poniedziałek, marzec 25, 2019

    Najnowsze wydanie


 PI 9_10/2018
Okładka 9 10

 

Systemy zdalnego odczytu wodomierzy

77Pomiary zużycia wody w budynkach jednorodzinnych, wielorodzinnych i innych w Polsce dokonywane są już od ponad 20 lat, głównie wykonywano je na podstawie wskazań wodomierzy. Były, a może czasem nawet i są jeszcze obiekty, gdzie wodomierz nie był instalowany, a ilość zużycia wody przyjmowana do rozliczeń była wg ryczałtu. Dla wielu osób to mało sprawiedliwy sposób rozliczeń, gdyż ludzie tym bardziej oszczędzają dane medium (w tym przypadku wodę) im bardziej im się to opłaca.

Opomiarowanie zużycia wszystkich mediów jest usankcjonowane prawnie w Polsce – zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 15 czerwca 2002 r. z późn. zm.), każdy budynek powinien być wyposażony w urządzenia do pomiaru ilości zużycia zimnej i ciepłej wody oraz ewentualnie dostarczanego ciepła. Obowiązek zadbania o takie wyposażenie leży po stronie zarządcy nieruchomości lub właściciela budynku mieszkalnego.

76Przez długi okres spisywanie stanów wodomierzy realizowane było głównie poprzez inkasentów. Było to trudne i czasochłonne zadanie, gdyż musieli oni odwiedzić wszystkich odbiorców wody na danym terenie, dodatkowo wodomierz zazwyczaj umieszczany był w trudno dostępnych miejscach, co wydłużało dotarcie do miejsca odczytu. Zdarzało się, że właściciela obiektu nie było akurat w domu, więc aby wystawić fakturę za pobór wody niejednokrotnie trzeba było pofatygować się powtórnie. Same odczyty wodomierzy, ich wykonywanie oraz koszty z tym związane to nie jedyne problemy, jakie napotkać można było w całym systemie naliczania i pobierania opłat za zużycie wody. Należy o tym także napisać, gdyż przy tradycyjnym sposobie odczytów wodomierzy, przy najbardziej prostych rozwiązaniach wodomierzowych czasem spotkać można także nieuczciwych odbiorców, którzy poprzez wykorzystanie różnych sposobów zaniżali wskazania wodomierza indywidualnego. Sposobów jest wiele, ale nie miejsce, aby o tym w tym momencie pisać. Sposób indywidualnego odczytu wodomierzy coraz szybciej odchodzi do „lamusa". Coraz więcej przedsiębiorstw zajmujących się gospodarką wodno-ściekową poszukuje oszczędności w produkcji, ale przede wszystkim dystrybucji wody pitnej. Zwłaszcza dystrybucja wody obarczona jest dużymi kosztami, takimi jak praca inkasentów, błędne odczyty, nielegalne pobory wody, nieszczelności w instalacji wewnętrznej np. cieknąca spłuczka WC, która przez miesiąc pracy może spowodować całkiem spory pobór wody i przykry efekt końcowy dla użytkownika, czy też błędny montaż samego urządzenia pomiarowego. Pewnie nie wszyscy instalatorzy wiedzą, w jakiej pozycji montować prawidłowo wodomierz, aby miał najwyższą precyzję pomiaru. Wirnik wodomierza najmniejsze tarcie ma w pozycji poziomej, odchylenie cyferblatu tylko o 10° przestaje być montażem poziomym, co też w konsekwencji powoduje błędy w pomiarach pobranej wody. Także w dużej mierze problemy te można rozwiązać poprzez instalację nowoczesnych urządzeń pomiarowych ze zdalnym odczytem.
Rozwój technologiczny jaki nastąpił w ostatnich latach pozwala na montaż i stosowanie systemów zdalnego odczytu wodomierzy. Można powiedzieć, że tego typu systemy stają się praktycznie standardem. Działania prowadzone przez spółki wodociągowe nazwać można „oszczędzaniem przez inwestowanie". Nowoczesny system zdalnego odczytu pozwala w sposób pełny monitorować całą instalację. Częste odczyty (nawet kilka razy w ciągu doby) pozwalają na szybkie reagowanie w przypadku rejestracji stanów odbiegających od normy. W przypadku dużego systemu jest to bardzo duża ilość danych, ale umożliwia to zastosowanie oprogramowania z algorytmami do śledzenia bilansu rozpływu wody w danej strefie zasilania.
Tego typu działania pozwolą na odpowiednie gospodarowanie wodami, a w konsekwencji doprowadzą do sporych oszczędności.
Systemy zdalnego odczytu są przez wielu producentów stale udoskonalane i wyposażane w nowe funkcje, zwłaszcza w zakresie monitorowania i zarządzania pracą instalacji oraz obróbki danych przez odpowiednie osoby. Dane z bieżących odczytów pozwalają także na ustawienie jak najbardziej efektywnej pracy stacji uzdatniania wód, które przygotowują wodę dla użytkowników.
78Zastosowanie systemu zdalnego odczytu przynosi wiele korzyści, m. in.:

