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Die Erfindung betrifft ein Handmessdiagnosegerät für die Diagnose eines lokalen metrologischen Messstellennetzes (LMN - Local Metrological or Metering Network).
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Intelligente Zähler, sogenannte Smart-Meter, sind im engeren Sinne Stromzähler, die digital Daten empfangen und senden und dazu in einem Kommunikationsnetz eingebunden sind. Empfangene Daten sind z.B. Tarifänderungen, gesendete Daten sind z.B. der Stromverbrauch. Im weiteren Sinne werden auch Zähler für den Gas-, Wasser- und Fernwärmeverbrauch als intelligente Zähler bezeichnet, die ebenfalls in einem Kommunikationsnetz bzw. Messstellennetz zusammengeschlossen sein können.
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Für Energie-Versorger ist die Verwendung der Smart-Meter interessant, um die Bereitstellung dem Verbrauch anzupassen. Fernauslesbare Zähler machen auch die jährliche Ablesung vor Ort überflüssig, da die Zählerdaten elektronisch vom Anbieter ausgelesen werden können. Außerdem können die Ablesungen und auch die Abrechnungen mehrerer Versorgungsnetze kombiniert werden. Der Einbau kommunikativer Zähler ist primär dann interessant, wenn für Strom- oder Gaszähler, wo zunehmend eine gesetzliche Verpflichtung besteht, sowieso eine entsprechende Infrastruktur geschaffen werden muss, sowie beim routinemäßigen Austausch alter Zähler.
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Als optionaler Kundenservice werden variable Tarife, zum Beispiel stundenweise oder lastvariable Abrechnung möglich und damit auch bessere Tarifsysteme. Für den Verbraucher ist auch interessant, dass die Geräte über eine Schnittstelle, etwa via Fernseher oder Computer, aktuelle Daten liefern. Damit kann der Verbrauch optimiert werden, sowohl durch Änderung des Nutzungsverhaltens, wie auch im Ausfindig machen von Geräten mit besonders hohem Verbrauch.
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Insgesamt können intelligente Zähler nicht nur wirtschaftlich interessant sein, sie dienen auch der nachhaltigeren Ressourcennutzung.
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Über intelligente Stromzähler, die mit einem Kommunikationsmodul ausgestattet sind, kann dem Energie-Versorger der Zählerstand in verschiedenen Zeitrastern (Tag-Monat-Jahr) übermittelt werden und diese dem Kunden über ein Webportal visualisiert werden.
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Ein zunehmendes Problem stellen allerdings die Datensicherheit und der Schutz derartiger Systeme vor unbefugten Eingriff oder Manipulation dieser Systeme durch Dritte dar. In einem lokalen Messstellennetz ist eine Mehrzahl von Energiemengenzählern angeordnet. Die Energiemengenzähler sind mit einem Kommunikationsgerät verbunden. Das Kommunikationsgerät wird auch als Gateway verstanden, da es eine Schnittstelle zwischen dem Messstellennetz und einem Weitverkehrsnetz darstellt. Vorzugswese verfügt das Kommunikationsgerät über Routingfunktionalitäten und kann beispielsweise über Mobilfunk, insbesondere GSM, GPRS, UMTS, LTE oder dergleichen Funkverbindungen mit dem Weitverkehrsnetz kommunizieren. Diese Kommunikationswege und Schnittstellen zwischen den einzelnen Komponenten stellen Einfallstore für unbefugte Zugriffe in solchen Smart-Metering Systemen dar. Abhilfe schaffen beispielsweise in
DE 10 2012008519 A1 offenbarte Energiemengenzählersicherungssysteme oder Verschlüsselungszertifikate, die in einem Smart-Meter-Gateway integriert sind und nur vom Netzbetreiber oder Hersteller der Schnittstellen konfigurierbar und auslesbar sind.
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Daraus leitet sich allerdings ein nächstes Problem der Nutzung des Smart-Metering-Konzeptes ab: Derartig Verschlüsselungsmodule bzw. die Kommunikationsgeräte an den Schnittstellen zwischen den Smart-Meter und einem Zentralrechner weisen meist keine Anzeige oder nur eine sehr minimalistische Anzeige auf, so dass sich Fehler nur sehr rudimentär oder gar nicht darstellen lassen. Um die Fehler auslesen zu können, sind oft spezielle Analysewerkzeuge erforderlich, mit welchem der Fehlercode ausgelesen und festgestellt werden kann, was defekt ist. Durch die Verschlüsselung und sichere Verwahrung von kryptographischen Geheimnissen in derartigen Verschlüsselungsmodulen ist es somit alleine den Netzbetreibern bzw. Herstellern dieser Verschlüsselungsmodulen vorbehalten, im Falle auftretender Fehler zu reagieren, denn nur dieser verfügen über die benannten Analysetools, um in der Lage zu sein, das System in seinen Ausgangszustand zurückzusetzen oder auszutauschen.
