ЕНЕРГИЯ - Списание за оборудване, технологии и инженеринггодина VI, брой 2, 2014

Интелигентно измерване чрез стандарта KNX

Интелигентно измерване чрез стандарта KNX

Енергийната индустрия е изправена пред нови, все по-големи предизвикателства. Многообразието, децентрализираната организация на производството и потреблението на енергия изискват творчество и иновации. Стабилността и сигурността на доставките на енергийния пазар могат да бъдат гарантирани, само ако мрежите за електроенергия и природен газ са в състояние да се справят с все по-сложните предизвикателства, дължащи се на произведената електрическа енергия от фотоволтаични и вятърни генератори, търговията и променливото търсене. Конвенционалният метод на измерване не отговаря на технологичното развитие. Той не е прозрачен и не предоставя стимул за енергийно ефективно поведение.
Нарастващите разходи за енергия, необходимостта от търговска приложимост и защитата на климата налагат по-голяма прозрачност на потреблението на енергия. Сегашният начин на отчитане и заплащане на електроенергия не помага на този процес. Има промени само по отношение на доставките на електроенергия. Чрез използване на интелигентни електромери потребителите могат да видят своето собствено потребление на електрическа енергия, когато то се случва, и ще могат да го контролират.
Чрез съвременния отворен стандарт за автоматизация в търговски и жилищни сгради KNX, още сега е възможен по-голям избор на оборудване по отношение на отговорно използване на енергията. На пазара вече са налични многобройни KNX устройства за интелигентно измерване.


Един от ключовите елементи за постигане на по-селективни модели на потребление на енергия от потребителите в сградите е те да имат възможността да следят своето потребление на енергия колкото се може по-точно. От дълго време в автомобилите има индикатори за разхода на гориво, който показва текущото потребление. Когато импулсивно се натисне педала на газта може веднага да се види как разходът на гориво се повишава. Може да се направи същата аналогия с консумираната енергия в сградите, но за съжаление все още са много малко тези, които са оборудвани с измервателни устройства, които да отчитат и визуализират разходите на енергия в сградата. Интелигентното измерване предлага на потребители, доставчици, мрежови оператори, производители и регулатори широк набор от полезни инструменти и услуги, позволяващи в крайна сметка по-интелигентен енергиен свят.

Когато потребителите са в състояние да видят своите модели на потребление, например за електроенергия в жилищни сгради, в търговски или промишлени помещения, този обикновен факт може да повиши тяхната осведоменост за консумираната енергия. Хората, които следят разходите за енергия по време на потреблението, бързо могат да вземат подходящи мерки за намаляване на това потребление.

Също така, клиентите трябва да бъдат информирани за своите разходи за отопление, когато не получават никаква информация за температурата в стаите, състоянието на вентилацията или състоянието на заеманата от тях жилищна сграда. Така те ще могат да направят по-добри изводи за моделите на потребление и потенциалните спестявания или да оптимизират използваните от тях модели. За тази ситуация KNX предлага решения за визуализация и автоматизация, които могат да бъдат комбинирани с данни от измерване на консумираната енергия. Резултатът от това е активно управление на енергията, което може да се използва за получаване на информация и изтъкване на всички необходими промени в потребителския модел, показан на дисплея.

Причините за използването на интелигентни електромери и измервателни уреди, които да направят консумацията на енергия в сградите прозрачна и да реализират автоматично управление на енергията, са следните. Изготвяне на месечни сметки, както е прието в някои държави (например САЩ, Румъния, Литва, Швеция, Дания) и се очаква за в бъдеще да се въведе във всички европейски страни, след изпълнението на Европейската директива за енергийните характеристики на сградите. Следене за щети в сградите или поява на нестандартни обстоятелства. Информиране на наемателите за техните модели на потребление, за да се намалят енергийните разходи. Подготвяне на енергийните сметки в кратък срок, когато е налице промяна на наемателите. Получаване на подробна информация за използването на енергията в сградата, с цел издаване на енергиен сертификат и оптимизиране на разпределението на енергия за избягване на пикови натоварвания. Изпълняване на Европейската директива 2006/32/ЕО за енергийна ефективност при крайното потребление и енергийните услуги, която посочва, че сметките за енергия на битовите потребители трябва да са достатъчно подробни и да бъдат получавани достатъчно често, а клиентите да са наясно със своето потребление на енергия и съответно да го контролират.

