Wie kommen eigentlich die Zählerdaten in die Datenbank?

Wenn man Artikel und Berichte über das Thema Energiemanagement liest, geht es häufig um tolle bunte Auswertungen, Verbrauchsumlagen oder auch Kennwerte. Eines der Kernthemen, ohne das keine Energiemanagement-Software funktionieren kann – die Zählerdatenerfassung – wird hierbei oftmals nur sehr nachrangig behandelt oder gar ausgeblendet.

Daher möchten wir uns heute ein wenig damit beschäftigen, wie die Zähler-, Sensor- oder sonstigen Verbrauchsdaten eigentlich vom Feldgerät in die Datenbank kommen:

Grundsätzlich gilt, dass in den meisten Unternehmen, insbesondere in der produzierenden Industrie, die Anlagen- und die dazu gehörenden Versorgungsstrukturen über Jahre wenn nicht über Jahrzehnte hinweg gewachsen sind. Für die Erfassung der Energie- und Sensordaten bedeutet dies, dass die Daten in einem sehr inhomogenen Umfeld erfasst und gesammelt werden müssen. Da diese inhomogene Zählerstruktur jedoch gang und gäbe ist, haben wir viele Methoden entwickelt mit denen möglichst einfach und insbesondere wirtschaftlich die vorhandenen Messgeräte und Sensoren angebunden werden können.

Die häufig verwendeten Feldprotokolle wie MBus, ModBus TCP, ModBus RTU oder auch KNX sind größtenteils normiert, so dass sie normalerweise angebunden werden können. Einige dieser Protokolle wie ModBus TCP, SNMP oder OPC UA sind standardmäßig netzwerkfähig und können mit Hilfe entsprechender Softwareschnittstellen direkt vom Server aus angesprochen und ausgelesen werden. Dies setzt natürlich die Freigabe der internen IT voraus; alternativ kann auch eine WiriBox oder ein Rechner mit mehreren Netzwerkkarten zur sicheren Kopplung von Feldebene und IT-Netz verwendet werden. Aufgrund ihrer technischen Ausgestaltung benötigen Protokolle wie MBus oder ModBus RTU weitere Hardwaregeräte um die Daten an den Server zu übermitteln. Dies ist bei MBus ein entsprechender Master, der den Bus mit Strom versorgt und die Kommunikation steuert; bei Modbus RTU ist dies ein Rechner mit serieller Schnittstelle wie zum Beispiel eine WiriBox. Für Zählergeräte, die nur über einen Impulsausgang verfügen, ist mit einem Impulssammler, ebenfalls weitere Hardware notwendig, bevor die Daten an den Server weitergegeben werden können.

In den meisten Fällen ist eine Anbindung von Zählergeräten oder Sensoren, die über eines dieser Standard-Protokolle verfügen, mit ein wenig Praxiserfahrung relativ einfach durchzuführen – die meisten unsere Kunden machen dies inzwischen selbstständig. Hin und wieder kommt es jedoch vor, dass sich ein Zähler nicht zu 100% an „sein“ Protokoll hält, so dass die Schnittstelle angepasst werden muss – und das ist auch der Grund, warum wir alle unsere Schnittstellenprotokolle selbst entwickeln.

Eine weitere Herausforderung liegt oft auch darin, dass die genaue Parametrierung der Messgeräte nicht bekannt ist. Das heißt, es ist nirgendwo dokumentiert, in welchem Register des Zählers welcher Wert liegt oder welche Wandlerfaktoren anzusetzen sind. Auf diese Tatsache haben wir in unserer Software Rücksicht genommen. Sind z.B. Faktoren falsch angesetzt, können diese auch im Nachhinein angepasst und die Werte automatisch korrigiert werden.

Neben den „digitalen“ Zählern sind oft auch noch analoge Geräte ohne jegliche Schnittstellentechnologie verbaut, die sich entweder nicht einfach tauschen lassen oder der notwendige Aufwand in keinem wirtschaftlichen Verhältnis steht. Um diese Daten ebenfalls im System verfügbar zu machen, muss auf den „Turnschuh-Bus“, also das händische Ablesen der Zähler, zurückgegriffen werden. Dank Apps und/oder entsprechenden Browserapplikationen kann der Anwender hierbei effizient unterstützt werden.

Mit dem Handling von Messgeräten, die schon auf eine Gebäudeleittechnik oder ein Manufacturing Execution Systems (MES) aufgeschaltet oder einem sonstigen Vorsystemen verfügbar sind, werden wir uns in einem der nächsten Beiträge beschäftigen.