých RF Routerov a RF Koncentrátora s externými anténami na výškových budovách, komínoch a iných vhodných miestach. Každý RF Router si vytvára vlastný zoznam meračov, ktoré má v dosahu a môže ich odčítať. RF Koncentrátor komunikuje so všetkými členmi siete, ktoré má v dosahu a vyberá optimálnu cestu k jednotlivým meračom.
Riadiaci softvér PcNet III/PcBase III dá pokyn na odčítanie údajov. Odčítané údaje sa posielajú prostredníctvom RF Koncentrátora a GSM Modemu do vzdialeného GSM Master Modemu pri riadiacom počítači.
Odčítanie údajov sa môže uskutočňovať na pokyn obsluhy, alebo automaticky vo vopred nastavených intervaloch. Odčítať je možné všetky merače, skupiny meračov alebo len jeden konkrétny merač. Výhodné je vytvoriť skupiny meračov tak, aby sa napríklad v lete odčítavali len merače na teplú vodu, prípadne odčítavať jednotlivé tepelné okruhy.
Obr. 2: RF sieť
V niektorých prípadoch je potrebné kombinovať viaceré spôsoby odčítania údajov z meračov, pretože napr. nie je možné vytvoriť káblové prepojenie alebo je kombinácia rôznych spôsobov odčítania a prenosu dát ekonomicky výhodnejšia.
Príkladom je inštalácia automatického kombinovaného zberu dát z meračov v novom obchodnom centre.
Ultrazvukové merače tepla s M-bus modulmi v jednotlivých obchodných prevádzkach sú prepojené do M-Bus siete cez M-Bus Master. Do niektorých meračov sú na impulzné vstupy pripojené vodomery na studenú vodu. Keďže v areáli obchodného centra sa nachádzajú vodomery na studenú vodu umiestnené vo vzdialených podzemných šachtách bez prepojenia na M-Bus sieť, komunikáciu s týmito vodomermi sme sa rozhodli uskutočniť rádiom. K rádiovým RF modulom v batériových kalorimetrických počítadlách sú vodomery pripojené cez impulzné vstupy. Počítadlá sú umiestnené vo vodomerných šachtách a z rádiových modulov sú vyvedené externé antény tak, aby bolo možné zvonka ich odčítať. V blízkosti vodomerov na studenú vodu sú umiestnené sieťovo napájané vodomery na splaškovú vodu. Do skrinky týchto meračov sme umiestnili externé sieťovo napájané RF Routery, ktoré komunikujú s vodomermi na studenú vodu a s vodomermi na splaškovú vodu vo vodomerných šachtách.
V blízkosti M-Bus Mastra sme umiestnili RF Koncentrátor s externou anténou umiestnenou na streche budovy, ktorý komunikuje s RF Routermi.
RF Koncentrátor a M-Bus Master sú prepojené cez RS232, resp.RS485 do riadiaceho počítača so softvérom PcNet III a databázou PcBase III, ktorá celý systém integruje do homogénneho celku.
Obr. 3: Kombinovaná M-Bus - RF sieť
4. Záver
Výhody automatizovaného zberu dát z meračov spotreby už boli čiastočne spomenuté v predchádzajúcom texte. Pretože údaje z meračov spotreby sa získavajú periodicky predovšetkým na fakturačné účely, je dôležité, aby boli presné, bezchybné a spoľahlivé. Dôležité okrem toho je aj, aby boli k dispozícii načas. Toto všetko je možné zabezpečiť aj poloautomatickým (pochôdzkovým) systémom zberu dát. Výhodnosť investície do takýchto systémov je jednoznačná a jej výška závisí od ponúkaného komfortu.
Automatický zber dát si vyžaduje inštaláciu ďalších komponentov, čo zväčšuje výšku investície. Protiváhou však je neporovnateľný komfort získavania dát. Najväčšou prednosťou je disponibilita dát v ktoromkoľvek čase a možnosť ich odčítavania s ľubovoľnou frekvenciou – od minútových až po mesačné, kvartálne či ročné odpočty. Takto získané údaje je možné využiť na identifikáciu anomálií v systéme, optimalizovanie dodávky tepla sledovaním okamžitých prietokov a výkonov či teploty vratnej vody. Okrem iného je možné veľmi rýchlo odhaliť nefunkčné merače aj prípadné manipulácie s nimi.
Nezanedbateľnou výhodou je tiež úplná história nameraných údajov, ktoré sú uložené v zabezpečenej databáze. Prístup k ľubovoľnému údaju v čase je jednoduchý, rýchly a nie je možné ho spätne zmeniť. Môže to veľmi účinne pomôcť pri riešení akýchkoľvek problémov, sporov a nepríjemných udalostí medzi dodávateľom s odberateľmi energií.