Данните могат да бъдат генерирани от няколко измервателни устройства и сензори в дома или сградата. KNX осигурява средства за събиране на тази богата информация и я предоставя по систематичен начин. За тази цел е специфициран KNX колектор за данни от измервания чрез M-Bus. Устройството позволява събирането на тези данни в съответствие с EN13757-3 и EN13757-4 (S метод).

Спецификацията описва стандартизирано съпоставяне на значителен набор от M-BUS кодировки. Въпреки че обхваща по-голямата част от внедряванията на пазара, благодарение на общия подход могат лесно да се добавят допълнителни кодировки. Най-честите типове включват топлина, вода и топла вода, разпределение на топлинна енергия, охлаждане и топлинна енергия. Наскоро бяха добавени и такива за газметри и електромери.

Един KNX колектор за данни от измервания чрез M-Bus може да получи, филтрира и интерпретира M-Bus данни от до 8 измервателни устройства, всяко от които е представено чрез KNX интерфейсен обект. В него се съдържат статични данни за устройството като производител, идентификационен номер, версия, работна среда и др., както и променливи данни като време за работа, дати и стойности на максимални и минимални измервателни данни, информация за грешки и други. Интерфейсният обект позволява запис дори на необработени M-Bus телеграми с данни. Записват се също хронологични данни за консумацията на енергия, минималния и максималния поток и мощност. Колекторът за данни действа като сървър, съхранявайки данните на тези 8 измервателни устройства и предоставяйки достъп до дистанционно четене на всеки клиент. Голямо внимание се отделя на запазването на целостта на данните.

Тъй като този модел първоначално е бил предназначен да представи M-Bus устройства в KNX мрежа, той може да се използва като базов модел за всички възможни други общи измервателни устройства или интерфейси за измерване (импулсни броячи, S0 интерфейс и др.).

Интелигентно измерване
Тенденцията "Интелигентно измерване" не остава незабелязана в Lingg&Jahnke. Този производител на KNX оборудване добави наскоро електромер с вграден KNX интерфейс към продуктовата си оферта. Калибрираните трифазни електромери са предназначени за контролни измервания в по-големи инсталации или с одобрението на съответното ЕРП като основен електромер. Данните за потреблението могат да бъдат регистрирани през цялата година и могат да се прехвърлят чрез KNX. С помощта на интерфейсният конвертор NF-FW може да се получи директен достъп до паметта на свързаното KNX устройство чрез интернет. Особено предимство има факта, че не е необходим специален софтуер за тази сертифицирана и стандартизирана комуникация с KNX устройството. По този начин операторът на сградата може да провери текущото състояние и стойностите на електромера от всяко място чрез мрежова връзка. За точната оценка на данните за потреблението могат да играят важна роля и работните часове на димери, превключващи механизми, промяна на температурата на температурни сензори и др. Продължителното време за запис на стойностите на електромера и температурата, работните часове, визуализация на данните в браузър, фактуриране на консумираната енергия, дистанционна диагностика и т.н. са само част от примерите за множеството приложения за интелигентно отчитане и оценка на енергийните стойности с KNX технологии.

KNX интерфейс за електромери
С помощта на интерфейсният конвертор ZS/S 1.1 на АВВ Stotz Kontakt, потреблението и измерените стойности от електромерите могат да се записват и предават чрез KNX. Устройството е снабдено с инфрачервен интерфейс, позволяващ четене от електромери тип Delta plus, Delta single или Odin на ABB. Прочетената информация и данните се използват за фактуриране на сметки, оптимизация на енергията и визуализация или наблюдение на дадена инсталация. Устройството е в състояние да предава стойности в реално време на напрежението, тока, мощността или cosφ.

