Kuri M-Bus ūdens skaitītāji atbalsta centralizētu datu savākšanu?

OMS atbilstoši M-Bus ūdens skaitītāji: pamats centralizētai vākšanai

Kāpēc OMS sertifikācija nodrošina savstarpēju darbosposobību visās centralizētajās sistēmās

Atvētās mērīšanas sistēmas (OMS) sertifikācija risina tās neērtības, kas rodas, lielā mērogā ieviešot M-Bus ūdens skaitītājus. Ja nav standartprotokolu, komunālie pakalpojumu sniedzēji nonāk datu silos, kur skaitītāji no dažādiem ražotājiem vienkārši nespēj sazināties ar centrālo sistēmu. OMS būtībā pārbauda, vai aprīkojums atbilst EN 13757-7 standartiem, lai visi šie dažādie ierīces varētu saprast viena otras ziņojumus neatkarīgi no infrastruktūras, ar kuru tās darbojas. Saskaņā ar dažiem 2023. gada metroloģijas pētījumiem, sertificētie skaitītāji faktiski spēj precīzi nosūtīt datus aptuveni 99,8% gadījumu, pat tad, ja tie tiek kombinēti ar citu zīmolu produktiem. Tas novērš nepatīkamās proprietārās barjeras, ļaujot komunālajiem pakalpojumu sniedzējiem pieslēgt jaunus skaitītājus blakus vecajiem, neizmantojot dārgas starpniekprogrammatūras risinājumus. Turklāt sertifikācija prasa arī atpakaļkompatibilitāti, kas nozīmē, ka vecākas ierīces joprojām darbosies blakus jaunākiem M-Bus skaitītājiem, veicot pakāpeniskus uzlabojumus. Un tas nenotiek tikai līdz šim — visās ierīcēs tiek piemēroti vienoti šifrēšanas paņēmieni un pienācīga kļūdu apstrāde, lai nodrošinātu datu integritāti, pārvietojot tos uz centrālajām serverīm.

Galvenie tehniskie prasījumi: Adresācija, telegramu struktūra un datu objekti

Trīs tehniski pamati nodrošina uzticamu centralizētu datu vākšanu OMS atbilstošās M-Bus ūdens skaitītāju sistēmās:

• Adresācijas arhitektūra : Katram skaitītājam nepieciešama unikāla 8 baitu primārā adrese (ar opcionalu 4 baitu sekundāro adresi), kas atbilst ISO/IEC 11770 standartiem. Šī hierarhiskā shēma atbalsta līdz 250 ierīcēm katrā līnijas segmentā bez sadursmēm.

• Telegramu struktūra : Pirms mainīga garuma nesējdatiem seko fiksēts 9 baitu galvenes lauks (kas satur vadības un adreses laukus), ko aizsargā CRC16 pārbaudes summas. EN 13757-3 definē 12 standartizētas telegramu veidus — tostarp trauksmes paziņojumus (SND-NR) un šifrētus nolasīšanas pieprasījumus (RSP-UD).

• Datu objekti : Vērtību informācijas lauki (VIF) kodē mērījumus, izmantojot noteiktas mērvienības:

  VIF kods	IzmēRS	Vienība	Izšķiršana
  0.3.0	Pašreizējais tilpums	Kubikmetri	0.001
  0.4.0	Vēsturiskais patēriņš	kWh	0.1
  0.0.0	Brīdinājumu flagi	Bitmaska	Nav pieejams

Ražotājam specifiskas paplašinājuma funkcijas (piemēram, VIF 0.7.0) prasa iepriekšēju apstiprinājumu OMS rīmjos, lai nodrošinātu savietojamību starp sistēmām. Stingri laika parametri — tostarp ≤2 ms atbildes logs — novērš telegrammu sadursmes biezi izvietotās instalācijās.

Vadu un bezvadu M-Bus arhitektūras mērogojamiem M-Bus ūdens skaitītāju tīkliem

Vadu M-Bus (EN 13757-2): Topoloģija, attālumu ierobežojumi un enerģijas padeve biezi izvietotām instalācijām

Vadu M-Bus sistēma darbojas, izmantojot divu vadu konfigurāciju, kur ierīces savienotas ķēdes veidā. Šīs sistēmas spēj apkalpot segmentus līdz pat 1000 metriem garumā, un katrs segments var atbalstīt aptuveni 250 ūdens skaitītājus, kas pieslēgti caur M-Bus protokolu. Viens no galvenajiem priekšrocībām ir tas, ka tā nodrošina centrālu enerģijas padevi visā tīklā. Buss pats nodrošina nepieciešamo spriegumu visām galapunktu ierīcēm, kas nozīmē, ka nav nepieciešamības regulāri mainīt baterijas. Uzturēšanas izmaksas būtiski samazinās blīvos uzstādījumos, piemēram, daudzdzīvokļu mājās, bieži samazinoties aptuveni par trīsdesmit procentiem. Tomēr, ja uzstādījuma garums pārsniedz 1000 metru robežu, nepieciešams papildu aprīkojums, ko sauc par retranslātoriem. Tas rada papildu sarežģītību liela mēroga izvietojumu plānošanā, kur telpas ierobežojumi jau tā var būt pietiekami grūti pārvarami.

