Pametni plinomer: kako so zasnovani in delujejo pametni merilniki pretoka + značilnosti namestitve novih števcev

Digitalne tehnologije odpirajo nove možnosti za pridobivanje natančnih informacij o porabi električne energije, vode, plina in drugih energentov, ki jih porabi prebivalstvo. In zdaj trg potrošnikom ponuja pametne števce plina, ki so sposobni meriti porabo z visoko natančnostjo.

Poleg natančnih meritev novi razred naprav zagotavlja tudi popoln prenos merilnih informacij brez vpletenosti ljudi – porabnikov plina. Toda kako deluje takšen števec in ali ga je mogoče namestiti sami?

Ta vprašanja bomo postavili v našem članku - pogledali bomo zasnovo in načelo delovanja novih števcev, govorili o pravilih namestitve in pripravi na delovanje. Predstavljeno gradivo bomo dopolnili s tematskimi fotografijami in videoposnetki.

Kaj je pametni merilnik pretoka?

Poskusimo skupaj ugotoviti, kaj je nov pametni plinomer in kako deluje. Zato je treba izraz »pameten«, ki se uporablja za novo merilno napravo, razumeti preprosto kot funkcionalnost sodobne elektronike, ki temelji na mikroprocesorju.

Mikroprocesorsko (v bistvu računalniško) krmiljenje različnih vrst opreme je pojav, ki je že postal vsakdanjik. Zdaj so na vrsto prišli neposredno plinomerji, ki so do nedavnega večinoma še vedno ostali mehanski.Če pa pametni nadzor združite s funkcijo merjenja, dobite pametni števec.

Primer naprave za merjenje plina na mehanskem principu delovanja. Naprave te vrste ne ustrezajo v celoti potrebam sodobnega nacionalnega gospodarstva.

Če uresničimo zamisel o namestitvi popolnoma pametnih plinomerov, bomo naredili resen preboj na področju merjenja porabe plina pri prebivalstvu. Priporočamo tudi branje standardi porabe plina.

V primeru vgradnje pametnih merilnih naprav je zagotovljeno:

• visoka merilna natančnost;
• visoka stopnja zanesljivosti naprave;
• zanesljiva zaščita pred nepooblaščenim dostopom;
• vsestranskost namestitve;
• avtomatski prenos informacij.

Novo pametno napravo lahko resnično štejemo za »pametno«, glede na njeno sposobnost izvajanja od tlaka neodvisnih meritev prostornine plina, izvajanja samodiagnoze ter daljinskega zaznavanja in beleženja zunanjih vplivov.

Pametni plinomer samostojno določa karakteristike hišni plin, ki prihaja v naša stanovanja, vodi arhiv podatkov o meritvah in tehničnih dogodkih.

Zasnova naprave in princip delovanja

Obstajajo številni razvoji pametnih števcev plina, ki so jih izdelali strokovnjaki iz tujine, pa tudi domači strokovnjaki.

Vendar pa sodeč po podatkih za prvo četrtletje 2019 domači razvijalci še niso pripravljeni na komercialni trg prinesti naprav, ki bi v celoti ustrezale vsem zahtevam pametne naprave.

Obstaja več naprav domačih podjetij, ki so približno podobne zasnovam pametnega merjenja plina:

• "Grand" - SPI G4 - G10;
• "Vektor" - T G4;
• SGBET “Sigma” G1.6 –G10;
• “Omega” ETC GSM G1.6 – G4;
• SGBU G1.6 - G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Pravzaprav so vse te naprave prototipi starih mehanskih sistemov, preprosto dopolnjenih z elektronskim modulom. Skladno s tem ne zagotavljajo celotne funkcionalnosti pametne naprave.

Vendar pa obstajajo dogodki za leto 2019, o katerih bomo podrobneje razpravljali v nadaljevanju.

Plinomer Grand je poskus implementacije pametne naprave. Posledično se je izkazalo, da naprava deluje, vendar ne izpolnjuje dovolj vseh zahtev resnično inteligentne elektronike

Uvoženi merilni moduli, na primer izdelki Metrix (Apator), načeloma izpolnjujejo navedene zahteve za inteligentno programsko opremo.