Kvalitné meranie spotrebovaného množstva energií a vody je základným predpokladom správnej fakturácie a teda aj korektného obchodného vzťahu medzi dodávateľom a odberateľom. Avšak aj presne namerané hodnoty z najkvalitnejšieho merača môžu byť znehodnotené nesprávnym odčítaním, chybou pri zapisovaní, či prepisovaní zapísaných hodnôt do vyúčtovacieho softvéru. Takto spôsobené chyby sú nepríjemné, naprávajú sa komplikovane a zdĺhavo. Veľkým problémom je aj zložitý prístup k odberným miestam, čo spôsobuje, že odčítanie údajov trvá veľmi dlho.
Klasické vizuálne - priame odčítanie údajov z meračov spotreby na účely fakturácie je v našich podmienkach ešte pomerne veľmi rozšírené. Je to dané najmä zastaranou meracou technikou, ale aj neochotou investovať do moderných systémov zberu dát. Návratnosť takejto investície nie je na prvý pohľad jasná. Obvyklý je názor, že „ľudia sú nahrádzaní strojmi, ktoré ich pripravujú o prácu“. Je to však blud. Vizuálne odčítavanie údajov z meračov je prežitok a ľuďom treba dať prácu, ktorú „stroje“ urobiť nemôžu.
2. Diaľkový poloautomatický zber dát
Výrazné skvalitnenie zberu dát predstavuje tzv. pochôdzkový systém odčítania údajov z meračov s komunikačným rozhraním. V tomto prípade už nie je potrebné pristupovať k meraču, ale údaje sa získavajú prostredníctvom elektronického zariadenia napr. z dátovej zásuvky umiestnenej na vonkajšej stene budovy. Údaje sú načítané do zariadenia bezchybne a potom prenesené do PC na spracovanie. Tento spôsob je už tiež na ústupe a nahrádza ho rádiový zber využívajúci bezlicenčné rádiové frekvencie (napr. 434 MHz) - RF, wireless M-Bus. Obslužný softvér PcTerm III spolu s databázou PcBase III umožňujú vytvárať optimálne trasy pre odčítanie, aby sa nemuselo zadávať vždy číslo nasledujúceho merača. Ďalším vylepšením komfortu je použitie antény umiestnenej na streche auta, čo určite ocení obsluha najmä pri nepriaznivom počasí počas odčítavania meračov.
Tento systém je oveľa rýchlejší a komfortnejší a navyše je možné ho dobudovať aj neskôr na úplne automatický systém zberu dát. RF systém je založený na dvojsmernej komunikácii. Merač komunikuje len vtedy, keď bol oslovený čítacím zariadením (USB kľúč, resp. ručný terminál).
Wireless M-Bus systém využíva jednosmernú komunikáciu. Merač vysiela údaje permanentne v niekoľkosekundových intervaloch. Údaje je možné kedykoľvek odčítať podobnými zariadeniami ako u RF.
3. Automatický zber dát
Najrozšírenejší spôsob automatického zberu dát je prostredníctvom zbernice M-Bus. Je to veľmi robustný, spoľahlivý a cenovo nenáročný systém fungujúci všade tam, kde je možné položiť kábel. Využíva sa predovšetkým v novostavbách bytových domov a obchodných centier.
Príkladom inštalácie takejto siete je novostavba bytového domu so 130 bytovými odovzdávacími stanicami. V každej stanici je ultrazvukový merač tepla s M-Bus rozhraním. Merače sú zapojené v sieti s M-Bus Mastrom s displejom, ktorý umožňuje priame vizuálne odčítanie meračov. Z mastra sa údaje prenášajú cez rozhranie RS485 do počítača s radiacim softvérom PcNet III a databázou PcBase III.
Obr. 1: Systém M-Bus
Príkladom inštalácie rádiovej RF siete je dobudovanie automatického zberu dát v meste s cca 90 ks ultrazvukovými meračmi tepla v bytových domoch a OST. Merače vybavené rádiovými modulmi sa doteraz odčítavali prostredníctvom ručného terminálu pochôdzkovým spôsobom. Odčítané údaje sa prenášali do PC a exportovali na ďalšie spracovanie.
Automatický zber dát si vyžiadal doplnenie externých antén do rádiových modulov, inštaláciu externých RF Routerov a RF Koncentrátora s externými anténami na výškových budovách, komínoch a iných vhodných miestach. Každý RF Router si vytvára vlastný zoznam meračov, ktoré má v dosahu a môže ich odčítať. RF Koncentrátor komunikuje so všetkými členmi siete, ktoré má v dosahu a vyberá optimálnu cestu k jednotlivým meračom.
