Pametni plinomjeri: kako su uređeni i rade pametni mjerači protoka + značajke montaže novih brojila

Digitalne tehnologije otvaraju nove mogućnosti za dobivanje točnih informacija o potrošnji električne energije, vode, plina i drugih energetskih resursa koje troši stanovištvo. I sada tržište nudi potrošačima pametne plinomjere koji mogu mjeriti potrošnju s visokom točnošću.

Štoviše, uz točna mjerenja, nova klasa uredjaja osigurava potpuni prijenos podataka očitana bez uključivanja ljudi – potrošača plina. Ali kako radi takvo brojilo i može li ga se ugraditi samostalno?

Upravo ta pitanja ćemo pokrenuti u našem članku – razmotrit ćemo uređaj i princip rada novih brojila, govoriti o pravlima ugradnje i pripremi za uporabu. Izloženi materijal dopunit ćemo tematskim fotogrfijama i videozapisima.

Što predstavlja 'pametni' mjerač protoka?

Pokšajmo zajedno raumjeti što je novi pametni plinomjer i kako radi. Dalke, izraz 'pametan', u vezi s novim mjernim uređajem, treba jednostavno smatrati kao funkcionalnost moderne elektronike na bazi mikroprocesora.

Mikroprocesorsko (u biti računalno) upravljanje tehnikom različitih vrsta – pojava koja je već postala uobičajena. Sada je red došao i na plinske mjerne uređaje koji su do nedavno većinom i dalje mehanički. Ali ako kombiniramo pametno upravljanje s funkcijom mjerenja, dobit ćemo pametno broilo.

Primjer mjernog uređaja za plin mehaničkog principa rada. Uređaji ovog tipa ne odgovaraju u potpunosti potrebama suvremenog gospodarstva.

Ako se ostvari ideja ugradnje potpuno pametnih plinomjera, dobit ćemo ozbiljan proboj u području mjerenja potrošnje plina od strane stanovištva. Također preporučujemo da se upoznate s normama potrošnje plina.

U slučaju ugradnje pametnih mjernih uređaja osigurava se:

• visoka točnost mjerenja;
• visok stupanj pouzdanosti uređaja;
• pouzdana zaštita od neovlaštenog pristupa;
• univerzalnost ugradnje;
• automatski prijenos podataka.

Novi inteligentni uređaj uistinu se može smatrati „pametnim“, uzimajući u obzir sposobnosti obavljanja mjerenja obujma plina, neovisne o tlaku, provođenje samodijagnostike, daljinskog otkrivanja i bilježenja vanjskih utjecaja.

Inteligentno plinsko brojilo samostalno određuje karakteristike kućanskog plina koji dolazi u naše stanove, vodi arhivu podataka o mjerenjima i tehničkim događajima.

Konstrukcija uređaja i princip rada

Postoji niz razvoja pametnih plinskih brojila, izvedenih od strane stručnjaka iz inozemnih zemalja, kao i domaćih stručnjaka.

Međutim, sudeći prema informacijama za prvo tromjesečje 2019. godine, domaći programeri još nisu spremni izvesti na komercijalno tržište uređaje koji u potpunosti zadovoljavaju sve zahtjeve pametnog uređaja.

Postoji nekoliko uređaja domaćih tvrtki koji približno podsjećaju na pametne konstrukcije mjerenja plina:

• «Grand» – SPI G4 – G10;
• «Vektor» – T G4;
• SGBET «Sigma» G1,6 – G10;
• «Omega» ETK GSM G1,6 – G4;
• SGBU G1,6 – G6;
• BK-G ETe G4, G6;

Zapravo, svi ti uređaji su prototipovi starih mehaničkih sustava, jednostavno dopunjeni elektroničkim modulom. Sukladno tome, ne pružaju potpuni funkcionalitet pametnog uređaja.

Ipak, postoje razvoji iz 2019. godine, o čemu ćemo detaljno govoriti u nastavku.

Plinsko brojilo «Grand» – pokušaj realizacije pametnog uređaja. Rezultat je uređaj koji je funkcionalan, ali nedovoljno zadovoljava sve zahtjeve stvarno inteligentne elektronike.

Uvozni mjerni moduli, na primjer, proizvodi tvrtke «Metrix» («Apator»), u načelu odgovaraju deklariranim zahtjevima za inteligentnu funkcionalnost.

