Aufrechterhaltung einer landesweiten Einführung der automatischen Zählerablesung (AMR) online:

Wie Robustel & Energobit mit dem M1000 die Kommunikation älterer Zähler modernisiert haben.

Fallstudie – Wissenswertes auf einen Blick

Standort

Rumänien

Industrie

Energie & Versorgungsunternehmen

Produkt(e)
  • M1000 (Hinweis: Produkt wurde inzwischen durch M1000-MP ersetzt)
Endkunde

Energobit – https://www.energobit.com/

Energobit ist ein rumänischer Anbieter von Ingenieursdienstleistungen und Lösungen in den Bereichen Strommanagement, Messsysteme und Energieinfrastrukturprojekte. Das Unternehmen liefert schlüsselfertige Systeme, die Feldhardware, Schutz- und Steuerungsgeräte sowie Messsoftware für Versorgungsunternehmen und große Industriekunden kombinieren. Seine Projekte unterliegen oft strengen Anforderungen hinsichtlich Verfügbarkeit, Genauigkeit und Compliance, insbesondere wenn es um Öl- und Gasbetriebe auf nationaler Ebene geht.

Herausforderungen


Energobit wurde beauftragt, ein AMR-System zur Überwachung des Energieverbrauchs in Öl- und Gas-Pumpstationen zu liefern, die sowohl in städtischen als auch in abgelegenen Gebieten verteilt sind. Die Zähler vor Ort verfügten nur über RS-485-Schnittstellen, während die vorhandene AMR-Kopfstelle über einen proprietären Kommunikationsmechanismus mit dem GPRS-Modem eines bestimmten Anbieters kommunizieren sollte. Standard-GPRS-Modems konnten bei häufigen Abfragen keine zuverlässige Online-Verbindung aufrechterhalten, und keine der getesteten Alternativen wurde von der zentralen AMR-Software akzeptiert.

Ergebnisse


Durch die Implementierung des ursprünglichen Modemprotokolls im M1000 und die Unterstützung der RS-232/RS-485-Auswahl in der Software konnte Energobit Tausende von Modems einsetzen, die nahtlos mit der alten AMR-Plattform zusammenarbeiteten. Die neue Lösung ermöglichte eine stabile, „immer verfügbare“ Kommunikation in einem geografisch schwierigen Gebiet, ohne dass in den ersten zwei Jahren des Betriebs Geräteausfälle gemeldet wurden, und reduzierte das Integrationsrisiko für zukünftige Erweiterungen erheblich.

Modernisierung der AMR-Kommunikation ohne Änderung der Kopfstelle

Energobit wurde gebeten, ein AMR-System zur Erfassung des Stromverbrauchs in Pipeline-Boosterstationen für einen großen Öl- und Gasbetreiber bereitzustellen. Die Standorte waren über Städte, Kleinstädte, ländliche Ebenen, Hügel und Waldgebiete verstreut, was eine kabelgebundene Verbindung unpraktisch machte und die Entscheidung für eine weiträumige Mobilfunkkommunikation nahelegte.

Die bestehende AMR-Plattform war jedoch eng mit dem GPRS-Modem eines bestimmten Anbieters verbunden und nie für die Verwendung von Geräten von Drittanbietern ausgelegt. Gleichzeitig unterstützten die bereits vor Ort installierten Zähler nur RS-485, und die betrieblichen Anforderungen sahen häufige Abfragen und eine nahezu Echtzeit-Transparenz des Energieverbrauchs vor. Energobit musste einen Weg finden, ein modernes Industriemodem in diese Umgebung zu integrieren, ohne Änderungen an der Head-End-Software vornehmen zu müssen.

Geschäftliche Herausforderungen

Die AMR-Plattform wurde entwickelt, um Fernzähler häufig abzufragen, damit Betreiber den Stromverbrauch überwachen und Anomalien schnell erkennen können. Dazu musste das GPRS-Modem an jedem Standort im Netzwerk registriert bleiben, sich nach einem Ausfall wiederherstellen und die Kommunikation ohne manuelles Eingreifen wieder aufnehmen. Das ursprünglich ausgewählte AT-Befehlsmodem verhielt sich passiv, ging offline und blieb bis zu einer ganz bestimmten Abfrage offline. Unter realen Betriebsbedingungen führte dies zu fehlenden Messwerten und einer zeitweiligen Sichtbarkeit.