Bezvadu M-Bus (EN 13757-4): Frekvenču joslas, baterijas kalpošanas laiks un pārklājuma optimizācija liela mēroga M-Bus ūdens skaitītāju sistēmām

Bezvadu M-Bus (wM-Bus) darbojas šajās bezlicences ISM joslās, kuras Eiropā redzamas frekvencēs, piemēram, 169 MHz, 433 MHz un 868 MHz. Izvēloties izmantojamo frekvenci, inženieriem ir jāatrod optimālais kompromiss starp signāla pārraides attālumu, caurlaidību caur barjerām un datu pārraides ātrumu. Aplūkojot zemākās frekvences, piemēram, aptuveni 169 MHz, tās tukšā vietā var pārklāt attālumus līdz pat 5 kilometriem, taču ar samazinātu joslas platumu. Baterijas kalpošanas laiks ir vēl viens svarīgs aspekts daudzām instalācijām. Tāpēc daži sistēmas izmanto tā saucamo Stacionāro režīmu (S), kur ierīces nosūta datus tikai 2 līdz 4 reizes dienā. Šāda piesardzīga pieeja nozīmē, ka baterijas var kalpot vairāk nekā desmit gadus, pirms tās nepieciešams nomainīt. Pilsētas, kas lielā mērogā ievieš šādas sistēmas, bieži izmanto mezgla tīkla risinājumus kopā ar gudro gateway tehnoloģiju, lai cīnītos ar signāla zudumu problēmām, kas bieži sastopamas blīvās urbānās teritorijās. Stratēģiski izvietojot pastiprinātājus visā tīklā, operators var samazināt mirušās zonas aptuveni par 70 procentiem. Un, pielāgojot gudru enerģijas vadību, savienojums paliek stabils pat jauktos tīkla vidē, kurās ir dažāda veida infrastruktūra.

Datu koncentratori un šķautņu ierīces: vienotās aizmugursistēmas integrācijas nodrošināšana M-Bus ūdens skaitītājiem

Truesync Collect un līdzvērtīgas vadības vienības: protokolu tulkošana, nolasīšanas grafiku plānošana un programmaparatūras pārvaldība

Truesync Collect mastrervienības veido centrālo savienojuma punktu M-Bus ūdens skaitītāju tīkliem, kas jāsavieno vienotā sistēmā. Šīs ierīces darbojas kā tulki starp speciālajiem M-Bus signāliem un plaši izmantotajiem rūpnieciskajiem formātiem, piemēram, Modbus TCP, MQTT un REST API. Šī tulkošana ļauj savienot visu — sākot no SCADA sistēmām līdz norēķinu programmatūrai — bez saderības problēmām. Gudrā plānošanas funkcija palīdz pārvaldīt šo ierīču komunikācijas brīžus. Tā pagarina bezvadu skaitītāju bateriju kalpošanas laiku, vienlaikus nodrošinot regulāras stundas vai dienas patēriņa nolasīšanas. Vēl viens liels plus ir iespēja attālināti atjaunināt programmaparatūru tūkstošos ierīču vienlaicīgi. Saskaņā ar pērn publicētiem pētījumiem žurnālā WaterTech Journal, šī attālinātās atjaunināšanas iespēja samazina uzturēšanas izmaksas aptuveni par 40 procentiem salīdzinājumā ar manuālu tehniķu izsaukšanu. Turklāt šajās sistēmās ir iebūvēts daudz citu funkciju.

• Protokolu savienošana : Pārvērš M-Bus datu objektus par Modbus reģistriem vecākām rūpnieciskajām sistēmām
• Adaptīvā apjautāšanās : Prioritizē intensīvi izmantotus galapunktus maksimālās slodzes laikā
• OTA pārvaldība : Piegādā šifrētus programmaparatūras atjauninājumus, lai novērstu drošības vājvielas

Šis centralizētais vadības slānis likvidē datu saliņas, ļaujot veikt vienotu analīzi dažādu skaitītāju parkos.

