ZolNET
ZolNET - system zdalnego odczytu liczników energii
WSTĘP
Współczesna technika cyfrowa oferuje niespotykane dotąd możliwości wykorzystania komunikacji pomiędzy rozproszonymi urządzeniami pomiarowymi. Firma JM-TRONIK jako czołowy polski producent cyfrowych liczników energii elektrycznej dla odbiorców komunalnych, jest zarazem prekursorem tworzenia nowych rozwiązań do rozliczania masowego odbiorcy produktu jakim jest energia elektryczna. Wychodząc naprzeciw potrzebom rynku dystrybucji i sprzedaży energii, JM-TRONIK opracował rozwiązania pozwalające na osiągnięcie nowej jakości obsługi odbiorców. Zastosowanie urządzeń JM-TRONIK pozwala na uzyskanie zdalnego dostępu do informacji o zużyciu energii przez odbiorców bez ponoszenia przez energetykę znacznych nakładów finansowych, ograniczenie strat technicznych i handlowych w sieciach, a także tworzenie systemów przedpłatowych. Zdalne układy odczytu i transmisji danych noszą nazwę zolNET.
ARCHITEKTURA SYSTEMU ZolNET
System zolNET przeznaczony jest do realizacji zdalnych odczytów pomiarów odbiorców energii elektrycznej. System umożliwia przyłączenie innych urządzeń pomiarowych posiadających wyjścia komunikacyjne pozwalając na stworzenie kompleksowego układu rozliczania zużycia różnych mediów. System umożliwia komunikację z wykorzystaniem dedykowanych łącz transmisyjnych, radiowych lub istniejącej sieci energetycznej niskiego napięcia.
System zolNET oferuje następujące możliwości:
- odczyt danych z liczników lub innych urządzeń wyposażonych w wyjścia komunikacyjne,
- eliminację problemu dostępu do liczników
- realizację komunikacji z licznikami (lub innymi urządzeniami wyposażonymi w modemy komunikacyjne) oraz systemem nadrzędnym,
- automatyczne zdalne przekazywanie danych do nadrzędnych systemów rozliczeniowych,
- bilansowanie węzłów sieci,
- sygnalizację nielegalnego poboru energii elektrycznej i lokalizację miejsc jego powstawania,
- obliczanie zużycia energii w poszczególnych taryfach,
- tworzenie systemu przedpłatowego,
- rejestracja profilu obciążenia odbiorców,
- możliwość zdalnego odłączenia / załączenia odbiorcy,
System zolNET posiada strukturę opartą na:
- Odbiorcy energii elektrycznej
- Koncentrator
- Rejon Energetyczny (Zakład Energetyczny)
Na pierwszym poziomie hierarchii systemu zolNET znajdują się indywidualni odbiorcy energii elektrycznej, u których zainstalowane są liczniki energii elektrycznej typu L1F/L3F/EVO-1/EVO-3 firmy JM-TRONIK lub dowolne inne urządzenia wyposażone w wyjścia komunikacyjne w postaci impulsatorów lub wyjść komunikacji szeregowej. Liczniki wyposażone są w modemy komunikacyjne realizujące komunikację poprzez:
- łącze dedykowane (np. w postaci skrętki),
- modem radiowy
W sytuacji, w której system zolNET , ma być instalowany w nowo powstających obiektach, w których istnieje możliwość wykonania łącza dedykowanego, lub w obiektach, w których istnieje możliwość wykorzystania łącz istniejących (np. niewykorzystanych przewodów telefonicznych), korzystne jest zastosowanie łącza dedykowanego. W pozostałych przypadkach wskazane jest zastosowanie komunikacji poprzez modem radiowy.
Na poziomie drugim, znajduje się koncentrator (rzeczywista jego lokalizacja może być dowolna pod zachowaniem warunków określonych dla zasięgu modemów), zbierający informacje ze wszystkich urządzeń wchodzących w skład danego systemu.