Vendar pa po mnenju domačih strokovnjakov plinomeri Apatorja in drugih tujih podjetij ne ustrezajo meritvam prostornine plina za standardne pogoje (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Možnost #1 - merilniki pretoka Metrix

Primer uvoženega pametnega plinomerja so morda že nekateri novi izdelki podjetja Apator iz serije izdelkov Metrix.

Pozornost si zaslužita predvsem dva razvoja: inteligentni modul UniSmart in hibridni sistem HybridSmart.

Videz pomožnega modula razreda "UniSmart", zasnovanega za opremljanje običajne mehanske membranske merilne naprave za plin

Prvi razvoj "UniSmart" je predstavljen kot pomožni modul, ki dopolnjuje obstoječo merilno napravo, na primer serije "UG". Modul podpira protokol (WMB) standarda EN13757-4, kar zagotavlja možnost povezave z opremo drugih proizvajalcev.

Modul je priključen neposredno na plinomer in funkcionalno deluje kot reed stikalo (senzor pulza).En vrtljaj bobna mehanskega števca ustreza enemu impulzu senzorja - tako modul "UniSmart" bere podatke.

Za prenos prebranih podatkov na strežnik je organizirano delovanje radijskega kanala - elektronika, vgrajena v modul. Vsi potrebni parametri delovanja modula so vnaprej programirani in shranjeni v "firmware" naprave (pomnilniški čip). Podatke vdelane programske opreme je mogoče po potrebi spremeniti, tudi na daljavo.

Naprednejša naprava iz serije merilnih naprav »Smart«, ki predstavlja skoraj popoln sklop, vključno z merilno napravo, opremljeno z digitalnimi inteligentnimi funkcijami

Drugi razvoj je "HybridSmart". Naprava je pravzaprav analog prve naprave "UniSmart", z edino razliko, da ta različica uporablja enodelno zasnovo "dva v enem". To pomeni, da plinomer in funkcionalni inteligentni modul tvorita en sklop.

Možnost #2 - mikrotermalni pametni števec

Nov razvoj ruskega podjetja Technomer (Arzamas) je mikrotermalna naprava, namenjena izvajanju neposrednih meritev pretočnega volumna zemeljskega plina.

Lastnosti naprave pametnega merilnika pretoka

Naprava popolnoma ustreza standardnim pogojem za merilne prostorninske enote (T= + 20 °C, P= 101,3 kPa). Parametri se prenašajo na oddaljeni strežnik preko celičnega komunikacijskega sistema (GRPS).

Zgradba pametnega plinomera - izdelka podjetja Technomer: 1 – elektronska plošča; 2 – senzor z mikrotermičnimi lastnostmi za merjenje prostornine plina; 3 – telo naprave (aluminij); 4 – plastični pokrov

Na zgornji sliki je prikazana zgradba mikrotermalnega števca iz serije pametnih naprav.

Kot je razvidno iz slike, so glavne komponente naprave:

• vzdržljivo, zanesljivo telo;
• vgrajen mikrotermalni senzor;
• elektronski modul;
• LCD nadzorni zaslon;
• zaščitno ohišje (pokrov) elektronskega modula in zaslona.

Elektronska plošča vsebuje mikrokrmilnik, pripadajoče elektronske komponente in priključen digitalni zaslon (kontrolni zaslon). Elektronika plošče zagotavlja tako postopek merjenja kot postopek generiranja/prenosa podatkov (vgrajen telemetrični modul).

Kako deluje mikrotermalni merilnik?

Naprava za pretvorbo volumetričnega pretoka plina v izvedbi števca je mikrotermalni senzor. Natančneje, pri razvoju podjetja Technomer se uporablja senzor serije SGM6xxx (izdelek švicarskih proizvajalcev).

Prehajajoči medij meri po kalorimetričnem principu. Izdelano po MEMS tehnologiji, ki zagotavlja visoko zmogljivost.