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Es ist daher wünschensweit ein Gerät bereitzustellen, welches zumindest auch für das Wartungs- oder Installationspersonal vor Ort genutzt werden kann, um beispielsweise den korrekten Anschluss von Smart-Meter in einem lokalen Messstellennetz überprüfen zu können ohne auf teure und unhandliche Analysegeräte angewiesen zu sein.
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Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Gerät bereitzustellen, welches die vorbenannten Nachteile ausräumt.
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Die Aufgabe wird mit einem Handmessdiagnosegerät gelöst, welches eine Schnittstelle zur kommunizierenden Verbindung mit einem lokalen Messstellennetz, wobei das Handmessdiagnosegerät anstelle eines Smart-Meter-Gateways an die LMN-Schnittstelle anschließbar ist, sowie ein Eingabemittel um einen Mess- und/oder Diagnoseablauf an dem anschließbaren lokalen Messstellennetz durchzuführen, umfasst, wobei die Diagnose- und/oder Wartungsfunktionen ein Rücksetzen eines Pairing Zustandes zwischen einem Energiemengenzähler des lokalen Messstellennetzes und dem Smart-Meter-Gateway umfassen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Handmessdiagnosegerät eine Anzeigeeinheit. Die Anzeigeeinheit kann beispielsweise ein Display oder eine Statusanzeige sein, z.B. ein- oder mehrfarbige Leuchtdioden (LED), die dazu dienen entweder den Status des Handmessdiagnosegerätes oder den Status eines oder mehrerer angeschlossener Teilnehmer in dem mit dem Handmessdiagnosegerät verbindbaren Messstellennetzes anzuzeigen.
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In einer Ausgestaltung umfasst das mit dem Handmessdiagnosegerät verbindbare lokale Messstellennetz mindestens einen Energiemengenzähler als Teilnehmer in dem lokalen Messstellennetz. Ein Energiemengenzähler kann beispielsweise ein Stromzähler oder ein Gaszähler oder ein Wasserzähler oder ein Wärmezähler sein.
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Vorteilhaft ist, dass mit dem Handmessdiagnosegerät ein Ist-Zustand eines angeschlossenen Energiemengenzählers im lokalen Messstellennetz analysierbar ist, ein Vergleich mit einem Soll-Zustand durchführbar ist, wobei ein von einem Unterschied zwischen Ist- und Soll-Zustand ableitbarer Fehlerzustand mittels der Anzeigeeinheit anzeigbar ist. Damit entfällt eine aufwendige Analyse mit speziellen und unhandlichen Analysetools.
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Vorteilhafterweise ist mit dem erfindungsgemäßen Handmessdiagnosegerät eine korrekte Verkabelung eines symmetrischen Adernpaares des Energiemengenzählers, eine korrekte Terminierung eines symmetrischen Adernpaares am letzten Energiemengenzählers im lokalen Messstellennetz, eine Überwachung einer Signalqualität im Messstellennetz und / oder eine Qualitätskontrolle der Energieversorgung des Messstellennetzes durchführbar. Falls eine Vertauschung bei der Verkabelung des symmetrischen Adernpaares erfolgt ist, wird dieser Fehler zur Anzeige über die Anzeigeeinheit gebracht. Die Signalqualität kann beispielsweise mittels Augendiagramm, Bitfehlerrate oder adäquater objektiver Beurteilungskriterien ausgewertet und ebenfalls zur Anzeige gebracht werden. Auch die Qualität der Stromversorgung des LMN (lokalen metrologischen Netzes) kann beispielsweise am Spannungsverlauf, an der Stromaufnahme durch die Teilnehmer im Netz, d.h. also den Energiemengenzählern, oder anhand von Störsignalen beurteilt und zur Anzeige gebracht werden, beispielsweise durch eine Statusanzeige aus LEDs.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Handmessdiagnosegeräts umfasst dieses eine Datenschnittstelle. Die Datenschnittstelle kann für die Kommunikation mit PCs, Laptops, Tablets, Smartphones usw. genutzt werden. Diese kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Darüber können Messdaten, Ergebnisse, Logdaten, Firmwareaktualisierungen und Bedienungsanweisungen übertragen werden.
