[EMC] SYSTEM-ÜBERBLICK BEO IT AG. Pascal Kesseli

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1 2011 BEO IT AG Pascal Kesseli [EMC] SYSTEM-ÜBERBLICK Dieses Dokument, sein Inhalt und die dafür verwendeten Ideen und Konzepte sind vertraulich und Eigentum von BEO IT AG. Sie dürfen ohne deren schriftliche Einwilligung weder Dritten, noch anderen Personen, die mit dem im Dokument beschriebenen Vorhaben nicht beschäftigt sind, zugänglich gemacht, noch verwertet oder zur Ausführung oder Umsetzung benutzt werden.

2 1 INHALT 2 Einleitung Übersicht Spezifikation Anwendungsbeispiele Glossar Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 1 von 10

3 2 EINLEITUNG Dieses Dokument dient dazu, einen allgemeinen Überblick über die Möglichkeiten und Funktionen des EMC- Systems zu gewährleisten. Dazu wird das System zunächst in Abschnitt 3 allgemein beschrieben und erklärt. In Abschnitt 4 finden sich anschliessend die genauen technischen Spezifikationen, die das Gerät momentan erfüllt (oder auf Anfrage implementiert werden können). Abschnitt 5 listet zuletzt einige grundlegende Beispiele, wie EMC in Kombination mit Zählerfernauslesungssoftware verwendet werden kann. Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 2 von 10

4 3 ÜBERSICHT Zählerfernauslesung stellt sich heute zwei allgemeinen Problemen: 1. Zähler-Endgeräte verfügen über keine physikalischen Kommunikationskanäle zu EDMs, ZFAs und ERPs 2. EDMs, ZFAs und ERPs sprechen nicht dieselben Protokolle wie Zähler-Endgeräte Sobald eine Kommunikation über Ethernet und TCP/IP möglich ist, sind die meisten Probleme gelöst. Bei der Zählerfernauslesung ist es aber immer diese letzte Meile, in der sich alle Probleme und Inkompatibilitäten sammeln. M-Bus Abbildung 1: Übersicht Probleme ZFA Im schlimmsten Fall muss man sich dafür entscheiden, alle Zähler-Endgeräte auszutauschen und durch komplexere Geräte zu ersetzen. Solch TCP/IP-fähige Geräte, welche unter anderem z.b. über GPRS kommunizieren, existieren bereits. Diese Umstellung bringt aber meist erneut Probleme mit sich: Komplexe Zähler mit mehr Funktionen sind entsprechend teurer. Ein Austausch hat also ökonomische wie auch ökologische Folgen. Mehr Funktionen im Zähler machen diesen auch fehleranfälliger. Ein Zähler, der über ein Dutzend Schnittstellen verfügt, hat ein Dutzend Möglichkeiten auszufallen oder von Unbefugten angegriffen zu werden. Technologien wie z.b. GPRS wurden für komplett andere Geräte entworfen als Zähler-Endgeräte. Besonders bei grösseren Rollouts kann niemand deren Zuverlässigkeit in diesem Bereich garantieren. Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 3 von 10

5 Die BEO IT Embedded Smart Metering-Technologie wurde dazu entwickelt, all diese Probleme auf einen Schlag zu lösen. Es verfügt über alle Kommunikationsschnittstellen, die zur Ansteuerung der Endgeräte nötig sind. Ausserdem kann das Gerät über diverse Kanäle mit dem Internet oder einem Firmennetzwerk verbunden werden, wie etwa: Ethernet WLAN Powerline Glasfaser Der EMC selbst verfügt über eine vollwertige Computer-Umgebung und muss daher in Punkto Sicherheit und Komfort keine Kompromisse eingehen. Das Gerät kann über eine integrierte Software von jedem PC aus konfiguriert werden und verfügt über moderne Verschlüsselungs- und Authentisierungsmethoden. Ebenso unterstützt das Geräte Software-Aktualisierungen, um mit neuen Endgeräten oder veränderten Protokollen kommunizieren zu können. EDM DLMS Strom ZFA Internet BEO IT Embedded Computer M-Bus Wireless M-Bus M-Bus Gas ERP Wasser Abbildung 2: EMC als Verbinder Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 4 von 10