Blokovna shema mikrotermičnega senzorja za merjenje pretoka plina: 1 – delovni kanal; 2 – grelni element; 3 – silicijeva rezina (podlaga); 4 – izravnalni kanal; 5 – temperaturni senzorji; 6 – pretok plina

Senzor deluje na naslednji način: na poti toka zemeljskega plina (delovni kanal) je na silicijevem substratu nameščen modularni senzorski element, sestavljen iz grelnika in para temperaturnih senzorjev. Prehodni tok plina se segreva neposredno v delu, kjer so nameščeni temperaturni senzorji.

Zaradi tega ima omejen pretok plina nekoliko drugačno temperaturo, kar ustvarja temperaturno razliko.Teoretično je to precej zapleten fizikalni proces, vendar je glavno, da deluje in zelo učinkovito v smislu natančnosti merjenja.

Možnost #3 - plinomer za pametno kartico

Na primeru izdelka Actaris bomo obravnavali še eno povsem sodobno napravo, to je membranski plinomer, dopolnjen s plačilnim nadzorom.

Posebnost te zasnove je prisotnost zapornega ventila v zasnovi naprave, ki samodejno izklopi dovod plina, na primer v nujnih primerih.

Vendar se isti konstrukcijski element uspešno uporablja za blokado v primeru neplačila odjemalca za vzorčenje plina.

Različica hišnega plinomera, dopolnjena s čitalnikom pametnih kartic. Vgrajeni čitalni modul deluje kot blokator dovoda plina, tako v primeru nesreče, nepooblaščenega dostopa kot v primeru zamude pri plačilu.

Tak merilnik pretoka vključuje napravo za branje podatkov s kartice. Gre za naročniško plastično pametno kartico, ki je dodatek števcu, ki ga vgradi uporabnik.

Kljub dejstvu, da dejansko obstaja mehanski sistem za spremljanje porabe plina, je bila naprava zaradi vgradnje modula za branje pametnih kartic spremenjena v polavtomatski sistem.

Uporabnik mora le vstaviti kreditno pametno kartico v ustrezno režo. Naprava samodejno prebere zahtevane podatke in dvigne sredstva za plačilo porabe plina v gospodinjstvu. Če sredstev zmanjka in uporabnik ne poskrbi pravočasno za dopolnitev računa, pametni števec takoj prekine dobavo plina določenemu naročniku.

Energijska dopolnitev pametnega števca

Pametni merilniki pretoka, tako kot preprosti elektronski, so popolnoma avtonomni - ne zahtevajo uporabe dodatnega električnega omrežja. Za avtonomijo naprav skrbi par baterij – baterij.

Glavni energijski element je baterija Li-SOC12 (litij-tionil klorid), medtem ko je rezervna baterija Li-MnO₂ (litijev manganov oksid).

Glavni vir energije pametnega plinomerja je baterijska celica na osnovi litijevega tionil klorida (Li-SOC12). Zagotavlja desetletno delovanje pametnega števca

Glavna baterija proizvaja 3,6 voltov in je odstranljiva in v celoti zamenljiva komponenta. Druga (rezervna) baterija je togo vgrajena v elektronsko ploščo in zato ne omogoča zamenljivosti.

Ta 3-voltni vir napajanja je priključen na sistem ob zamenjavi glavne baterije, kar zagotavlja varnost tehnoloških parametrov naprave.

Po specifikacijah proizvajalca glavni vir energije zadostuje za delovanje števca do 10 let. Zato zamenjava baterije praviloma sovpada s postopkom preverjanja instrumenta, ki se običajno izvaja vsakih 5-6 let. Delovanje rezervne baterije, v odsotnosti glavne baterije, je zagotovljeno 1 leto.

Pravila za namestitev novih števcev

Ob upoštevanju dvoumnih delovnih pogojev naprav so plinomerji, vključno s "pametnimi" modeli, predmet ustreznih namestitveni standardi glede na druge plinske naprave in pravila (zahteve) vgradnje.