  • skraca czas odczytu wszystkich wodomierzy objętych systemem,
  • poprawia poczucie bezpieczeństwa i prywatności domowników,
  • pozwala na dokonanie odczytu nawet podczas nieobecności mieszkańców,
  • obniża koszty związane z pomiarem zużycia wody,
  • umożliwia odczyt wodomierzy zlokalizowanych w trudno dostępnych miejscach,
  • eliminuje ryzyko pomyłki odczytu związane z czynnikiem ludzkim,
  • daje możliwości rozwoju systemu wraz z rozwojem sieci i przedsiębiorstwa,
  • umożliwia integrację systemu z oprogramowaniem finansowo-księgowym,
  • umożliwia monitorowanie różnych parametrów systemu, a także prób ingerencji zewnętrznym polem magnetycznym w wodomierz,
  • jest narzędziem do wczesnego wykrywania awarii zarówno sieci wodociągowej, poszczególnych wodomierzy czy instalacji, a tym samym przyczynia się znacznie do ograniczenia zużycia wody, co wpływa korzystnie nie tylko na finanse użytkowników, ale także na stan zasobów wodnych w środowisku.

79Wybór systemu
Dziś na rynku mamy wielu producentów i dystrybutorów, którzy oferują systemy zdalnego odczytu wodomierzy, ale także i innych mediów. Wymienić należy przede wszystkim firmy: BMETERS z systemem Hydrolink, APATOR POWOGAZ z systemem AMR, DIEHL METERING z systemem IZAR czy firmę ITRON z systemami AnyQuest i EverBlue. Systemy wymienionych firm są popularnymi rozwiązaniami, które różnią się pomiędzy sobą kilkoma funkcjami. Nie można jednoznacznie stwierdzić, który z nich jest najlepszy. Każdy posiada swoje możliwości, które każde z przedsiębiorstw wodociągowych może wykorzystać do sprawnego zdalnego odczytu wodomierzy. Za każdym razem należy indywidualnie rozpatrywać, jakie funkcje i możliwości systemu będą potrzebne dla danego przedsiębiorstwa wodociągowego. W dalszej części artykułu bardziej szczegółowo przyjrzymy się jednemu z systemów, na bazie którego pokazane zostaną możliwości dzisiejszych systemów odczytu zdalnego.
80Wybór systemu należy rozpocząć od podjęcia decyzji, czy interesuje nas samodzielna obsługa odczytów czy też usługa odczytowo-rozliczeniowa. W przypadku pierwszym, gdy pod uwagę brany jest sam odczyt, dane przedsiębiorstwo musi zainwestować w kompletny system inkasencki, ale z dużym prawdopodobieństwem szybkiego zwrotu, zwłaszcza przy dużych systemach. Opcja druga, czyli system odczytowo-rozliczeniowy polega na tym, że firma sprzedająca system oferuje go razem z odczytem i przygotowaniem danych w wersji elektronicznej. W tym rozwiązaniu przedsiębiorstwo wodociągowe korzystające z usługi zdalnego odczytu podpisuje umowę z dostawcą systemu (najczęściej jest ona podpisywana na jeden okres legalizacyjny wodomierzy) i przez ten czas płaci za wykonywaną usługę bez ponoszenia kosztów związanych z zakupem całego systemu inkasenckiego.
Bez względu na to, na którą opcję zdecyduje się dane przedsiębiorstwo, do dyspozycji są dwa rozwiązania, które różnią się sposobem odczytu danych:

  • transmisja danych drogą radiową (Wireless Radio M-Bus),
  • transmisja danych drogą przewodową czyli magistralową (M-Bus Line).

Oba rodzaje transmisji danych umożliwiają odczyt wszystkich urządzeń w jednym czasie, bez absorbowania użytkownika. 