Do poziomu trzeciego, tj. Rejonu lub Zakładu Energetycznego dane z koncentratorów przesyłane są za pomocą modemów telefonicznych lub pakietowej transmisji danych GPRS przy wykorzystaniu GSM.
Charakterystyczną cechą systemu zolNET jest jego organizacja w postaci rozproszonych baz danych na każdym poziomie hierarchii.
Schemat ideowy systemu zolNET wykorzystującego transmisję z koncentratorem poprzez modemy radiowe oraz GSM przedstawiony jest na rysunku.
System oparty na dwukierunkowych modemach radiowych w paśmie 433MHz, koncentratorze lokalnym i komunikacji GSM (SMS, GPRS)
Modem radiowy licznika energii gromadzi dane z liczników pozostałych mediów (woda, gaz, ciepło) , a następnie przekazuje, na żądanie dane do koncentratora. Koncentrator na żądanie systemu bilingowego przekazuje poprzez modem GSM z transmisją GPRS dane z podległych mu liczników.
Liczniki wody, ciepła, gazu są obsługiwane poprzez dwukierunkowy modem radiowy zliczający i rejestrujący zużycie mediów. Zasięgi modemów do 30m, zasilanie bateryjne.
Licznik energii elektrycznej wyposażony jest w dwukierunkowy modem radiowy o zasięgu do 150m, z możliwościami komunikacji z innymi modemami (zarówno innych liczników energii el, jaki i pozostałych mediów)
Koncentrator jest wyposażony w dwukierunkowy modem radiowy oraz modem GSM z transmisją GPRS. Koncentrator jest bezobsługowym komputerem z możliwością rejestracji do kilku tysięcy liczników.

ODCZYT DANYCH W SYSTEMIE zolNET
Na poziomie odbiorców energii elektrycznej liczniki L1F/L3F/EVO-1/EVO-3 obliczają i gromadzą następujące dane:
- zużycie energii w taryfie 1, 2, 3 i 4
- suma energii z wszystkich taryf
- uśredniona moc 15-minutowa oraz 60-minutowa
- maksymalna moc 15-minutowa oraz 60-minutowa
- wartość kumulowana maksymalnej mocy 15-minutowej oraz 60-minutowej
- licznik przekroczeń ustalonego progu mocy 15-minutowej
- licznik przekroczeń ustalonego progu mocy 60-minutowej
- licznik zmian
Na poziomie Rejonu (Zakładu Energetycznego) dane z koncentratora zostają wpisane do systemu rozliczeniowego (np. typu HANDEL, ZBYT).
Na poziomie koncentratora dane z liczników są archiwizowane. Dodatkowo generowane są pliki wynikowe
- pliki rozliczeniowe wg opcji zadanych przez dostawcę energii elektrycznej na potrzeby systemu rozliczeniowego,
- pliki bilansowe,
- pliki alarmowe,
W zależności od wymagań Dystrybutora Energii koncentrator przesyła dane do systemu nadrzędnego w zadanych okresach czasu lub po otrzymaniu polecenia. Dodatkowo koncentrator realizuje następujące funkcje:
- obliczanie zużycia energii w różnych strefach czasowych i dla różnych grup odbiorców,
- automatyczne zamykanie okresów obrachunkowych i kasowanie mocy maksymalnych,
- tworzenie charakterystyk obciążenia dla poszczególnych odbiorców, bądź grup odbiorców,
- rejestracja zdarzeń typu: utrata komunikacji, zanik napięcia, odczyt zewnętrzny, zmiana konfiguracji liczników,
- zewnętrzne kasowanie mocy maksymalnej, itp.