Međutim, kako tvrde domaći stručnjaci, plinska brojila «Apator» i ostalih stranih tvrtki, ne odgovaraju mjerenjima obujma plina za standardne uvjete (T = +20 °C, P = 101,3 kPa).

Opcija #1 — mjerači protoka 'Metrix'

Primjerom pametnog plinskog brojila uvozne proizvodnje, vjerojatno već mogu poslužiti neki novi proizvodi tvrtke «Apator» iz serije «Metrix».

Konkretno, pažnje su vrijedne dvije razrade: inteligentni modul «UniSmart» i hibrid-sustav «GybridSmart».

Vanjski izgled pomoćnog modula klase «UniSmart», namijenjenog za opremanje običnog mehaničkog uređaja za mjerenje plina membranskog tipa.

Prvi razvoj «UniSmart» predstavljen je kao pomoćni modul kojim se nadopunjava postojeći mjerni uređaj, na primjer, serije «UG». Modul podržava protokol (WMB) standarda EN13757-4, čime se garantira mogućnost povezivanja s opremom drugih proizvođača.

Modul se izravno povezuje na plinomjer i funkcionalno djeluje poput reed sklopke (osjetnika impulsa). Jednom okretaju bubnja mehaničkog brojila odgovara jedan impuls osjetnika – tako se ostvaruje funkcija očitavanja podataka modulom «UniSmart».

Za prijenos očitanih podataka na poslužitelj organizira se rad radiokanala – elektronike ugrađene u modul. Svi potrebni parametri rada modula unaprijed su programirani i pohranjeni u «firmveru» uređaja (memorijski čip). Podatke firmvera dopušteno je mijenjati po potrebi, uključujući i daljinski.

Napredniji uređaj iz serije «Smart» mjernih uređaja, koji predstavlja praktički cjeloviti sklop koji uključuje mjerni uređaj opremljen digitalnim inteligentnim funkcijama.

Drugi razvoj – «GybridSmart». Uređaj je u biti analog prvog uređaja «UniSmart», s jedinom razlikom što ova verzija koristi cjelovitu konstrkciju «dva u jednom». Odnosno, plinomjer i funkcionalni inteligentni modul čine jedinstveni sklop.

Opcija #2 — mikrotermalni pametni mjerač

Novi razvoj ruske tvrtke «Tehnomer» (Arzamas) — mikrtermalni uređaj namijenjen za izravno mjerenje prolazeće zapremine prirodnog plina.

Značajke uređaja pametnog mjerača protoka

Uređaj u potpunosti odgovara standrdnim uvjetima mjerenja jedinica voluma (T=+20°C, P=101,3 kPa). Parametri se prenose na udaljeni poslužitelj sustavom mobilne komunikacije (GRPS).

Struktura pametnog plinomjera – proizvoda tvrtke «Tehnomer»: 1 – elektronska ploča; 2 – osjetnik s mikrtermalnim svojstvima za mjerenje voluma plina; 3 – tijelo uređaja (aluminij); 4 – plastični poklopac.

Na gornjoj slici struktura konstrukcije mikrotermalnog mjerača iz serije pametnih uređaja.

Kao što se vidi na slici, glavni sastavni dijelovi uređaja su:

• čvrsto pouzdano kućište;
• ugrađeni mikrotermalni osjetnik;
• modul elektronike;
• kontrolni LCD zaslon;
• zaštitno kućište (poklopac) elektronskog modula i zaslona.

Elektronska ploča sadrži mikrokontroler, odovaruće poveivanje s elektroničkim komponentama i priključeni digitalni zaslon (kontrolni dislej). Elektronika ploče osigurava kako postupak mjerenja, tako i postupak formiranja/prijenosa podataka (ugrađeni telemetrijski modul).

Kako radi mikrtermalno brojilo?

Pretvornički uređaj volumnog protoka plina u konstrukciji brojila je mikrotermalni osjetnik. Konkretno u razvoju tvrtke «Tehnomer» koristi se osjetnik serije SGM6xxx (proizvod švicarskih proizvođača).

Mjeri prolazeći medij kalorimetrijskim principom. Izrađen je tehnologijom MEMS, što osigurava visoke radne karakteristike.