6 Dank seiner vollwertigen Umgebung kann das System aber weit über die einfache Zählerfernauslesung hinausgehen. Wenn gewünscht, wird das System mit Schaltfunktionen ausgestattet, die eine Heim- Automatisierung und Energiesparschaltung ermöglichen. Damit lassen sich z.b. Geräte bei zu hohem Stromverbrauch drosseln oder abschalten und beim Verlassen des Hauses können Stromspar-Profile aktiviert werden. Verbraucher können somit aktiv Strom sparen und Energieanbieter verfügen über die Möglichkeit, aus der Ferne Wartungs- oder Abschaltvorgänge einzuleiten. EDM BEO IT Embedded Computer DLMS Strom ZFA Internet M-Bus Wireless M-Bus Gas M-Bus Digitalstrom Digitale I/O Digitale I/O ERP Wasser Heim-Automatisierung Industriegeräte Haushaltsgeräte Abbildung 3: Erweiterte Möglichkeiten Die Anwendungsmöglichkeiten für das System sind vielfältig und meist sehr individuell. Daher bieten wir mehr als ein halbes Dutzend verschiedene Hardware-Plattformen an, um den Computer ideal für die gestellten Bedingungen dimensionieren zu können. Einen Überblick über die verwendeten Hardware-Plattformen finden Sie im Dokument Hardware-Übersicht im Download-Bereich unserer Webseite. Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 5 von 10

7 4 SPEZIFIKATION BEO IT Embedded Smart Metering Lösungen bieten eine Vielzahl von integrierten oder optionalen Schnittstellen und Protokollen an. Diese werden im folgenden Abschnitt kurz aufgelistet. Primär- Kommunikation Tertiär- Kommunikation Physikalische Verbindungen Current Loop (CS), Zweidrahtschnittstelle M-Bus Wireless M-Bus Ethernet RS-232 RS-422 RS-485 Kommunikationsprotokolle M-Bus SML DLMS (auf Anfrage) Physikalische Verbindungen Ethernet Glasfaser Wireless LAN Powerline GSM/GPRS Kommunikationsprotokolle SOAP und Web Services SML (S)FTP, SCP DLMS (auf Anfrage) Konfiguration / Benutzersteuerung Integriertes Programm bereit zum Download via http Java-basierte Applikation, lauffähig auf allen Betriebssystemen Für weitere Details siehe EMC Benutzerhandbuch auf unserer Webseite im Downloadbereich Home Automation Digitalstrom-kompatibel Integrierte Energie-Optimierungsalgorithmen o Lastbegrenzung o Leistungsreduzierung o Lastverschiebung Digitale I/Os zur o Steuerung Industrie-Geräten o Implementierung von Rundsteuerungen Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 6 von 10

8 5 ANWENDUNGSBEISPIELE In diesem Abschnitt werden einige Beispiel Anwendungsfälle für das BEO IT Embedded Smart Metering System vorgestellt. Es geht dabei darum, exemplarisch festzuhalten, wie durch dieses System in verschiedensten Situationen ein Mehrwert durch Smart Metering erzeugt werden kann. Beachten Sie bitte, dass es sich bei allen Angaben um unverbindliche Kostenschätzungen handelt und Installations- und Inbetriebnahme Kosten erst in einer finalen Offerte bekanntgegeben werden können. Wo nicht explizit anders beschrieben, gehen die Szenarien davon aus, dass Zähler und andere Endgeräte bereits vorhanden sind. 5.1 EINFAMILIENHAUS Das folgende Beispiel sieht vor, dass ein Einfamilienhaus mit Strom-, Gas- und Wasserzähler mit den zentralen Servern des lokalen Elektrizitätswerks verbunden werden soll. Die Zähler sind nicht auf Smart Metering ausgelegt und verfügen lediglich über M-Bus respektive Schnittstellen. Ausserdem soll die Waschmaschine des Hauses basierend auf vorgegebenen Tarifen zum günstigsten Zeitpunkt gestartet werden. Bei diesem Beispiel handelt es sich zugegeben um ein willkürliches, aber durchaus realistisches Beispiel. Nichtsdestotrotz ist diese Situation mit einem BEO IT Embedded Computer problemlos lösbar: Abbildung 4: Einfamilienhaus Aufbau Im Beispiel kommuniziert der Smart Metering Computer über das bereits vorhandene ADSL-Modem der Familie. Die Tertiär-Kommunikationskosten entfallen somit. Ausserdem verfügt der Kunde in dieser Lösung über einen separaten Zugang und kann seinen Energieverbrauch live beobachten. Inklusive Installation und Inbetriebnahme lassen sich ähnliche Anlagen in einem Kostenrahmen von ca bis SFr. 1 Implementieren. 1 Unverbindliche Kostenschätzung Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 7 von 10