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Das Handmessdiagnosegerät kann aus einem Akku, Batterien oder permanent versorgt werden. Im Falle eines Akkubetriebes kann es eine geeignete Ladeschaltung enthalten, welche vorzugsweise aber nicht zwingend über die Daten-Schnittstelle erfolgt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind mit dem Handmessdiagnosegerät mittels eines Kommunikationsprotokolls nach einer zertifizierten Technischen Richtlinie TR-03109 Diagnose- und / oder Wartungsfunktionen an einem Energiemengenzähler des lokalen Messstellennetzes durchführbar.
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Besonders vorteilhaft ist, dass über die Diagnose- und / oder Wartungsfunktionen für jeden einzelnen Energiemengenzähler im lokalen Messstellennetz, eine Adresse, eine Seriennummer, ein Firmware-Stand und / oder ein Pairing-Zustand mit einem Smart-Meter-Gateway analysierbar ist. Dafür wird das Handmessdiagnosegerät anstelle des Smart-Meter-Gateways (SMGW) an die LMN-Schnittstelle angeschlossen. Es kann dann auf eine Nutzerinteraktion hin oder automatisch alle Teilnehmer des LMN (Lokales Metrologisches Netz) durch geeignete Botschaften ermitteln (siehe „BSI TR-03109 Technische Vorgaben für intelligente Messsysteme und deren sicherer Betrieb“, https://www.bsi.bund.de/DE/Publikationen/ TechnischeRichtlinien/tr03109/index_htm.html) und deren Eigenschaften auslesen. Dazu zählen u.a. die Adresse im LMN, die Seriennummer, der Firmware-Stand und der Zustand (Pairing) in dem sich der Energiemengenzähler befindet.
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Weiter besonders vorteilhaft ist, dass die Diagnose- und / oder Wartungsfunktionen ein Rücksetzen eines Pairing Zustandes zwischen einem Energiemengenzähler des lokalen Messstellennetzes und dem Smart-Meter-Gateway umfassen. Auf der Ebene des Kommunikationsprotokolls des LMN können somit weitere Diagnose- und Wartungsfunktionen ermöglicht werden. Dazu zählt insbesondere die Aufforderung an einen LMN-Teilnehmer das Pairing zurückzusetzen. Dies ist wichtig in dem Fall, in dem sich das Smart-Meter-Gateway und der Energiemengenzähler „aus den Augen verloren haben“.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Handmessdiagnosegerät in einer Hand tragbar ist. Damit ist es für Wartungs- und Instantsetzungspersonal besonders leicht, einfache Diagnose- und Analysefunktionen vor Ort durchzuführen ohne das fehlerhaft arbeitende Energiemengenzähler aufwendig ab- oder ausgebaut und zum Hersteller oder Netzbetreiber eingeschickt werden müssen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Messstellennetz durch das Handmessdiagnosegerät mit Energie versorgbar. Das bedeutet, dass die Teilnehmer des Messstellennetzes, die keine eigene Energieversorgung aufweisen mittels des Handmessdiagnosegerätes mit Energie versorgt werden, um die Interaktionen mit dem Handmessdiagnosegerät ausführen zu können. Dabei kann das Handmessdiagnosegerät entweder durch einen Akku, eine Batterie, ein Netzteil oder eine andere Energieversorgung betrieben werden.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
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Die zugehörigen Zeichnungen zeigen
- 1 Schematische Darstellung Handmessdiagnosegerätes;
- 2 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Handmessdiagnosegerätes in einem lokalen Messstellennetz mit mehreren Energiemesszählern.
