Enhanced M-Bus Metering with Microprocessor Control Units for Building Energy Monitoring Leistungsfähige M-BUS Messungen mit Mikroprozessor Control Units für das energetische Gebäudemonitoring Presenting Author Thomas David Lemmerz Corresponding Author Caroline Christine Lorz
Projektkontext Energetisches Monitoring Effizienzhäuser Plus im Altbau Fotostrecke (Quelle und Copyright e3d): Pf 12+14 vor Sanierung, Zeilenbebauungen Pf 4+6 und Pf 12+14 kurz nach Fertigstellung Auftrag zum Energetischen Monitoring der Pilotprojekte Effizienzhaus Plus im Altbau Pfuhler Str. 4+6 (Mitte) Pfuhler Str 12+14 in Neu-Ulm (rechts) Baubeginn / Sanierungsarbeiten: 2013 Monitoringstart: 05/2016 Monitoringzeitraum: 24 Monate Bauherr: NUWOG Wohungsgesellschaft der Stadt Neu-Ulm GmbH Weiter Informationen online: https://www.e3d.rwth-aachen.de/go/id/jtor http://www.forschungsinitiative.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/effizienzhaus-plus-wohnbauten/neu-ulm-12-14/ http://www.forschungsinitiative.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/effizienzhaus-plus-wohnbauten/neu-ulm-4-6/ 2
Überblick Projektspezifischer Umfang und Aufgaben des Monitoring 3
Bestehendes Monitoringsystem (M-Bus) Kritikpunkte Projektspezifische Randbedingungen: Keine aufwendige Serverstruktur vor-ort (Vergabekriterium) Webfähiges Datenlogger-System Minütliche Messdaten für Anforderungen aus dem EM (Energiemonitoring) und TM (Technisches Anlagenmonitoring nach VDI 6041)* M-BUS basierte Messtechnik (Messnetz) ausreichend lokale Speicherkapazität *Taktung der Wärmepumpe, Nutzerverhalten wie Fensteröffnungen, Zapfungsprofile etc. sind nur durch minütliche Messwerterfassung gut auflösbar. 4
Nachteile des Bestandsystems und Optimierungsstrategie bei der seriellen Datenübertragung (I/II) Geringe Datensicherheit Minimale Datenintegrität (Ringspeicherkapazität erlaubt begrenzte Datenvorhaltung) Nachverfolgbare Datenkonsistenz (erst über nachgelagerte RWTH Serverstruktur überprüfbar) (M-Bus-fähige Datenlogger auf dem Markt kostenintensive Investition) CRITICAL BOTTLENECK serieller Schnittstellen (M-Bus): Abfragedauer im Verhältnis zur Datenübertragungsgeschwindigkeit Baudrate im Verhältnis zum gewünschten Messintervall Datenpunktspezifische Abfrage der M-Bus Zähler je nach Anforderung, Tarifierung und Zählerart 5
Nachteile des Bestandsystems und Optimierungsstrategie bei der seriellen Datenübertragung (II/II) Je nach Informationsgehalt und Anzahl der Datenpunkte im Datentelegramm ist eine erhebliche Reduzierung des Datenvolumens und der Datenübertragungsgeschwindigkeit möglich! Einsparpotential kann mit Programmiermehraufwand ausgeschöpft werden! mehr Datenpunkte / Zähler pro Pegelwandler bei gleichem Messintervall Voraussetzung dafür sind leistungsfähige Zähler bzw. Smart Meter, mit gut umgesetzter M-Bus- Architektur ** ** 6
AMSEL Automated Monitoring System for Energy Logging (1) Software Python-Module M-BUS LIBRARY libmbus DBMS PostgreSQL PHP-DB-VERWALTUNG adminer bottle (micro web framework) pyscopg2 (PostgreSQL) ConfigObj (config file parser) python-mbus (wrapper for libmbus) pygal (SVG charting library) flup (WSGI gateway) e3d (2) WEBSERVER lighttpd python Crontab (Crontab API) e3d Einplatinencomputer Banana Pi Router I (1) Pegelwandler M-Bus (2) Serielle Schnittstelle (RS 232) Anbindung Energiezähler (3) (3) e3d 7
AMSEL - Zusammenfassung der implementierte Funktionen Automatische Abfrage Energiezähler Unterschiedliche Abfrageintervalle Hinzufügen neuer Zähler Intuitive Auswahl der Messwerte Automatische Konfiguration M-Bus-Zähler e3d Automatische Suche nach Slaves Test der Abfragedauer Grafische Darstellung aufgetretener Fehlermeldungen Verschiedene Betriebsmodi Messdatenspeicher (DBMS) Direkter Datenbankzugriff Fernzugriff über SSH Zugänglicher Programmcode Beliebige Hardwareplattform Linux / Python 8
e3d 9
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Projektkontakt Dipl.-Ing. (FH) Caroline Christine Lorz M.Eng. lorz@e3d.rwth-aachen.de Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D Dr.-Ing. habil. Christoph van Treeck Mathieustr. 30 52074 Aachen 10