Hibrīda izmantošanas stratēģija: veco un moderno M-Bus ūdens skaitītāju integrēšana komunālajos pakalpojumos

Komunālie pakalpojumi bieži pārvalda jauktus M-Bus ūdens skaitītāju parkus — no desmitgades veciem vadiem aprīkotiem ierīcēm līdz jaunākiem bezvadu galapunktiem. Efektīva modernizācija saglabā iepriekšējos ieguldījumus, vienlaikus atverot iespējas izmantot modernās datu funkcijas.

Divrežīma vārti, kas savieno vadiem aprīkotus un bezvadu M-Bus ūdens skaitītāju galapunktus

Divu režīmu šķēršļi veido tiltu starp dažādiem sakaru standartiem, vienlaikus apstrādājot gan vadiem balstītas savienojuma specifikācijas saskaņā ar EN 13757-2, gan bezvadu iestatījumus atbilstoši EN 13757-4 noteikumiem. Šie ierīces darbojas aiz ekrāna, pārveidojot datu paketes no vecmodīgiem divu vadu sistēmas risinājumiem uz formātu, kas ir saderīgs ar mūsdienu bezvadu tīkliem, kas nozīmē, ka vairs nav nepieciešams garlaicīgs manuāls datu formātu pielāgošana. Piemēram, ūdensapgādes uzņēmumi instalē šādas hibrīda šķēršļus, lai varētu turpināt izmantot jau esošos kabeļu skaitītājus, kuri joprojām darbojas labi, bet vienlaikus pievienot jaunus bezvadu sensorus ar bateriju barošanu tajās grūtāk pieejamās vietās, kur kabeļu novilkšana nav praktiska. Šāds pieeja nodrošina labāku tīkla pārklājumu visā sistēmā, neiznīcinot esošo infrastruktūru un neuzsākot visu no jauna.

Mākonī bāzēti ievadīšanas procesi: no neapstrādātiem M-Bus telegrammas ziņojumiem līdz rīcībai pamudinošai komunālo pakalpojumu analīzei

Mākoņpiesaistes iegūšanas caurules ņem šos neapstrādātos M Bus telegrammas signālus un pārvērš tos par tīriem, analīzei gataviem datu kopumiem. Tās automātiski pārbauda derīgumu, normalizē mērvienības, saskaņo laika zīmogus un izmanto mašīnmācīšanos, lai noteiktu datus, kas atšķiras no normas. Pilsētas un novadi šos rādījumus savāc, izmantojot MQTT vai citus parastos protokolus, ienākošo datu apstrādes laikā veicot paraugu pārbaudes, lai noteiktu problēmas, piemēram, cauruļvadu noplūdes vai dīvainus patēriņa pieaugumus. Pāreja no vecmodīgas manuālas datu apstrādes uz gudru automatizāciju ir ļāvusi prognozēt, kur nākamreiz varētu rasties problēmas. Jaunākie pētījumi par šo sistēmu efektivitāti liecina, ka dažās vietās pēc šo gudrāko pieeju ieviešanas bezmaksas zaudētā ūdens daudzums ir samazinājies aptuveni par 22%.

BUJ atbilstošu M-Bus ūdens skaitītāju bieži uzdotie jautājumi

Kas ir Atvērtās mērīšanas sistēmas (OMS) sertifikācija?

OMS sertifikācija nodrošina savstarpēju darba spēju starp dažādu ražotāju ūdens skaitītājiem, pārbaudot atbilstību EN 13757-7 standartiem, ļaujot bezproblēmu datu apmaiņu starp dažādām ierīcēm.

Kā atšķiras vadiem aprīkotas un bezvadu M-Bus sistēmas?

Vadiem aprīkotas M-Bus sistēmas nodrošina enerģiju pa divu vadu savienojumu, atbalstot blīvas instalācijas bez nepieciešamības mainīt baterijas, savukārt bezvadu M-Bus sistēmas darbojas bezlicences ISM joslas diapazonā un balstās uz bateriju barošanu attālās instalācijās.

Kas ir datu koncentratori un gateway'i?

Datu koncentratori un gateway'i ir ierīces, kas pārtulko M-Bus signālus parastajos rūpnieciskos formātos, ļaujot centralizētu datu pārvaldību un integrāciju ar dažādām aizmugures sistēmām bez saderības problēmām.

Kā komunālie pakalpojumi gūst labumu no mākonī orientētiem datu iegūšanas procesiem?

Mākonī bāzētas datu vadi pārveido neapstrādātus M-Bus telegrammas par izmantojamām datām, veicot validāciju, normalizāciju un noviržu noteikšanu, tādējādi uzlabojot komunālo pakalpojumu analītiķi un darbības efektivitāti.