Transmisja danych i zdalny odczyt

Wykonujemy układy transmisji danych między przelicznikami realizującymi korekcję objętości z warunków pomiaru Vm z gazomierzy na warunki bazowe Vb oraz rejestratorami poprzez zbiór zintegrowanych elementów. Przetwarzamy dane pomiarowe z tych urządzeń za pomocą odpowiednich programów.

Ta zaawansowana infrastruktura pomiarowa  (ang. Advanced Metering Infrastructure – AMI) – to zintegrowany zbiór elementów:  przeliczników i rejestratorów, interfejsów transmisyjnych, koncentratorów, interfejsów komunikacyjnych (modem, router), umożliwiających dwukierunkową komunikację w czasie rzeczywistym, za pośrednictwem różnych systemów informatycznych i technologii, pomiędzy systemem centralnym stanowiącym bazę danych oraz system zarządzający, a wybranymi urządzeniami pomiarowymi.

Tak zbudowany inteligentny system pomiarowy (ang. Smart Metering– SM) jest systemem elektronicznym, który umożliwia pozyskanie, gromadzenie, przetwarzanie i agregację danych o zużyciu medium w określonych strefach, uzyskując więcej informacji niż w przypadku konwencjonalnego licznika oraz wysyłanie sygnałów sterujących do urządzeń jak i zdalne ich konfigurowanie.

Zdalny odczyt (ang. automatic meter reading – AMR) – technologia telemetrii polegająca na automatycznym pobieraniu danych z gazomierzy i przeliczników oraz przesyłaniu ich do głównej bazy danych w celu analizy i dokonania rozliczeń. Metoda ta jest sposobem na zaoszczędzenie ludzkiej pracy wkładanej w cykliczne odwiedzanie punktów pomiarów i dokonywanie odczytu stanu liczników. Dostęp do aktualnych informacji w połączeniu z analizą mogą pomóc w utrzymaniu kontroli nad zużyciem energii. Na technologię AMR składają się rozwiązania (w tym systemy przenośne, obwoźne oraz sieci stacjonarne) oparte na platformach telefonicznych (zarówno przewodowych jak i bezprzewodowych), transmisji radiowej (RF) lub transmisji PLC.

Rodzaje komunikacji.

Sama budowa sieci zdalnego odczytu jest wymuszona ilością urządzeń w systemie, lokalizacją poszczególnych liczników na obiekcie, ilością przekazywanych danych, rozległością systemu, itp. Wyróżniamy kilka typów realizacji: 

  • sieć zasilająca, tzw. Powerline – liczniki komunikują się po przewodach zasilających, nie jest wymagana oddzielna niskoprądowa magistrala. Ograniczeniem długości sieci mogą być transformatory zasilające i separujące. Zazwyczaj dane z grupy liczników przejmuje koncentrator i dalej transmisja odbywa się już specjalną linią komunikacyjną – przewodową lub bezprzewodową;
  • ethernet – z wykorzystaniem lokalnej sieci komputerowej LAN/WLAN. Przejście danych z licznika lub grupy odbywa się za pomocą specjalnych konwerterów TCP/IP. Lokalna sieć komputerowa pozwala na łatwą i sprawną akwizycje danych rejestrowych do bardzo wielu użytkowników, również globalnie np. poprzez zamknięte systemy intranetowe (VPN);
  • transmisja GPRS – czyli transfery pakietów danych do bazy centralnej poprzez sieć GSM. Najczęściej wykorzystywany sposób w przypadku dużej liczby rozproszonych obiektów terenowych.


Oczywiście w zależności od zaistniałych warunków i możliwości miesza się te sposoby realizacji dla potrzeb rozwiązania danego zadania technicznego.

Zarządzanie danymi.

To kolejne, ważne zagadnienie nieodzownie wiążące się z inteligentnymi licznikami i sposobami zdalnej transmisji danych. Mowa o głównym programie zarządzającym.

Liczniki w grupie same niewiele potrafią. Nad całością musi czuwać program, który samodzielnie koordynuje prace całego systemu. Spotkać można wiele form takiego oprogramowania, od najprostszych, które potrafią odczytać wyniki na żądanie użytkownika, aż po bardzo nowoczesne, które skupiają w sobie wiele funkcjonalności.

Jest wielu producentów oferujących gotowe rozwiązania dla urządzeń z otwartymi protokółami komunikacyjnymi, jak M-Bus, Modbus, itp. Są też specjalizowane programy producentów liczników. Wtedy mając jakby komplet – urządzenie i soft łatwo taki system zbudować i uruchomić. Choć czasami przeszkodą może być niemożliwość podłączenia urządzeń obcych – spoza systemu, których akurat w ofercie danego producenta nie znajdziemy, a są niezbędne.

Bywa i tak, że oprogramowanie jest specjalnie budowane pod stawiane wymogi lub już istniejące, autorskie rozwiązanie jest odpowiednio „kastomizowane” przez firmy inżyniersko-programistyczne.

