LoRa-Energiemessernetzwerk zur Stromüberwachung von Industrieparks

Ein großes Industriegebiet benötigte einen besseren Weg zur Überwachung des Stromverbrauchs in Werkstätten, Lagern, Büros, Versorgungsräumen und gemeinsamen Einrichtungen. Die vorhandenen Zähler waren über mehrere Gebäude verteilt. Daher dauerte die manuelle Ablesung zu viel Zeit.

Die Installation neuer Kommunikationskabel zwischen allen Gebäuden hätte auch umfangreiche Bau- und Elektroarbeiten erfordert. Um dieses Problem zu lösen, führte das Projekt LoRa-Stromzähler, Dreiphasenstromzähler und 4G-Daten-Gateway-Terminals ein.

Das neue System schuf einen drahtlosen Pfad von lokalen Zählern zu einer zentralen Überwachungsplattform. Dadurch konnte der Betreiber des Industriegebiets Stromdaten sammeln, verschiedene Zonen vergleichen und verteilte Lasten effizienter verwalten.

Projekt-Hintergrund

Das Industriegebiet umfasste mehrere unabhängige Produktionsunternehmen. Jeder Mieter hatte unterschiedliche Ausrüstung, Produktionszeiten und Strombedarf. Darüber hinaus verwaltete der Betreiber Straßenbeleuchtung, Wasserpumpen, Bürogebäude, Sicherheitssysteme und andere öffentliche Lasten.

Die ursprünglichen Zähler zeigten jedoch nur lokale Ablesewerte. Wartungspersonal musste jeden Verteilerraum besuchen und die Daten in Tabellenkalkulationen eingeben.

Dieser Prozess verursachte mehrere Probleme:

• Stromzählerablesung erforderte zu viel Arbeitskraft
• Einige Ablesewerte wurden verspätet gesammelt
• Manuelle Dateneingabe führte zu Fehlern
• Mieterstrom- und öffentliche Lasten waren schwer zu trennen
• Ungewöhnlicher Stromverbrauch wurde nicht schnell erkannt
• Historische Verbrauchs Daten waren unvollständig
• Neue Messpunkte waren schwer hinzuzufügen

Der Betreiber benötigte ein drahtloses Unterzähler-System, das eine große Fläche abdecken konnte, ohne das vorhandene Kommunikationsnetzwerk neu aufzubauen.

Warum das Projekt LoRa-Zähler ausgewählt hat

LoRa ist für drahtlose Kommunikation mit großer Reichweite und geringem Datenvolumen konzipiert. Stromzähler senden normalerweise kleine Datenpakete statt große Dateien. Daher kann LoRa eine praktische Wahl für die verteilte Stromüberwachung sein.

Das Industriegebiet hatte viele Zählerkästen, aber begrenzten Netzzugang. Einige Kästen befanden sich in Werkstätten, andere in externen Versorgungsbereichen. Ein LoRa-Zählernetz reduzierte den Bedarf an Kommunikationskabeln zwischen den einzelnen Punkten.

Das Projektteam ging jedoch nicht davon aus, dass ein drahtloses Design in allen Bereichen funktionieren würde. Baumaterialien, Maschinen, Kasten türen, Entfernung und Funkstörungen können die Signalqualität beeinflussen. Daher wurde vor der endgültigen Einsatznahme ein Standorttest durchgeführt.

Kompatibilität von LoRa-Zählern und LoRaWAN

LoRa beschreibt die drahtlose Funktechnologie, während LoRaWAN ein auf LoRa basierendes Netzwerkprotokoll ist. Die Begriffe sollten bei der Beschaffung nicht als identisch behandelt werden.

Vor der Auswahl eines LoRaWAN-Systems für Stromzähler sollten Käufer bestätigen:

• In dem Zielland erlaubte Funkfrequenz
• Anforderungen an das LoRa- oder LoRaWAN-Protokoll
• Gateway-Kompatibilität
• Zählerdatenformat
• Geräteadressierungsmethode
• Verschlüsselungs- und Sicherheitseinstellungen
• Kommunikationsreichweite
• Upload-Intervall
• Netzwerkkapazität
• Kompatibilität mit Drittanbieterplattformen

Für dieses Projekt wurden die ausgewählten Zähler und Gateways als ein abgestimmtes System konfiguriert. Dies reduzierte Integrationsprobleme während der Installation.

Dreiphasige Unterzählung für industrielle Lasten

Die meisten Produktionsanlagen nutzten Dreiphasenstrom. Daher installierte das Projekt Dreiphasenstromzähler an zentralen Werkstattzuleitungen und Hauptgerätekreisen.

Jeder Zähler wurde einer klaren Lastgruppe zugewiesen, wie zum Beispiel:

• Produktionswerkstätten
• Luftkompressoren
• Wasserpumpen
• HVAC-Systeme
• Lager
• Bürogebäude
• Außenbeleuchtung
• Öffentliche Dienstleistungsbereiche

Diese Struktur erlaubte dem Betreiber, den Energieverbrauch nach Mieter, Gebäude, Zone oder Lasttyp zu vergleichen.

Saving Meter liefert Dreiphasen-Elektronikstromzähler und DIN-Schienenmodelle für die industrielle Stromüberwachung. Je nach Modell können Funktionen Energie Messung, Datenverarbeitung, Echtzeitüberwachung, RS485-Kommunikation und Informationsaustausch umfassen.