Radiowy system odczytu
Polecany jest przede wszystkim do budownictwa wielorodzinnego i obiektów już istniejących, ponieważ pozwala bez problemu zamontować urządzenia w już istniejących obiektach. Na wodomierzach z wyjściem impulsowym instaluje się specjalne nakładki, które zliczają impulsy, przechowują je a następnie wysyłają dane do komputera inkasenta lub w zakodowanych paczkach do koncentratora danych a następnie za pomocą Internetu, sieci telefonii komórkowej GSM lub poprzez GPRS dane te trafiają do administratora. Komunikacja nakładki na wodomierz jest najczęściej dwukierunkowa – jest on jednocześnie i nadajnikiem i odbiornikiem. Nakładki te zasilane są bateriami, których żywotność odpowiada czasowi pomiędzy legalizacjami wodomierzy. W przypadku przesyłania danych na większe odległości wykorzystywane są wspomniane już koncentratory. Montuje się je w miejscach łatwo dostępnych dla administratora, w części wspólnej budynku, zasilane są bateriami lub z sieci elektrycznej. Posiadają one zasięg do kilkudziesięciu metrów i mogą w tym samym czasie obsługiwać nawet ponad tysiąc wodomierzy.81Dzięki temu, że system radiowy nie ma okablowania, jest on bardziej odporny na próby wandalizmu, jednak trzeba pamiętać o ograniczeniach w jego zasięgu.
W zależności od indywidualnych potrzeb i oczekiwań w bezprzewodowych, radiowych systemach zdalnego odczytu stosuje się dwie metody zbierania pomiarów:

  • automatyczną – stacjonarną, w której dostęp do wskazań poszczególnych wodomierzy odbywa się poprzez stronę internetową. Rodzaj ten nie wymaga przemieszczania się inkasenta od budynku do budynku, dane przesyłane są poprzez Internet lub GPRS do administratora;
  • półautomatyczną – inkasencką, która realizowana jest przez inkasenta stojącego przed budynkiem. Inkasent musi być wyposażony w odpowiedni sprzęt, który pozwoli na zebranie danych bezpośrednio z wodomierzy lub koncentratora danych. Półautomatyczna metoda występuje także w wersji samochodowej, w tym przypadku inkasent porusza się samochodem pomiędzy budynkami ze specjalną anteną kierunkową i zestawem inkasenckim. Podczas przejazdu dane zbierane są i zapisywane w komputerze lub tablecie.

W obu przypadkach, aby stworzyć system radiowego zdalnego odczytu wodomierzy, potrzebne jest kilka ważnych elementów, które takowy system stworzą:

  • przede wszystkim potrzeba odpowiedniego wodomierza przystosowanego do zdalnego odczytu ze specjalną nakładką do komunikacji radiowej;
  • zestawu inkasenckiego złożonego z komputera przenośnego, tabletu itp. wraz z odbiornikiem radiowym oraz odpowiednim oprogramowaniem.

Przewodowy system odczytu
Drugim rozwiązaniem jest przewodowy/magistralowy system zdalnego odczytu, który jest często stosowany w nowo powstających budynkach lub tam, gdzie występuje możliwość położenia przewodu magistralowego w istniejącym już budynku. Tak jak i poprzednio omawiany system zapewnia kompleksowe rozwiązania odczytu i ewidencji wskazań z urządzeń pomiarowych wyposażonych w wyjście impulsowe, czyli w naszym przypadku wodomierzy. W odczycie przewodowym europejskim standardem jest M-Bus. System M-Bus wykorzystuje tradycyjne łącze dwuprzewodowe, magistralowe i jest przeznaczony zarówno dla gospodarki mieszkaniowej, jak i dużych obiektów gospodarczych. Głównymi elementami tego systemu są wodomierze z wyjściem impulsowym z kartą M-Bus podłączane bezpośrednio do magistrali i jednostka centralna zarządzająca magistralą i umożliwiająca eksport danych. Systemy przewodowe stosuje się przeważnie w budynkach biurowych, użyteczności publicznej lub obiektach przemysłowych, w których istnieje już infrastruktura kablowa sieci M-Bus. Trudna lub praktycznie niemożliwa jest instalacja zdalnego, przewodowego systemu odczytu w budynkach już istniejących lub funkcjonujących, w których brak jest odpowiednio przygotowanej infrastruktury kablowej. 
Standaryzacja protokołu M-Bus daje użytkownikowi duże możliwości. Przede wszystkim urządzenia różnych producentów mogą pracować na tej samej magistrali i są ze sobą kompatybilne – biorąc pod uwagę instalacje w obiekcie różnych systemów zdalnego odczytu (woda, ciepło, gaz) oraz różnych producentów. Ważne jedynie, aby urządzenia korzystały z protokołu M-Bus. W magistralę można włączać dużą liczbę urządzeń, możliwe jest też rozszerzenie sieci dzięki sieci Ethernet/internet. Jest to zdecydowana przewaga nad użytkowaniem typowych systemów radiowych bez narzuconego standardu protokołu komunikacyjnego, gdzie najczęściej urządzenia różnych producentów nie współpracują ze sobą w jednej sieci (wyjątek stanowią urządzenia z komunikacją radiową w standardzie OMS). Ważnym atutem systemu przewodowego M-Bus jest także jego łatwa integracja z wszelkimi systemami automatyki budynkowej, inaczej zwanymi inteligentnymi domami (systemy LON, EIB/KNX itp.) czy systemem BMS. Przy zastosowaniu wysokiej klasy centrali M-Bus długość okablowania w magistrali może sięgać nawet 12 km. Sieć M-Bus pozwala na połączenie nawet 250 urządzeń oraz odczyt każdego z nich w danym momencie przez jednostkę centralną. System magistrali M-Bus umożliwia zdalny odczyt danych z urządzeń pomiarowych łącznie z aktualnymi parametrami pracy instalacji. Dane gromadzone są w formatach dostępnych dla programów służących sporządzaniu rachunków za media. Podobnie jak w przypadku systemów radiowych, w systemie wykorzystywane są specjalne wodomierze z nakładką i wyjściem przewodowym do włączenia wodomierza w centralny system budynku.
M-Bus może być też sterowany i monitorowany za pomocą systemów wykorzystywanych do nadzoru procesów technologicznych lub produkcyjnych, co umożliwia nie tylko zbieranie, analizowanie i archiwizację danych oraz fakturowanie.