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1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Handmessdiagnosegerätes 1. Das Handmessdiagnosegerät 1 umfasst eine Schnittstelle 3 zur kommunizierenden Verbindung mit einem lokalen Messstellennetz 9, auch als LMN-Schnittstelle 3 oder RS485 Schnittstelle bezeichnet, sowie ein Eingabemittel 4 um einen Mess- und/oder Diagnoseablauf an dem anschließbaren lokalen Messstellennetz 9 durchzuführen. Das Handmessdiagnosegerät 1 ist für den Einsatz vor Ort am Energiemengenzähler 6, beispielsweise einem Stromzähler geeignet. Dafür weist das Handmessdiagnosegerät 1 eine kabelgebundene LMN-Schnittstelle 3 auf, die vor Ort an den Energiemengenzähler 6 angeschlossen wird. Das Handmessdiagnosegerät 1 kann im Akkubetrieb oder Netzgebunden betrieben werden. Um den Status des zu messenden bzw. zu untersuchenden Energiemengenzählers 6 vor Ort beurteilen zu können, weist das Handmessdiagnosegerät 1 eine Anzeigeeinheit 5, z.B. ein Display oder anderweitige Statusanzeigen, wie LEDs, usw. auf. Um einen Mess- oder Diagnoseablauf starten zu können, stehen Eingabemittel 4 zur Verfügung, wie Taster, Tastatur, Touch, usw. Denkbar sind aber auch automatische Mechanismen, die aktiviert werden, sobald das Handmessdiagnosegerät 1 an das LMN 9 angeschlossen wird, so dass keine Eingabemittel 4 erforderlich sind. Es kann auch eine Daten-Schnittstelle 2 vorgesehen sein, die für die Kommunikation mit PCs, Laptops, Tablets, Smartphones usw. genutzt werden kann.
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2 zeigt das erfindungsgemäße Handmessdiagnosegerät 1 an einem lokalen metrologischen Messstellennetz 9. Das Handmessdiagnosegerät 1 wird anstelle des Smart-Meter-Gateways (SMGW) 8 an die LMN-Schnittstellen 7 angeschlossen an dessen LMN-Schnittstelle 3. Es kann dann auf eine Nutzerinteraktion hin oder automatisch alle Teilnehmer des LMN 9 durch geeignete Botschaften ermitteln (siehe „BSI TR-03109 Technische Vorgaben für intelligente Messsysteme und deren sicherer Betrieb“,
https://www.bsi.bund.de/DE/Publikationen/ TechnischeRichtlinien/tr03109/index_htm.html) und deren Eigenschaften auslesen. Dazu zählen u.a. die Adresse im LMN, die Seriennummer, der Firmware-Stand und der Zustand (Pairing) in dem sich der Energiemengenzähler 6 befindet.
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Besonders vorteilhaft ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Handmessdiagnosegerät 1 eine korrekte Verkabelung eines symmetrischen Adernpaares des Energiemengenzählers 6, eine korrekte Terminierung eines symmetrischen Adernpaares am letzten Energiemengenzählers 6 im lokalen Messstellennetz 9, eine Überwachung einer Signalqualität im Messstellennetz 9 und / oder eine Qualitätskontrolle der Energieversorgung des Messstellennetzes 9 durchgeführt werden kann. Falls eine Vertauschung bei der Verkabelung des symmetrischen Adernpaares erfolgt ist, wird dieser Fehler zur Anzeige über die Anzeigeeinheit 5 gebracht. Die Signalqualität kann beispielsweise mittels Augendiagramm, Bitfehlerrate oder adäquater objektiver Beurteilungskriterien ausgewertet und ebenfalls zur Anzeige 5 gebracht werden. Auch die Qualität der Stromversorgung des LMN 9 (lokalen metrologischen Netzes) kann beispielsweise am Spannungsverlauf, an der Stromaufnahme durch die Teilnehmer 6 im Netz, d.h. also den Energiemengenzählern 6, oder anhand von Störsignalen beurteilt und zur Anzeige 5 gebracht werden, beispielsweise durch eine Statusanzeige aus LEDs.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, dass die Diagnose- und / oder Wartungsfunktionen ein Rücksetzen eines Pairing Zustandes zwischen einem Energiemengenzähler 6 des lokalen Messstellennetzes 9 und dem Smart-Meter-Gateway 8 umfassen. Auf der Ebene des Kommunikationsprotokolls des LMN 9 können somit weitere Diagnose- und Wartungsfunktionen ermöglich werden. Dazu zählt insbesondere die Aufforderung an einen LMN-Teilnehmer 6 das Pairing zurückzusetzen. Dies ist wichtig in dem Fall, in dem sich das Smart-Meter-Gateway 8 und der Energiemengenzähler 6 „aus den Augen verloren haben“.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Handmessdiagnosegerät
- 2
- Datenschnittstelle
- 3
- LMN-Schnittstelle
- 4
- Eingabemittel
- 5
- Anzeigeeinheit
- 6
- Energiemengenzähler
- 7
- LMN-Schnittstellen (RS485)
- 8
- Smart-Meter-Gateway
- 9
- Lokales Messstellennetz