Proste i tanie oprogramowanie to zazwyczaj „ręczny” lub cykliczny odczyt danych, możliwość ich zapisu oraz ograniczonej, podstawowej konfiguracji pracy systemu i ewentualnie liczników sprzęgniętych w system. Bywa, że program oferuje tylko możliwość eksportu danych do pliku tekstowego (.txt) lub zgodnego z formatem excel (.csv). Wtedy dane takie trzeba importować do innego programu bazodanowego, który pozwoli na ich swobodny przegląd i interpretację.

Zaawansowane programy to informatyczne narzędzia sprzęgające wiele funkcjonalności, do tej pory będących odrębnymi programami. Stanowią samodzielne mechanizmy zbierania danych, analizy, wizualizacji i sterowania. To właśnie pozwala w sposób komfortowy i przyjazny zarządzać całym systemem energetycznym przedsiębiorstwa z uwzględnieniem wszystkich stosowanych w przemyśle nośników energii, nie tylko gazu, ale również prądu elektrycznego oraz takich mediów jak sprężone powietrze, para wodna, woda, itp.

Technologia web

Wiele nowych systemów powstaje w technologii web. Działając w oparciu o przeglądarkę internetową eliminuje to instalowanie dodatkowego oprogramowania i pozwala pracować zarówno w sieci lokalnej jak i poprzez Internet. Liczniki ze zdalnym odczytem nie pracują bezpośrednio w sieci LAN. Najczęściej łączone są w grupy zgodnie ze swoim standardem komunikacyjnym, a następnie cała grupa jest zamykana konwerterem LAN.

Struktura sieci komputerowej umożliwia jednoczesny dostęp wielu użytkowników do danych, którzy mogą mieć przydzielone różne uprawnienia. Dzięki pracy on-line i szybkiemu przekazywaniu danych z liczników do systemu mamy możliwość śledzenia wybranych wartości parametrów w czasie rzeczywistym.

Poza możliwością podglądu danych w postaci tabeli coraz częściej programy umożliwiają nam wizualizowanie tych zmiennych za pomocą graficznych wskaźników (wyświetlacze, słupki, zegary, kontrolki ON/OFF, itp.) lub wykresów. Dzięki temu otrzymujemy typową funkcjonalność popularnych programów typu SCADA do wizualizacji procesów przemysłowych.

Alarmy

Pokrewną funkcjonalnością jest alarmowanie o odchyłkach od zadanych wartości progowych. Powiadomienie może odbywać się za pomocą e-maila, SMSa lub monitu na ekranie komputera. Możliwe jest również wysterowanie wyjść cyfrowych i analogowych, co pozwala na dalszą integrację z urządzeniami procesu technologicznego. Bardzo często rozwiązanie to znajduje zastosowanie w roli „strażnika mocy”, gdzie poprzez sterowanie urządzeniami o różnych priorytetach ograniczać można moc szczytową przedsiębiorstwa.

Telemetria podsumowanie

Monitoring zużycia interesującego nas medium w firmie, zakładzie przemysłowym lub np. w centrach handlowych poprzez zintegrowane sieci wymiany danych to temat nowy, ale bardzo dynamicznie rozwijający się.

Ceny energii rosną. Zapotrzebowanie na moc również. A bilans energetyczny powoli zmierza do deficytu.

Mając na uwadze powyższe argumenty wiele przedsiębiorstw decyduje się na inwestycję w profesjonalne systemy zarządzania efektywnością energetyczną.

Używając tutaj przenośni można powiedzieć, że wywiad to najsilniejsza i najskuteczniejsza broń, czym więcej danych tym jesteśmy mądrzejsi i bardziej zapobiegliwi. Liczniki to super szpiedzy stojący na najdalszej linii frontu, zbierający informacje i przekazujący je do centrali wywiadowczej. Sztab główny, czyli kadra inżyniersko-kierownicza może sprawnie opracować plan taktyczny pod strategiczne założenia. Dane spływające z liczników pozwalają oszczędzić czasu przy odczytach i rozliczeniach, swobodny przegląd danych historycznych, ich analizę i interpretację oraz szybkie tworzenie zestawień i raportów. Wyniki pracy liczników z komunikacją wspomagają podjęcie decyzji inżynierskich odnośnie modernizacji, rozbudowy istniejącej infrastruktury lub nawet budowy nowej. Pozwalają na szybką identyfikację awarii sieci zasilającej lub kontrolowanej maszyny i w efekcie skrócenie kosztownych, przymusowych przestojów produkcyjnych.

Opomiarowanie i analiza zużycia pozwala na ewentualną zmianę taryfy na taką, która jest korzystniejsza dla odbiorcy i pozwala zmniejszyć opłaty za zużycie energii, a właściwe sterowanie urządzeniami pozwala ograniczać moc szczytową i w efekcie pozwala na zmniejszenie limitu mocy przydzielonej.