Компактните измервателни уреди на Siemens са конструирани като модулни инсталационни устройства за променлив ток и могат да се монтират на стандартни монтажни шини. Те отговарят на стандарта EN50470 (части 1 и 3) и разполагат с LCD дисплей. Електромерите имат импулсен изход (SO) и са предназначени за двутарифни измервания, а калибрираната версия отговаря на новата Директива за измервателни инструменти 2004/22/ЕО (MID). Те също имат интегриран оптичен интерфейс (IrDA) за свързване на комуникационни модули, което позволява интегрирането им в редица други системи, като например енергийни системи за мониторинг.

Измерване на топлинна енергия
Топломерът на компанията NZR, тип Dialog WZ-HY, е уред за отчитане на потреблението на топлинна енергия с интегриран KNX интерфейс, който служи за дистанционно отчитане и мониторинг. Устройството работи с литиева батерия с петгодишен живот и една година допълнително в резерв.

Измерване на потреблението чрез импулсен брояч
Компанията arcus-eds е разработила универсален модулен импулсен брояч за регистриране на данни с KNX интерфейс за дистанционно отчитане и мониторинг.

Модулът е в кутия със степен на защита IP65 и работи с литиева батерия с петгодишен живот и една година допълнително в резерв. Измервателно устройство, което има импулсен изход (S0 интерфейс и релеен контакт), може да се свърже с KNX шината. Принципът на измерване позволява лесно монтиране в съществуващите инсталации. Подходящи измервателни устройства за това приложение са водомери, електромери и газметри.

Сонда за резервоар с KNX SO250
Сондата за резервоар KNX SO250 на Elsner Elektronik може да се използва за измерване на разстояния и проверка на обем в контейнери. Състои се от изходно устройство и ултразвукова сонда с обхват от 12 до 250сm. KNX S0250 има KNX интерфейс и два допълнителни изхода, които могат да бъдат превключвани при надвишаване или намаляване на обема или разстоянието. На дисплея се показва текущото разстояние, съответно обем. Чрез интегрирания KNX интерфейс информацията за текущото разстояние и обем може да се предава за дистанционно отчитане и мониторинг.

QUNDIS AMR система за дистанционно отчитане
KNX съвместимата QUNDIS AMR система за дистанционно отчитане се състои от пълна гама устройства за безжично дистанционно отчитане на консумацията на вода и топлинна енергия в апартаменти и сгради. Тя обхваща различни видове разпределители на топлинна енергия, електронни водомери за топла и студена вода, топломери, както и добавяне на радио модули към механични водомери. Ако е необходимо, могат да бъдат интегрирани други измервателни устройства, които не работят според безжичния стандарт M-Bus с помощта на импулсен адаптер. QUNDIS™ AMR системата осигурява фактуриране на измерените стойности за потребление по лесен, безопасен и бърз начин. Това може да стане локално чрез всеки WTT16 мрежови възел (жично или безжично) или дистанционно от всяко друго място, чрез GSM, GPRS, компютър или кабелни широколентови мрежи. Системата използва най-новите интернет технологии и комуникационни рутери за предоставяне на стойностите за консумацията от източника директно до системата за контрол или фактуриране.

Всички устройства, влизащи в QUNDIS™ AMR системата, използват безжична M-BUS технология, съвместима с EN13757-3 и -4 стандарта и с KNX спецификацията. Съоръжения от този тип са били инсталирани в повече от 300хил. апартамента в Европа. QUNDIS™ AMR системата се интегрира в KNX мрежа чрез система за сградна автоматизация Gammawave, произведена от Siemens. Данните за потреблението могат да се прочетат на сензорен панел Gammawave.