KONCENTRTATOR SYSTEMU zolNET
Wymiana danych pomiędzy poszczególnymi punktami pomiarowymi, a systemem rozliczeniowym wykorzystywanym
w Zakładzie Energetycznym odbywa się za pośrednictwem koncentratora komunikacyjnego. Koncentrator pełni następujące funkcje:
- realizacja odczytów danych z liczników,
- archiwizacja zgromadzonych danych,
- obróbka danych wg wymagań Zakładu Energetycznego
- generowanie plików wynikowych w formacie określonym przez Zakład Energetyczny,
- realizacja lokalnej i zdalnej komunikacji z Zakładem Energetycznym
FUNKCJE KONCENTRATORA SYSTEMU zolNET
Zmiana czasu
Koncentrator posiada moduł służący do obliczania stref czasowych zużycia energii w przypadku braku synchronizacji czasu zegarem zewnętrznym. Oprogramowanie narzędziowe koncentratora zapewnia możliwość nastawienia stref czasowych dla poszczególnych grup odbiorców oraz przypisanie konkretnego odbiorcy do danej grupy wg przyjętych dla danej Spółki Dystrybucyjnej przepisów taryfowych. Koncentrator zapewnia obliczanie zużycia energii w poszczególnych strefach czasowych niezależnie od samego licznika, który może być sterowany oddzielnym zegarem zewnętrznym. Strefy czasowe mogą być definiowalne według programów:
- dobowego,
- tygodniowego (z uwzględnieniem dni roboczych i wolnych),
- rocznych, z uwzględnieniem przełączania czasu zima/lato
Oprogramowanie narzędziowe koncentratora zapewnia możliwość nastawienia dla każdej z grup odbiorców czasów pracy dla każdego z powyższych programów.
Dokładność nastawy czasu wynosi 15 minut.
Oprogramowanie narzędziowe koncentratora umożliwia korektę czasu (synchronizację) z komputera lokalnego i/lub systemu nadrzędnego.
Zamykanie okresów obrachunkowych
Użytkownik systemu ma możliwość definiowana okresów obrachunkowych dla poszczególnych grup taryfowych odbiorców. Okresy te mogą mieć charakter jedno- lub wielomiesięczny. Po upłynięciu okresu rachunkowego następuje skasowanie wskaźników mocy maksymalnej, zamknięcie charakterystyk obciążenia odbiorców i archiwizacja zawiązanych z nimi plików. Pliki te są połączone w pakiety, przeznaczone do odczytu przez użytkownika systemu.
Tworzenie charakterystyk obciążenia
Oprogramowanie koncentratora umożliwia tworzenie charakterystyk obciążenia dla:
- poszczególnych odbiorców,
- poszczególnych grup taryfowych odbiorców,
- sumaryczne dla danej stacji nN/SN
Charakterystyki takie są konstruowane na podstawie odczytanych z liczników pomiarów:
- mocy 15-minutowej,
- mocy 1-godzinnej.
Okres zbierania danych jest realizowany w cyklach dobowych, miesięcznych i kwartalnych, lub innych, zadeklarowanych przez użytkowników systemu dla każdej z grup taryfowych.
Ponieważ w licznikach informacja o bieżących pomiarach mocy nie jest archiwizowana, zapewniona jest możliwość odczytania wszystkich liczników w okresach 15-minutowych (czas całkowania w licznikach rozpoczyna się w chwili załączenia napięcia).
Charakterystyki obciążenia są wizualizowane w postaci wykresów graficznych przy użyciu oprogramowania inżynierskiego.
Rejestracja zdarzeń
Jedną z funkcji koncentratora jest prowadzenie rejestru i archiwizacja zdarzeń. Zdarzenia mogą mieć przypisany jeden z następujących statusów:
- informacja,
- ostrzeżenie,
- alarm.
Jako zdarzenia alarmowe są traktowane:
- niespełnienie warunków bilansu zużycia energii w systemie (nielegalny pobór energii),
- działania serwisowe
Jako ostrzeżenia są rejestrowane:
- zaniki napięcia zasilania koncentratora,
- przerwa lub zanik komunikacji z licznikiem,
- przerwa lub wystąpienie błędu przy komunikacji z systemem nadrzędnym,
- działania administratora
Jako zdarzenia informacyjne są rejestrowane:
- odczyt bazy danych koncentratora przez system nadrzędny, komputer lokalny lub terminal PSION,
- aktualizacja czasu zima/lato,
Wystąpienie zdarzeń jest sygnalizowane odpowiednimi diodami sygnalizacyjnymi (z wyjątkiem zdarzeń informacyjnych) na panelu koncentratora. Kasowanie sygnalizacji jest możliwe z poziomu komputera lokalnego, lub następuje automatycznie po poprawnym przesłaniu rejestru do systemu nadrzędnego lub terminala PSION.