9 5.2 MEHRSTÖCKIGE WOHNANLAGE Ein Szenario, das sich eher in dichteren Wohngebieten anwenden lässt, ist das Beispiel einer mehrstöckigen Wohnanlage. In diesem Fall wird nur eine Zählerfernauslesung verlangt. Zur Kommunikation wird eine Glasfaser-Strecke verwendet, die von den städtischen Werken betrieben wird und für deren Nutzung pauschale Gebühren fällig sind. Abbildung 5: Mehrstöckige Wohnanlage In einem Rollout mit mehreren solchen Wohnanlagen bewegt sich der Preis pro Anlage zwischen ca und Der Preis wird dabei positiv von den Wireless M-Bus-fähigen Zählern beeinflusst, welche die Installationskosten reduzieren können. Daraus ergäbe sich ein Schätzpreis pro Zählpunkt von ca bis SFr. 2 Unverbindliche Kostenschätzung Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 8 von 10

10 5.3 INDUSTRIEBETRIEB: HÄRTEREI Ein weiteres praxisnahes Beispiel bezieht sich nun lediglich auf Energie-Optimierung und nicht auf Zählerfernauslesung. Es handelt sich um einen Industriebetrieb mit mehreren Vakuumöfen, deren Aufheizzeitpunkt kritisch ist und die Stromrechnung um mehrere Zehntausend Franken beeinflussen kann. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn mit dem Elektrizitätswerk Tarife basierend auf Lastspitzen ausgehandelt wurden, somit also ein gleichzeitiges Betreiben zu vieler grosser Verbraucher vermieden werden muss. BEO IT Embedded Computer Arbeitsplatz- Computer Internes Netzwerk Strom Digitale I/O Alarm-Sirene Industrie-Vakuumöfen Abbildung 6: Industriebetrieb Dank einem BEO IT Embedded Smart Metering System kann der gegenwärtige Stromverbrauch im 15- Sekunden-Takt überprüft und gegebenenfalls reagiert werden. Da die Registrier-Periode der meisten Elektrizitätswerke 15 Minuten beträgt, hat das System genügend Zeit, den Energieverbrauch zu regulieren und wenn nötig zu begrenzen. Derartige Anlagen werden von unserem Team im Regelfall mit einer Amortisationsrate von 1 1 / 2 bis 2 1 / 2 Jahren 3 dimensioniert. 3 Unverbindliche Zeitschätzung Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 9 von 10

11 6 GLOSSAR Begriff ZFA EDM ERP Primär-Kommunikation Tertiär-Kommunikation Erklärung Zählerfernauslesung Energiedaten-Management Enterprise Resource Planning Der Open Meter Systems Standard (OMS) definiert als primäre Kommunikation alle Kommunikationselemente, die für das direkte Ansprechen des Zählers nötig sind. Im Open Meter Systems Standard (OMS) bezeichnet die tertiäre Kommunikationsebene jene Protokolle und Verbindungen, welche die Daten von einem Konzentrator zu den End-Servern (EDM, ZFA und ERP) befördern. Donnerstag, 07. Februar 2011 EMC Seite 10 von 10