Riadiaci softvér PcNet III/PcBase III dá pokyn na odčítanie údajov. Odčítané údaje sa posielajú prostredníctvom RF Koncentrátora a GSM Modemu do vzdialeného GSM Master Modemu pri riadiacom počítači.
Odčítanie údajov sa môže uskutočňovať na pokyn obsluhy, alebo automaticky vo vopred nastavených intervaloch. Odčítať je možné všetky merače, skupiny meračov alebo len jeden konkrétny merač. Výhodné je vytvoriť skupiny meračov tak, aby sa napríklad v lete odčítavali len merače na teplú vodu, prípadne odčítavať jednotlivé tepelné okruhy.
Obr. 2: RF sieť
V niektorých prípadoch je potrebné kombinovať viaceré spôsoby odčítania údajov z meračov, pretože napr. nie je možné vytvoriť káblové prepojenie alebo je kombinácia rôznych spôsobov odčítania a prenosu dát ekonomicky výhodnejšia.
Príkladom je inštalácia automatického kombinovaného zberu dát z meračov v novom obchodnom centre.
Ultrazvukové merače tepla s M-bus modulmi v jednotlivých obchodných prevádzkach sú prepojené do M-Bus siete cez M-Bus Master. Do niektorých meračov sú na impulzné vstupy pripojené vodomery na studenú vodu. Keďže v areáli obchodného centra sa nachádzajú vodomery na studenú vodu umiestnené vo vzdialených podzemných šachtách bez prepojenia na M-Bus sieť, komunikáciu s týmito vodomermi sme sa rozhodli uskutočniť rádiom. K rádiovým RF modulom v batériových kalorimetrických počítadlách sú vodomery pripojené cez impulzné vstupy. Počítadlá sú umiestnené vo vodomerných šachtách a z rádiových modulov sú vyvedené externé antény tak, aby bolo možné zvonka ich odčítať. V blízkosti vodomerov na studenú vodu sú umiestnené sieťovo napájané vodomery na splaškovú vodu. Do skrinky týchto meračov sme umiestnili externé sieťovo napájané RF Routery, ktoré komunikujú s vodomermi na studenú vodu a s vodomermi na splaškovú vodu vo vodomerných šachtách.
V blízkosti M-Bus Mastra sme umiestnili RF Koncentrátor s externou anténou umiestnenou na streche budovy, ktorý komunikuje s RF Routermi.
RF Koncentrátor a M-Bus Master sú prepojené cez RS232, resp.RS485 do riadiaceho počítača so softvérom PcNet III a databázou PcBase III, ktorá celý systém integruje do homogénneho celku.
Obr. 3: Kombinovaná M-Bus - RF sieť
4. Záver
Výhody automatizovaného zberu dát z meračov spotreby už boli čiastočne spomenuté v predchádzajúcom texte. Pretože údaje z meračov spotreby sa získavajú periodicky predovšetkým na fakturačné účely, je dôležité, aby boli presné, bezchybné a spoľahlivé. Dôležité okrem toho je aj, aby boli k dispozícii načas. Toto všetko je možné zabezpečiť aj poloautomatickým (pochôdzkovým) systémom zberu dát. Výhodnosť investície do takýchto systémov je jednoznačná a jej výška závisí od ponúkaného komfortu.
Automatický zber dát si vyžaduje inštaláciu ďalších komponentov, čo zväčšuje výšku investície. Protiváhou však je neporovnateľný komfort získavania dát. Najväčšou prednosťou je disponibilita dát v ktoromkoľvek čase a možnosť ich odčítavania s ľubovoľnou frekvenciou – od minútových až po mesačné, kvartálne či ročné odpočty. Takto získané údaje je možné využiť na identifikáciu anomálií v systéme, optimalizovanie dodávky tepla sledovaním okamžitých prietokov a výkonov či teploty vratnej vody. Okrem iného je možné veľmi rýchlo odhaliť nefunkčné merače aj prípadné manipulácie s nimi.
Nezanedbateľnou výhodou je tiež úplná história nameraných údajov, ktoré sú uložené v zabezpečenej databáze. Prístup k ľubovoľnému údaju v čase je jednoduchý, rýchly a nie je možné ho spätne zmeniť. Môže to veľmi účinne pomôcť pri riešení akýchkoľvek problémov, sporov a nepríjemných udalostí medzi dodávateľom s odberateľmi energií.