Strukturna shema mikrotermalnog senzora za mjerenje protoka plina: 1 – radni kanal; 2 – grijaći element; 3 – silicijska pločica (podloga); 4 – izravnalni kanal; 5 – temperaturni senzori; 6 – protok plina

Senzor radi na sljedeći način: na putu protoka prirodnog plina (radni kanal) na silicijskoj podlozi postavljen je modularni osjetljivi element koji se sastoji od grijača i para temperaturnih senzora. Protok plina koji prolazi zagrijava se izravno u dijelu gdje su postavljeni temperaturni senzori.

Kao rezultat, ograničeni protok plina ima nešto drugačiju temperaturu, zbog čega nastaje temperaturna razlika. Teoretski, to je prilično složen fizički proces, ali glavno je da radi, i to vrlo kvalitetno, u pogledu točnosti mjerenja.

Opcija #3 — plinomjer na pametnu karticu

Na primjeru proizvoda tvrtke «Actaris» razmotrimo još jedan sasvim moderan uređaj koji predstavlja dijafragmalni plinomjer, dopunjen kontrolom izvršenja plaćanja.

Osobitost ove konstrukcije je prisutnost zapornog ventila u konstrukciji uređaja, koji automatski zatvara dovod plina, na primjer, u slučaju hitne situacije.

Međutim, isti konstrukcijski element uspješno se koristi za blokiranje u slučaju neplaćanja potrošača za korištenje plina.

Inačica mjernog uređaja za kućni plin, dopunjena čitačem pametne kartice. Ugrađeni čitački modul djeluje kao blokator dovoda plina, kako u slučajevima nesreće, neovlaštenog pristupa, tako i u slučaju kašnjenja plaćanja.

Takav mjerač protoka u svojoj konstrukciji ima uređaj za očitavanje podataka s kartice. Misli se na plastičnu pametnu karticu pretplatnika, koja dolazi kao dodatak plinomjeru koji je korisnik instalirao.

Unatoč tome što se zapravo radi o mehaničkom sustavu kontrole potrošnje plina, zahvaljujući ugradnji modula za čitanje pametnih kartica, uređaj je pretvoren u poluautomatski sustav.

Dovoljno je da korisnik umetne kreditnu pametnu karticu u odgovarajući utor. Uređaj automatski čita potrebne informacije i skida sredstva za plaćanje potrošnje kućnog plina. Ako sredstva ponestanu i korisnik na vrijeme ne nadopuni račun, pametni plinomjer odmah zatvara dovod plina konkretnom pretplatniku.

Napajanje pametnog mjerača

Pametni mjerači protoka, kao i jednostavni elektronički, potpuno su autonomni – ne zahtijevaju dodatno mrežno napajanje. Autonomiju uređaja osigurava par baterija – baterije.

Konkretno, glavni energetski element je baterija Li-SOC12 (litij-tionilklorid), dok je rezervna – baterija Li-MnO₂ (litij-oksid-mangan).

Glavni energetski izvor pametnog plinskog brojila je akumulatorski element na bazi litij-tionil-klorida (Li-SOC12). Osigurava desetogodišnju funkcionalnost inteligentnog mjernog uređaja.

Glavna baterija daje napon od 3,6 volta, uklonjiva je i potpuno zamjenjiva komponenta. Druga (rezervna) baterija čvrsto je ugrađena u elektroničku ploču, te stoga ne predviđa zamjenjivost.

Ovaj izvor napajanja napona od 3 volta spaja se na sustav u trenucima zamjene glavne baterije, čime se osigurava očuvanje tehničkih parametara uređaja.

Prema specifikaciji proizvođača, glavni izvor napajanja dovoljan je za rad brojila do 10 godina. Stoga se zamjena baterije u pravilu podudara s postupkom umjeravanja uređaja, koji se obično provodi svakih 5-6 godina. Radna sposobnost rezervne baterije, pod uvjetom odsustva glavne baterije, zajamčena je tijekom 1 godine.

Pravila ugradnje novih brojila

Uzimajući u obzir nejasne uvjete rada uređaja, za plinska brojila, uključujući "pametne" konstrukcije, primjenjuju se odgovarajuće norme smještaja u odnosu na druge plinske uređaje i pravila (zahtjevi) za montažu.

Postupak montaže uređaja za kontrolu potrošenih količina kućnog plina tradicionalno je popraćen ispunjavanjem odgovarajućih normi i pravila. Za pametna moderna brojila ta se pravila osiguravaju bez poteškoća.

Konkretno, za uređaj proizvođača "Tehnomer" zahtjevi izgledaju kako je opisano u nastavku:

1. Uređaj treba montirati unutar zatvorenih gospodarskih prostorija, u krajnjem slučaju – na otvorenom ispod posebno opremljene nadstrešnice. Mjerni uređaj potrebno je pouzdano zaštititi od utjecaja izravnog sunčevog zračenja i oborina.
2. Dopuštena je montaža uređaja na cjevovodima postavljenim i vertikalno i horizontalno, pri čemu nije važno pod kojim se kutom izvodi instalacija.
3. Ako se montaža izvodi na dijelu horizontalne ili vertikalne cijevi, smjer protoka plina kroz brojilo može se zanemariti. Odnosno, uređaj se može postaviti u bilo kojem položaju po smjeru. Međutim, proizvođač preporučuje pridržavanje smjera prema pokazivaču na kućištu brojila.
4. Nedopuštena je montaža brojila na najnižim točkama polaganja plinske cijevi, jer u ovom načinu instalacije postoji opasnost od nakupljanja kondenzata.
5. Ako kontrolni uzorci pokazuju prisutnost vode u sastavu kućnog plina, kontrolni mjerni uređaj potrebno je montirati na vertikalno postavljenom cjevovodu, birajući smjer protoka odozgo prema dolje.

Prilikom planiranja montaže novog plinskog brojila na određenom mjestu u stanovima, potrebno je osigurati zaštitu mjernog uređaja od mogućih udaraca, vibracija i drugih mehaničkih utjecaja.

Također, u slučaju premještanja mjerača protoka ne smije se zaboraviti na odobrena pravila premještanja.

Pametno brojilo protoka plina iz serije uređaja «SMT Smart G4» i točke postmontažne «registracije»: 1 – točka pričvršćenja plombe organizacije koja provodi ovjeru; 2 – točka pričvršćenja kontrolne plombe organizacije koja isporučuje plin potrošaču; 3 – točka plombiranja ulaznog priključka uređaja

Montažni zahtjevi ne navode konkretnu vrijednost nazivnog promjera cijevi, kao ni pravila za osiguranje poravnanja priključaka mjerača protoka i cijevi. Također nema konkretnih zahtjeva glede stupnja okruglosti cijevi, postojanja stepenica na mjestima spajanja brojila s plinskom cijevi.

Priprema za uporabu i puštanje u rad

Prema utvrđenim pravilima, postmontažna priprema pametnog brojila za pokretanje uključuje provedbu postupka provjere montiranog sklopa na nepropusnost.

Za to se koriste standardna sredstva – u kućnim uvjetima sapunica, profesionalno – senzori curenja plina.

Nakon provjere uređaj se pušta u rad. Preporučena metoda pokretanja – polagano otvaranje zaporne plinske slavine na liniji gdje je instalirano brojilo.

Potrebno je osigurati punjenje radnog područja pametnog mjerača bez naglog porasta tlaka kako se ne bi oštetili osjetljivi dijelovi sustava pneumatskim udarom.

Preporučujemo također upoznati se s normama i pravilima plombiranja plinskih brojila.

Zaključci i koristan video na temu

Novost uvijek pomalo plaši potencijalne korisnike ili potrošače. Ipak, od tehnološkog napretka se ne može pobjeći. Osim toga, tehnologije znatno unapređuju servisnu komponentu.

Ugradnjom pametnog brojila za plin u vlastitom stanu, potencijalni potrošač oslobađa se zadatka stalnog praćenja podataka i dostave informacija na mjesto upita. Jednostavan je za ugradnju i korištenje, izuzetno nezahtjevan u održavanju.

A što Vi mislite o zamjeni starih brojila novim pametnim mjeračima protoka? Ako koristite takav pametni uređaj za mjerenje, podijelite s drugim posjetiteljima naše web stranice svoje iskustvo, recite o prednostima i nedostacima otkrivenima tijekom rada. Izrazite svoje mišljenje, sudjelujte u raspravama i diskusijama – obrazac za kontakt nalazi se u nastavku.