ZABEZPIECZENIA DOSTĘPU
Dla zapewnienia bezpieczeństwa danych gromadzonych i obliczanych w koncentratorze dostęp do danych zorganizowany jest w strukturze hierarchicznej wg następujących poziomów:
- poziom inkasenta,
- poziom administratora,
- poziom serwisu.
Z poziomu inkasenta zapewniony jest dostęp do odczytu bazy danych koncentratora, plików archiwum zdarzeń oraz możliwość kasowania sygnalizacji alarmu. Inkasent nie ma możliwości dokonywania jakichkolwiek zmian w bazach danych czy konfiguracji koncentratora. Jednocześnie jednak z poziomu inkasenta przewidziano możliwość przesyłu plików konfiguracyjnych o poziomie uprawnień administratora. Dostęp do danych jest zapewniony poprzez port IR komunikacji w podczerwieni, port komunikacji szeregowej RS 232 oraz z poziomu systemu nadrzędnego.
Z poziomu administratora zapewniona jest możliwość edycji bazy danych odbiorców, tj.:
- zmiana numerów liczników,
- zmiana edytowalnych parametrów liczników,
- załączenie lub odłączenie odbiorcy,
- zmiana zaszeregowania odbiorców do grup taryfowych,
- edycja taryf,
- zmiana parametrów transmisji danych,
- zmiana dopuszczalnych wartości błędów bilansowania zużycia energii,
- zmiana okresu obliczania charakterystyk obciążenia
Administrator nie ma prawa do zmiany lub kasowania plików rejestrów zdarzeń ostrzegawczych lub alarmowych.
Administrator może przyporządkowywać zdarzeniom status zdarzenia informacyjnego.
Wszelkie zmiany (w tym również wpisanie hasła i błędnego hasła) wprowadzone z poziomu administratora są rejestrowane jako zdarzenia o statusie ostrzeżenia.
Dostęp do poziomu administratora jest zrealizowany poprzez port RS 232 oraz poprzez system nadrzędny.
Z poziomu serwisu powinien jest zapewniony dostęp do struktury fizycznej oprogramowania koncentratora, możliwość upgrade’u oprogramowania, możliwość kasowania baz danych łącznie z plikami rejestru zdarzeń, z wyjątkiem kopii rejestru alarmowego. Serwis nie ma możliwości edytowania baz danych oraz dostępu do funkcji dostępnych z poziomu administratora, może mieć natomiast prawa dostępu inkasenta. Wszelkie zmiany (w tym również wpisanie hasła i błędnego hasła) wprowadzone z poziomu serwisu są rejestrowane jako zdarzenia o statusie alarmu.
Dostęp do uprawnień serwisu jest zapewniony wyłącznie przez dedykowany port komunikacyjny (najlepiej niestandardowy i zabezpieczony mechanicznie)
ARCHIWIZACJA DANYCH
Wszelkie dane odczytywane z liczników, obliczane przez koncentrator i generowane jako rejestr zdarzeń są archiwizowane w formie pakietów stanowiących komplet w danym okresie obrachunkowym lub innym, zadeklarowanym przez użytkowników systemu. Ze względu na bezpieczeństwo danych, pakiety są usuwane z pamięci koncentratora dopiero po potwierdzeniu prawidłowego ich odczytania. Pakiety danych są jednak kasowane nieodwracalnie. Kopia zapasowa ostatniego pakietu jest przechowywana w osobnym buforze kołowym.