Tag für Tag führte dieses Verhalten zu einer Belastung für den Support und zu einem operativen Risiko. Die Mitarbeiter im Kontrollraum konnten nicht darauf vertrauen, dass ein stillstehender Zähler tatsächlich außer Betrieb war und nicht nur vom Netz getrennt. Die Techniker verbrachten Zeit damit, Kommunikationsfehler zu suchen, anstatt sich auf die Netzwerkleistung zu konzentrieren. Für einen nationalen Öl- und Gasbetreiber war dieses Maß an Unsicherheit hinsichtlich des Datenflusses nicht akzeptabel.

2. Überbrückung von älteren RS-485-Messgeräten zu GPRS in rauen Umgebungen

Die meisten bereits in den Verstärkerstationen installierten Zähler verfügten nur über RS-485-Schnittstellen, die in der industriellen Messtechnik zwar üblich sind, aber nicht immer auf generischen GPRS-Modems verfügbar sind. Energobit benötigte ein Modem, das direkt mit RS-485 kommunizieren und bei Bedarf auch RS-232 unterstützen konnte, ohne dass an jedem Standort zusätzliche Konverter oder Hardware installiert werden mussten. Die Umgebungsbedingungen rund um die Energieinfrastruktur verursachen außerdem elektrische Störungen und elektromagnetische Interferenzen, die schlecht konzipierte Kommunikationsgeräte beeinträchtigen können.

Ohne die richtige Hardware würden die Schränke mit Protokollkonvertern, zusätzlichen Kabeln und weiteren Fehlerquellen überfüllt sein. Jedes zusätzliche Gerät erhöht die Installationszeit, den Strombedarf und die Wahrscheinlichkeit zukünftiger Wartungsbesuche. Bei einer Einführung an vielen Standorten würde dies die Kosten in die Höhe treiben und die Unterstützung des Systems während seiner gesamten Lebensdauer erschweren.

3. Ein Modem eines Drittanbieters so konfigurieren, dass es sich wie das Originalgerät verhält

Die vielleicht schwierigste Herausforderung war die Kompatibilität mit dem bestehenden AMR-Headend. Die zentrale Software wurde für die Kommunikation mit einem bestimmten GPRS-Modem geschrieben, wobei ein proprietärer Kommunikationsmechanismus und Annahmen über das Verhalten dieses Modems verwendet wurden. Während der Tests konnten alternative Modems verschiedener Anbieter entweder nicht unter dem Polling-Profil online bleiben oder wurden vom Headend einfach nicht erkannt. Es schien, dass nur das Modem des Originalherstellers akzeptiert wurde.

Aus Projektsicht stellte dies ein ernsthaftes Risiko dar. Die Weiterverwendung des ursprünglichen Modems hätte bedeutet, technische Einschränkungen und potenzielle Lieferengpässe in Kauf zu nehmen. Der Versuch, die AMR-Software zu modifizieren, hätte zu Verzögerungen, zusätzlichen Kosten und neuen Risiken in einem bereits in Betrieb befindlichen System geführt. Energobit benötigte die Flexibilität eines modernen Industriemodems, das jedoch für die Kopfstelle „unsichtbar” sein und sich genau wie erwartet verhalten musste.

Lösungsübersicht

Energobit entschied sich für das industrielle GPRS-Modem M1000 und arbeitete eng mit dem Ingenieurteam von Robustel zusammen, um es an die AMR-Umgebung anzupassen. Das M1000 befindet sich in jedem Feldschrank und ist über RS-485 (oder bei Bedarf RS-232) direkt mit den Altgeräten und über sein integriertes Mobilfunkmodem mit dem Mobilfunknetz verbunden. Es präsentiert sich dem AMR-Headend mit dem gleichen Kommunikationsmechanismus wie das Gerät des Originalherstellers, sodass die zentrale Software die Zähler wie bisher ohne Änderungen abfragen kann.

Im Betrieb hält das Modem eine stabile GPRS-Verbindung aufrecht, überwacht die Konnektivität und stellt sicher, dass Abfrageanforderungen vom AMR-Server zuverlässig beim Zähler ankommen. Wenn die GPRS-Abdeckung in entlegeneren Abschnitten der Pipeline vorübergehend ausfällt, kann das Modem bei entsprechender Konfiguration auf Circuit Switched Data (CSD) zurückgreifen, um die Kommunikation nach Möglichkeit aufrechtzuerhalten. Dank ihrer hohen elektromagnetischen Verträglichkeit können die Geräte zuverlässig in Umspannwerken und anderen Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störungen betrieben werden, während die per Software wählbare RS-232/RS-485-Schnittstelle die Installation vereinfacht und Ersatzteile für Außendienstteams einspart.