Postopek namestitve naprave za spremljanje porabljenih količin gospodinjskega plina tradicionalno spremlja skladnost z ustreznimi normami in predpisi. Za pametne sodobne števce je ta pravila enostavno uveljaviti

Zlasti za napravo, ki jo proizvaja Technomer, so zahteve naslednje:

1. Napravo je treba namestiti v zaprtih pomožnih prostorih ali v skrajnem primeru na prostem pod posebej opremljenim nadstreškom. Merilnik mora biti zanesljivo zaščiten pred izpostavljenostjo neposrednemu sončnemu sevanju in padavinam.
2. Napravo je možno namestiti na cevovode, položene tako navpično kot vodoravno, pri čemer ni pomembno, pod kakšnim kotom je izvedena namestitev.
3. Če je namestitev izvedena na odseku vodoravne ali navpične cevi, smer pretoka plina skozi merilnik morda ne bo upoštevana. To pomeni, da lahko napravo postavite v kateri koli položaj v smeri. Vendar pa proizvajalec priporoča, da upoštevate navodila, navedena na ohišju merilnika.
4. Nesprejemljivo je namestiti merilnik na najnižje točke plinske cevi, saj ta možnost namestitve ustvarja nevarnost kopičenja kondenzata.
5. Če kontrolni vzorci pokažejo prisotnost vode v gospodinjskem plinu, je treba kontrolni števec namestiti na navpično nameščen cevovod z izbiro smeri pretoka od zgoraj navzdol.

Pri načrtovanju vgradnje novega plinomera v stanovanja na določeni lokaciji je treba števec zaščititi pred morebitnimi udarci, tresljaji in drugimi mehanskimi vplivi.

Tudi v primeru prenos merilnika pretoka Ne smemo pozabiti na odobrena pravila prestopa.

Pametni merilnik pretoka plina iz serije naprav "SMT Smart G4" in ponamestitvene "registracijske" točke: 1 - točka pritrditve pečata organizacije, ki izvaja preverjanje; 2 - točka pritrditve kontrolnega pečata organizacije, ki dobavlja plin potrošniku; 3 – mesto tesnjenja dovodnega priključka naprave

Zahteve za namestitev ne določajo posebne vrednosti za nazivni premer cevi, niti ne določajo pravil za vzdrževanje poravnave šob merilnika pretoka in cevi. Prav tako ni posebnih zahtev glede stopnje okroglosti cevi ali prisotnosti robov na mestih, kjer se merilnik sreča s plinsko cevjo.

Priprava na obratovanje in zagon

V skladu z uveljavljenimi pravili priprava pametnega števca po namestitvi za zagon vključuje izvedbo postopka za preverjanje puščanja nameščene enote.

Za to se uporabljajo standardna sredstva - doma, milna pena, profesionalno - senzorji za uhajanje plina.

Po preverjanju se naprava zažene. Priporočen način zagona - mehko odpiranje plinski zaporni ventil na liniji, kjer je nameščen števec.

Zagotoviti je treba, da je delovno območje pametnega števca napolnjeno brez močnega povečanja tlaka, da ne poškodujete občutljivih komponent sistema s pnevmatskim udarcem.

Priporočamo tudi, da se seznanite s standardi in pravila tesnjenja plinomerih.

Zaključki in uporaben video na to temo

Novost je za potencialne uporabnike ali potrošnike vedno nekoliko strašljiva. Vendar tehnološkemu napredku ni mogoče ubežati. Poleg tega tehnologija bistveno spodbuja storitveno komponento.

Z namestitvijo pametnega plinomera v lastno stanovanje se potencialni odjemalec razbremeni stalnega spremljanja podatkov in posredovanja informacij na mestu zahteve. Enostaven je za namestitev in uporabo ter izjemno enostaven za vzdrževanje.

Kaj menite o zamenjava starih števcev za nove pametne merilnike pretoka? Če uporabljate tako pametno merilno napravo, delite svoje izkušnje z drugimi obiskovalci naše strani, povejte nam o prednostih in slabostih, odkritih med delovanjem. Izrazite svoje mnenje, sodelujte v razpravah in debatah – kontaktni obrazec se nahaja spodaj.