Datenkonzentratoren für Energiezähler: Logging und MQTT ohne Server

Sind die Zähler installiert, muss etwas sie in regelmäßigen Abständen auslesen, die Werte speichern und an die Personen und Systeme weitergeben, die sie benötigen. Ein PC mit Datenerfassungssoftware kann das übernehmen, ist aber ein weiterer Rechner, der gewartet werden muss. Ein Datenkonzentrator für Energiezähler erledigt dieselbe Aufgabe in einem Gerät für Hutschienen- oder Schalttafelmontage. Dieser Beitrag erläutert, was die PMC- und PMD-Konzentratoren von ICP DAS leisten, wie lokales Logging die Daten bei Netzwerkausfällen schützt, welche Protokolle für SCADA, MQTT-Broker und IT-Systeme zur Verfügung stehen, welche Rolle IoTstar spielt und wie Sie das passende Modell auswählen.

Was ein Datenkonzentrator für Energiezähler leistet

Ein Konzentrator ist der Modbus-Master für eine Gruppe von Energiezählern. Er fragt Zähler der ICP DAS PM-Serie über RS-485 oder Ethernet ab und stellt ihre Daten an seinen eigenen Schnittstellen bereit. PMC-5231, PMC-2241M und PMD-2201 beispielsweise lesen bis zu 24 Energiezähler von ICP DAS sowie 8 Modbus-I/O-Module aus. Jeder der beiden RS-485-Ports nimmt bis zu 16 Modbus-RTU-Geräte auf, der LAN-Port bis zu 16 Modbus-TCP-Geräte, und höchstens vier der Zähler dürfen Mehrkreiszähler PM-4324 sein. Der PMC-2841M unterstützt insgesamt bis zu 48 Module.

Die Konfiguration erfolgt über Webseiten im Browser, ohne Programmierung und ohne separates Software-Tool. Echtzeit- und historische Energiedaten sowie Statistikberichte werden ebenfalls im Browser angezeigt. Die PMD-Serie bietet zusätzlich ein Touchpanel, um Daten vor Ort anzuzeigen und Parameter einzustellen.

Lokales Logging und Nachsenden nach einem Netzwerkausfall

Die Konzentratoren zeichnen die Energiedaten auf einer microSD-Karte auf. PMC-5231, PMC-2241M, PMC-2841M und PMD-2201 werden mit einer 32-GB-Karte geliefert, der PMC-2841M akzeptiert Karten bis 2 TB. Der PMC-5151 wird mit einer 4-GB-Karte geliefert. Die Logdateien werden automatisch an ein Backend-System übertragen; als typische Empfänger nennt ICP DAS die eigene Software PMC Data Server oder SCADA-Software.

Für das Reporting ist entscheidend, was bei einem Verbindungsausfall passiert. Beim PMC-5151, PMC-5231, PMC-2241M und bei der PMD-Serie werden die Logdateien automatisch nachgesendet und wiederhergestellt, sobald das unterbrochene Netzwerk wieder verfügbar ist. Da Abfrage und Logging lokal erfolgen, stoppt ein Ausfall der übergeordneten Verbindung die Aufzeichnung auf der Karte nicht, und die zentrale Datenbank wird nachträglich aufgefüllt, statt eine Lücke zu behalten. Auch der PMC-2841M loggt Daten und sendet Datendateien nach.

Zwei Punkte sind bei der Planung zu prüfen: Richten Sie die Zeitsynchronisation per SNTP ein, die die Konzentratoren unterstützen, denn erst korrekte Zeitstempel machen nachgesendete Daten verwertbar; und stellen Sie sicher, dass das empfangende System verspätete Daten annimmt, ohne Duplikate zu erzeugen.

Datenausgabe: Modbus TCP, MQTT, SNMP und FTP

Ein Konzentrator kann mehrere Systeme gleichzeitig bedienen. Die Tabelle zeigt die Schnittstellen von PMC-5231, PMC-2241M und PMD-2201. Der PMC-5151 bietet Modbus TCP/RTU, FTP und SNMP, aber kein MQTT.

Die IIoT-Modelle verbinden sich außerdem mit Microsoft Azure und IBM Bluemix, der PMC-2841M zusätzlich mit Amazon Web Services. Bei strengen IT-Sicherheitsanforderungen unterstützt der PMC-2841M HTTPS, VPN, SNMP v3, SFTP, FTPS sowie Blacklist- oder Whitelist-Filterung, und sein MQTT-Client unterstützt SSL/TLS.

IoTstar für viele Standorte

Bei Konzentratoren an mehreren Standorten kommt IoTstar ins Spiel, die Cloud-Management-Software von ICP DAS für PMC-, PMD- und WISE-Controller. Sie sammelt Echtzeit- und historische Energiedaten der Controller in einer Datenbank (MS SQL, MySQL oder Oracle), aus der SCADA-Systeme oder Analysetools wie Microsoft Power BI sie auslesen können. Außerdem übernimmt sie Fernwartung und Firmware-Updates der Controller über eine Weboberfläche.

IoTstar läuft für eine private Installation unter Windows oder Windows Server oder auf einer virtuellen Maschine in Microsoft Azure, IBM Bluemix oder Amazon AWS. IoTstar 2025 enthält Dashboards, Berichte und einen Bot-Service für LINE und Telegram in einem Paket und wird für 50, 200 oder 500 Controller lizenziert.

Auswahl eines Datenkonzentrators

Der PMD-4201-EN bietet dieselben Funktionen wie der PMD-2201-EN mit einem 10,4"-Touchpanel. Für die drahtlose Messung arbeitet der PMC-2241M-iWSN mit drahtlosen iWSN-Modulen wie dem Energiezähler iWSN-9603 zusammen, insgesamt bis zu 93 Module.

Klären Sie vor der Auswahl:

• Die Anzahl der Zähler und I/O-Module und ihre Aufteilung auf RS-485-Linien und Ethernet
• Welche Systeme die Daten benötigen: SCADA, ein MQTT-Broker, SNMP-Monitoring oder IoTstar
• Ob kabelgebundenes Ethernet verfügbar ist oder eine 4G-Verbindung nötig ist
• Ob eine Anzeige vor Ort erforderlich ist und welche IT-Sicherheitsvorgaben gelten

Teilen Sie unserem technischen Vertrieb die Anzahl der Zähler, die datenempfangenden Systeme und das vor Ort verfügbare Netzwerk mit, und wir schlagen Ihnen eine Konfiguration vor.