Przykładowy system zdalnego odczytu danych z wodomierzy
Przykładem nowoczesnego, zdalnego odczytu danych z wodomierzy może być system HYDROLINK firmy BMETERS. W krótkiej analizie przedstawione zostaną najważniejsze funkcje, które realizowane są przez system (bez względu czy jest to rozwiązanie radiowe czy przewodowe). Zaprezentowany system (podobnie jest u innych producentów) poza bieżącym pomiarem, odczytem oraz przesłaniem danych, oferuje funkcję przygotowania historii z ostatnich 12 miesięcy pracy systemu, wszelkich stanach, które odbiegały znacząco od normy zużycia wody, a do takich należą: kradzieże wody, przepływy wsteczne, wycieki czy zatrzymanie pracy wodomierza spowodowane ingerencją użytkownika obiektu. Tego typu funkcja pozwala na szybką interwencję zakładu wodociągowego (np. w przypadku wycieków lub też ingerencji człowieka w zatrzymanie pracy wodomierza).Wszystkie takie działania będą miały bezpośredni wpływ na koszty eksploatacji całego systemu wodociągowego. Do podstawowych elementów (o czym napisano wyżej) wchodzących w skład zestawu inkasenckiego wchodzi odpowiedni wodomierz z nakładką radiową lub przewodową oraz zestaw inkasencki wraz z specjalnym oprogramowaniem Hydrolink Wodomierz. Inkasent pojawiający się przy budynku rozpoczyna odczyt danych, które w danym momencie pojawiają się w programie inkasenckim lub też przesyłane są przez sieć internetową, GPS bezpośrednio do biura administratora. Oprogramowanie Hydrolink Wodomierz współpracuje bezpośrednio z różnymi programami rozliczeniowo-finansowymi. Już podczas samego odczytu inkasent lub administrator systemu otrzymuje informacje czy pomiar jest prawidłowy czy też, nie co jest pierwszym sygnałem o pewnych nieprawidłowościach.
83Administrator, poprzez elementy graficzne, jest w stanie bardzo szybko określić przyczynę występujących błędów (o ile występują). Przykładem może być odczyt z wodomierza i informacja o braku przyrostu poboru w okresie miesięcznym. W tabeli pojawia się informacja o braku przyrostu zużycia wody oraz stan ten oznaczony jest kolorem czerwonym. Taka sytuacja może mieć różne podłoże jak:

  • uszkodzenie wodomierza,
  • demontaż wodomierza,
  • nieobecność osoby zamieszkującej obiekt, co spowoduje brak poboru wody.