Verwendung eines 4G- und LoRa-Daten-Gateways

Das Gateway bildete das Zentrum des Kommunikationssystems. Downstream sammelte es Ablesewerte von LoRa-Zählern. Upstream nutzte es 4G, um die Daten an die ferne Plattform zu senden.

Das RTU1218-Stromdaten-Gateway von Saving Meter ist für die Stromüberwachung konzipiert. Es unterstützt die Downstream-LoRa-Zählerablesung und die Upstream-4G-Kommunikation. Es kann in einem Stromverteilerkasten installiert werden für zentrale Ablesung, Unterzählung, statistische Analyse und ferne Verwaltung.

Das Gateway unterstützt auch eine RS485-Schnittstelle. Daher konnte das Projekt sowohl drahtlose Zähler als auch ausgewählte drahtgebundene Geräte dort einschließen, wo dies erforderlich war.

Planung der Gateway-Standorte

Die Platzierung der Gateways hatte einen direkten Einfluss auf die Kommunikationsstabilität. Das Projektteam überprüfte zunächst den Standortplan und markierte alle Zählerpositionen.

Anschließend wurden Signal tests in Werkstätten, Verteilerräumen, externen Kästen und Bereichen in der Nähe großer Maschinen durchgeführt. Gateways wurden dort platziert, wo sie Daten von den erforderlichen Zählern sammeln konnten,同时 eine stabile 4G-Kommunikation aufrechterhielten.

Das Team vermeidete auch die Platzierung von Antennen hinter schweren Metallbarrieren. Wo notwendig, wurden Zählergruppen zwischen mehreren Gateways aufgeteilt. Dieser Ansatz verbesserte die Abdeckung und machte das System leichter erweiterbar.

Konfiguration der Energieüberwachungsplattform

Jeder Zähler benötigte eine klare digitale Identität. Daher gruppierte die Plattform Geräte nach Unternehmen, Gebäude, Etage, Werkstatt und Lasttyp.

Die Plattformstruktur unterstützte:

• Zentrale Zählerablesung
• Tägliche und monatliche Verbrauchsaufzeichnungen
• Mieterstromverteilung
• Zonenweise Vergleiche
• Lasttrendanalyse
• Zählerkommunikationsstatus
• Überprüfung abnormalen Verbrauchs
• Datenexport
• Benutzerzugriffsverwaltung

Da die Kontenstruktur der physischen Anordnung des Industriegebiets folgte, konnten Mitarbeiter jeden Zähler schneller finden.

Installation und Inbetriebnahme

Das Projekt wurde schrittweise abgeschlossen. Zuerst überprüften Techniker die Zählerverkabelung, den Strombereich, die Phasenreihenfolge und die Kommunikationskonfiguration.

Anschließend wurde jeder LoRa-Zähler mit seinem Gateway und seinem Plattformkonto verknüpft. Dann wurden lokale Ablesewerte mit den Daten verglichen, die vom zentralen System empfangen wurden.

Der Inbetriebnahmeprozess umfasste:

• Überprüfung der Zählerverkabelung
• Überprüfung der Richtung der Stromwandler
• Adressierung von Zählern und Gateways
• LoRa-Signaltest
• Verifizierung der 4G-Verbindung
• Test des Datenuploads
• Vergleich von lokalen und ferne Ablesewerten
• Bestätigung der Zeiteinstellung
• Zuordnung von Zählern zu Lasten

Dieser Prozess half, Verkabelungs- oder Kommunikationsprobleme vor der vollständigen Inbetriebnahme zu identifizieren.

Behandlung verlorener oder verspäteter Daten

Drahtlose Kommunikation kann durch Netzverlust oder Standortstörungen beeinflusst werden. Daher war die Datenerholung Teil des Systemplans.

Das RTU1218-Gateway umfasst einen Mechanismus zur Erkennung und Wieder sendung verlorener Daten. Es unterstützt auch ferne Software-Updates über seine 4G-Verbindung. Diese Funktionen können helfen, die Datenintegrität aufrechtzuerhalten und den Bedarf an vor Ort Software Service zu reduzieren.

Der Betreiber setzte auch Kommunikationsalarme ein, damit Mitarbeiter einen offline befindlichen Zähler oder Gateway identifizieren konnten. Dies machte die Systemwartung proaktiver.

Projektergebnisse

Das LoRa-Stromzählernetz verbesserte die Stromüberwachung im gesamten Industriegebiet. Die wichtigsten Ergebnisse umfassten:

• Weniger manuelle Zählerablesung
• Reduzierte Kommunikationsverkabelung
• Klarere Mieter- und öffentliche Lastdaten
• Schnellerer Zugriff auf Stromaufzeichnungen
• Einfacherer Vergleich zwischen Werkstätten
• Bessere Sichtbarkeit ungewöhnlichen Stromverbrauchs
• Flexible Erweiterung für neue Messpunkte
• Zentrale Verwaltung verteilte Gebäude

Integrierter Support von Saving Meter

Saving Meter bietet Stromzähler, Datenerfassungsterminals, Cloud-Software, Systemintegration und Betriebssupport. Sein Produktportfolio umfasst Dreiphasenzähler, DIN-Schienenzähler, 4G-Zähler, Vorauszahlungszähler und Energieeffizienzüberwachungsterminals.

Für ein industrielles LoRa-Messprojekt sollten Käufer einen Standortplan, die Anzahl der Zähler, elektrische Parameter, die Entfernung zwischen Geräten, Kommunikationsanforderungen und Plattformbedürfnisse bereitstellen. Saving Meter kann dann helfen, die Zähler- und Gatewaykonfiguration für die Anwendung zu bestätigen.