Warum sich der Kunde für den M1000-MP entschieden hat

  • Kompatibilität auf Protokollebene: Die Ingenieure von Robustel haben den Kommunikationsmechanismus zwischen dem Originalmodem und der AMR-Software rückentwickelt und dann das gleiche Verhalten im M1000 implementiert. Dadurch konnten die neuen Modems ohne Änderungen am Kopfende in das bestehende System integriert werden.
  • Flexible serielle Schnittstellen: Der M1000 verfügt über einen seriellen Anschluss, der per Software als RS-232 oder RS-485 konfiguriert werden kann. Dadurch konnte dieselbe Hardware an eine Vielzahl von Zählern auf dem gesamten Gelände angeschlossen werden, was die Beschaffung, die Ersatzteilversorgung und die Feldtechnik vereinfachte.
  • Industriedesign für raue elektrische Umgebungen: Das hochgradig EMV-konforme Design und das industrielle Gehäuse des Modems eignen sich gut für Umspannwerke und Messschränke, die elektrischen Störungen und Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Dadurch wurde das Risiko von intermittierenden Störungen durch Interferenzen verringert.
  • Robuste Verbindungsoptionen: Dank der Unterstützung von GPRS und optionalem CSD-Fallback konnte die Kommunikationsverbindung auch in Gebieten mit geringer Paketdatenabdeckung aufrechterhalten werden, was für geografisch weitläufige Pipelinetrassen von entscheidender Bedeutung ist.
  • Reaktionsschneller technischer Support: Energobit profitierte von einer engen Zusammenarbeit während der Entwicklung und Testphase. Dank eines Anbieters, der in der Lage war, Firmware und Verhalten schnell anzupassen, konnte das Team trotz der Einschränkungen der vorhandenen AMR-Software die Projektfristen einhalten.

Wichtigste Ergebnisse

Mit dem M1000 konnte das AMR-System in einem weitläufigen und vielfältigen Gebiet zuverlässig betrieben werden, ohne dass die zentrale Software neu geschrieben oder vorhandene Zähler ausgetauscht werden mussten.

„Diese Modems sind gut, aber aufgrund des speziellen Kommunikationsmechanismus und der Einstellungen in der vorhandenen Messsoftware war es unmöglich, ein Modem eines Drittanbieters mit den vorhandenen Systemen kompatibel zu machen“, so Sarb Mihai, Projektmanager bei Energobit. „Die neue Lösung funktioniert einwandfrei mit der zentralen Software und hat uns geholfen, eine fast unmögliche Aufgabe zu bewältigen. Wir sind sehr zufrieden mit dem hervorragenden Support von Robustel, der immer pünktlich und äußerst effizient ist und uns Zeit bei der Projektabwicklung gespart hat.“

  • Stabile Zählerkommunikation: Booster-Stationen liefern nun konsistente Zählerstände gemäß dem erforderlichen Abfrageprofil, wodurch blinde Flecken reduziert werden und Betreiber Vertrauen in die Daten haben, die sie für die Verwaltung des Netzwerks verwenden.
  • Geringeres Integrationsrisiko: Da die Kopfstelle weiterhin mit einem Gerät interagierte, das sich wie das ursprüngliche Modem verhielt, konnten im Rahmen des Projekts größere Softwareänderungen und die damit verbundenen Tests, Zertifizierungen und Einführungsmaßnahmen vermieden werden.
  • Einfachere Bereitstellung vor Ort: Ein einziges Modemmodell mit per Software wählbarer RS-232/RS-485-Schnittstelle ermöglichte es den Ingenieuren, die Schrankkonstruktionen zu standardisieren und die Installationen an vielen Standorten zu optimieren.
  • Geringerer Wartungsaufwand: Zuverlässige Hardware und robuste EMV-Leistung trugen dazu bei, kommunikationsbedingte Störungen und Vor-Ort-Einsätze zu minimieren, wodurch den Technikern mehr Zeit für höherwertige Aufgaben blieb.
  • Skalierbare AMR-Plattform: Dank eines bewährten Modemdesigns, das sowohl mit älteren Zählern als auch mit der vorhandenen AMR-Software kompatibel ist, lassen sich zukünftige Erweiterungen und Upgrades mit weniger Unsicherheit planen.

Empfohlene Produkte

Robustel M1000-MP Modem
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