Na każdym wodomierzu może pojawić się więcej niż jeden komunikat alarmowy, który sygnalizowany będzie w programie odpowiednim kolorowym oznaczeniem. Na rysunku 7. przedstawione zostały oznaczenia alarmowe.8586MAGNES – alarm pojawiający się w momencie przyłożenia magnesu neodymowego do wodomierza. Pojawia się po pierwszym przyłożeniu magnesu wraz z datą zdarzenia. Przyłożenie magnesu neodymowego powoduje spowolnienie pracy wodomierza, a nawet jego całkowite zatrzymanie, co jest próbą kradzieży wody.
QMAX – Informacja o przekroczeniu dopuszczalnego przepływu maksymalnego Qmax. Po przekroczeniu przepływu maksymalnego wodomierz mierzy objętość zużycia wody, ale z błędem większym niż dopuszczalny. Przyczyną przekroczenia przepływu maksymalnego może być źle dobrany wodomierz lub niekontrolowany wzrost ciśnienia wody w instalacji.
PLOMBA – Informacja o demontażu lub próbie ściągnięcia modułu z wodomierza. Po zdemontowaniu modułu, w programie pojawi się alarm z datą pierwszego zdarzenia. W czasie, kiedy moduł nie jest zamontowany na wodomierzu, nie ma możliwości bieżącej rejestracji zużycia wody.
BATERIA – Informacja, że moduł ma słabą baterię i należy go wymienić.
OPTYKA – Informacja o wykryciu silnego oświetlenia na elementach optycznych, co może skutkować zakłóceniem skanowania wskaźnika ruchu przez diody podczerwieni.
WSTECZNY – Informacja o sumarycznym przepływie wstecznym wody. Fakt wystąpienia takiego przepływu zwykle jest spowodowany naturalnym ruchem wody wynikającym z różnicy ciśnienia, rodzaju zastosowanej armatury czy też przebicia wody zimnej do ciepłej przez baterię z mieszalnikami.
UTRATA WODY – To wykrycie wycieku trwającego minimum 12 godzin w sposób ciągły wraz z datą wystąpienia. Najczęściej spotkać się można z przeciekającymi spłuczkami toaletowymi. Po ustaniu wycieku wody, alarm sam się wyłącza. Jeżeli trwa wyciek, to w kolumnie „Qmax/Utrata wody" pojawi się litera „L", a w kolumnie „Fraud" data rozpoczęcia wycieku. Po ustaniu wycieku mamy w kolumnie „Fraud" datę ustania wycieku z literką „s", a w kolumnie „Qmax/Utrata wody" nie będzie żadnej litery

Podsumowanie
Wdrożenie przez wiele zakładów wodociągów automatycznych systemów odczytów wodomierzy, ale też i pozostałych mediów, zapewni w przyszłości gromadzenie danych i stworzenie bazy danych o wskazaniach wodomierzy, co będzie bardzo pomocne przy budowie, ale i modernizacji sieci wodociągowych. Zebrane dane posłużą przedsiębiorstwu do podstawowego celu, jakim jest cykliczne rozliczanie odbiorców z pobranej wody, ale także przeprowadzenie pełnej analizy strat wody, jaka może występować w obsługiwanej sieci wodociągowej i na poszczególnych wodomierzach w obiekcie budowlanym. Wszystko to w połączeniu z odpowiednio zaprojektowanym i wykonanym systemem informatycznym, który pozwoli na wykonywanie skomplikowanych analiz zgromadzonych danych.
Wdrożenie nowoczesnych technologii w zakresie odczytów wskazań wodomierzy i pozostałych mediów oraz ich rozliczania jest bardzo dużym krokiem technologicznym w kierunku zmniejszenia skutków zarówno uszkodzeń wodomierzy jak również innych awarii.
Częstą przeszkodą dla wdrożenia systemu zdalnego odczytu są koszty startowe, jakie należy ponieść na samym początku. Nie można zanegować faktu, że jest to inwestycja wymagająca pewnego nakładu kapitału. Należy jednak pamiętać, że tak jak większość inwestycji, także i ta z czasem zwróci się i to z nawiązką. Fachowcy szacują okres zwrotu na około 2-3 lata, lecz w dużej mierze zależy to od wielkości terenu, z jakiego dane będą zbierane, ilości liczników czy wersji wdrażanego systemu. Biorąc jednak pod uwagę straty, które są skutkiem błędów popełnianych przy odczycie i wszelkich nadużyć spowodowanych np. kradzieżą wody, administratorzy dojdą w końcu do wniosku, że marnują kwotę przybliżoną do wielkości kosztów wdrożenia zdalnego odczytu i podejmą decyzję o inwestycji.

Literatura:
Materiały techniczno-handlowe firm: BMETERS, APATOR, DIEHL METERING, ITRON

Autor: mgr inż. Artur Stadnik

homeWyszukiwarka

homeTagi

homeWydarzenia

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem