Datenübertragungswege in den Energy Monitor

OPTENDA Software Entwickler Update Januar 2024

Entwickler-Update 01/2024:
Die häufigsten Übertragungsarten in die Energy Monitor Software

Um Energieflüsse im Energy Monitor auswerten zu können, müssen sie zunächst erfasst und in die Software übertragen werden. Dafür gibt es zahlreiche unterschiedliche Möglichkeiten, die sich abhängig von den Gegebenheiten im Unternehmen besser oder schlechter eignen. Bei Gelegenheit (z.B. aufgrund von spezifischer Kundenanfragen) erweitern wir den Pool an Übertragungsarten auch. Neu aufgenommen wurde kürzlich OPC UA HDA, was wir zum Anlass genommen haben, einen kurzen Überblick zu den gängigsten Übertragungsarten in den Energy Monitor zu geben.

die häufigsten Datenübertragungsarten für Energiedaten in die Energy Monitor Software von OPTENDA

Modbus TCP

Das Modbus-Protokoll ist ein offenes Kommunikationsprotokoll, das sich zu einem Industriestandard entwickelt hat. Es wird für die Übertragung von Mess- und Maschinendaten aller Art, z.B. Energiemessgeräte oder Steuerungen, verwendet. Als physikalischer Übertragungsweg wird Ethernet (TCP/IP) verwendet.

Integration in den Energy Monitor: Direktes Auslesen durch die Energy Box (bei vorhandenem Netzwerk-Routing)

 

Modbus RTU

Diese Version von Modbus wird über eine serielle Schnittstelle übertragen (meist RS485). Auch hier ermöglicht es die Übertragung sämtlicher Mess- und Maschinendaten. Die maximale Länge des Bussystems bei RS485 beträgt 1.200m. Zudem eignet es sich nur für eine geringe Übertragungsrate (wenige Messwerte pro Sekunde).

Integration in den Energy Monitor: Ein Modbus-RTU-Gateway ist erforderlich (erledigt die Umsetzung auf Modbus-TCP), um die Verbindung zur Energy Box herzustellen.

 

LoRaWAN

Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) ist ein drahtloses Netzwerkprotokoll mit Fokus auf niedriger Sendeleistung bzw. niedrigem Energieverbrauch sowie offener Spezifikation. LoRa-Endgeräte kommunizieren mit LoRa-Gateways, welche die Datenpakete an einen LoRaWAN-Server senden. Die Kommunikation im LoRaWAN ist verschlüsselt. Es wird insbesondere für die Übertragung von Sensordaten von Standorten ohne Netzwerkabdeckung eingesetzt. Dabei kann nur ein geringes Datenaufkommen verarbeitet werden, z.B. 1-10 Messwerte im Abstand von mehr als einer Minute.

Integration in den Energy Monitor: Ein LoRa-Gateway ist erforderlich. Die Anbindung an den Energy Monitor erfolgt über MQTT.

 

OPC UA

OPC Unified Architecture (OPC UA) ist ein Standard für den Austausch von Mess- und Maschinendaten über Ethernet. Neben den Messdaten sind auch Beschreibungen zu den verfügbaren Daten bereitgestellt. Dabei werden hohe Sicherheitsstandards durch eine zertifikatsbasierte Verschlüsselung gewährleistet. Eingesetzt wird es für die Übertragung von Mess- und Maschinendaten aller Art, z.B. von Maschinen, PLCs/Steuerungen oder Gebäudeautomationssystemen. Die eingangs neu erwähnte Übertragungsform OPC UA HDA (HDA = Historical Data Access) ermöglicht dabei, dass auch historische Daten verfügbar sind.

Integration in den Energy Monitor: Direktes Auslesen durch die Energy Box (bei vorhandenem Netzwerk-Routing)

 

BACnet/IP

BACnet (Building Automation and Control Networks) ist ein Netzwerkprotokoll für die Gebäudeautomation, welches Messdaten aus entsprechenden Systemen oder auch einzelnen Messgeräten auslesen kann. Der einfachen Konfiguration stehen hohe Ansprüche bzgl. des Netzwerk-Routings (UDP Broadcasts) gegenüber.

Integration in den Energy Monitor: Direktes Auslesen durch die Energy Box (bei vorhandenem Netzwerk-Routing)

 

M-Bus

M-Bus (von Meter-Bus) ist ein Kommunikationssystem speziell für Zählerdatenübertragung. Das M-Bus-Protokoll kann verschiedene physikalische Übertragungswege nutzen, häufig findet man Zwei-Draht-Leiter und Funkübertragung. Es wird für das Auslesen von Zählerständen (z.B. Energie, Volumen oder Wärmemengen) eingesetzt.

Integration in den Energy Monitor: Ein M-Bus-Gateway ist erforderlich (erledigt die Umsetzung auf Modbus TCP), um die Verbindung zur Energy Box herzustellen.

 

MQTT

MQTT ist ein offenes Netzwerkprotokoll für die Übertragung von Nachrichten. Teilnehmer senden Nachrichten an einen sogenannten MQTT-Broker. Für den Empfang von Nachrichten können Teilnehmer Themen beim Broker abonnieren. MQTT ermöglicht eine verschlüsselte Übertragung von Sensor-/Messdaten vieler dezentraler Geräte zu einem zentralen Broker. Wenn dieser über das Internet erreichbar ist, können auch Daten übertragen werden, selbst wenn die einzelnen Teilnehmer räumlich weit verteilt sind.

Integration in den Energy Monitor: Der Energy Monitor Server baut eine direkte Verbindung zu einem MQTT-Broker auf. Mehr dazu erfahren Sie auch in diesem Entwickler-Update.

 

HTTP (REST API)

REST steht für Representational State Transfer und beschreibt einen Architekturstil für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, üblicherweise über das HTTP-Protokoll. Für diese Kommunikation wird von Anwendungen eine API (Application Programming Interface) bereitgestellt. Andere Anwendungen können auf diese Endpunkte zugreifen, um bspw. Mess- oder Konfigurationsdaten zu lesen oder zu erstellen. So können Datensätze zwischen Anwendungen, Servern oder Geräten übertragen werden. Bei Verwendung von HTTPS ist die Übertragung verschlüsselt.

Integration in den Energy Monitor: Der Energy Monitor stellt eine HTTP API bereit, die von anderen Anwendungen genutzt werden kann. Für den Abruf von aktuellen Wetterdaten nutzt der Energy Monitor die HTTP API von OpenWeatherMap.

 

Neben den aufgeführten Übertragungsarten gibt es noch eine Reihe weiterer Möglichkeiten, um Energiedaten in den Energy Monitor zu übermitteln. Nehmen Sie bei Fragen dazu einfach Kontakt mit uns auf!

 


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