Apakšuzskaite ar Modbus enerģijas skaitītājiem

Kāpēc nepieciešama apakšuzskaite?

Ēkas galvenais enerģijas skaitītājs mēra kopējo patēriņu. Apakšuzskaite sadala to īrnieku, zonu vai sistēmu līmenī: stāvs pa stāvam birojos, dzīvoklis pa dzīvoklim daudzdzīvokļu mājās, HVAC pret apgaismojumu un IT komercēkās.

ES Direktīva 2012/27/ES (Enerģijas efektivitātes direktīva) pieprasa individuālu uzskaiti jaunās daudzdzīvokļu ēkās, ja tas ir tehniski iespējams un izmaksu ziņā lietderīgi. KNX nolasa apakšuzskaites datus caur Modbus un attēlo tos telpu kontrolleros, enerģijas paneļos un nosūta norēķinu sistēmām.

MID sertifikācija

MID (Mērinstrumentu direktīva 2014/32/ES) sertificē enerģijas skaitītājus juridiskai norēķinu veikšanai. MID sertificētu skaitītāju var izmantot:

• Īrnieku rēķinu izrakstīšanai daudzdzīvokļu mājās
• Norēķiniem ar elektroenerģijas piegādātāju
• Enerģijas pakalpojumu līgumiem

Skaitītāji bez MID ir lieliski piemēroti iekšējam monitoringam un ēkas pārvaldībai, bet tos nevar izmantot norēķiniem. Schneider iEM3155 un Eastron SDM630MCT ir populāri MID sertificēti trīsfāžu Modbus skaitītāji, ko plaši izmanto ES projektos.

Pieslēgums: tiešais vai caur transformatoriem

Pastāv divi pieslēguma veidi, kurus izvēlas atkarībā no ķēdes strāvas līmeņa:

Modbus reģistru kartes pamati

Lielākā daļa Modbus enerģijas skaitītāju izmanto līdzīgu reģistru struktūru, kas balstīta uz Eastron/Carlo Gavazzi standartu. Reģistrus nolasa ar Modbus funkcijas kodu 04 (lasīt ieejas reģistrus). Katrs reģistrs ir 2 baiti; 32 bitu float vērtības aizņem 2 secīgus reģistrus (big-endian).

Register  Parameter              Format    Unit
─────────────────────────────────────────────────
40001     Voltage L1             Float32   V
40003     Voltage L2             Float32   V
40005     Voltage L3             Float32   V
40007     Current L1             Float32   A
40009     Current L2             Float32   A
40011     Current L3             Float32   A
40013     Active power L1        Float32   W
40015     Active power L2        Float32   W
40017     Active power L3        Float32   W
40031     Power factor (total)   Float32   —
40073     Active energy total    Float32   kWh

Read: Function code 04 (read input registers)
Each 32-bit float = 2 consecutive 16-bit registers

KNX-Modbus vārteja (MDT SCN-IP100.03, Loytec LIP-ME201) nolasa šos reģistrus ar konfigurējamu intervālu (parasti 10–30 s) un pārveido tos KNX DPT 14.xxx grupas objektos, padarot enerģijas datus pieejamus KNX kopnē telpu kontrolleriem, vizualizācijām un loģikas moduļiem.

Paneļa montāžas prakse

DIN-sliedes panelī enerģijas skaitītāji tiek uzstādīti zem automātiskā slēdža, kuru tie uzrauga. CT tipa skaitītājiem transformatori tiek uzstādīti uz vadiem pirms (galvenais) vai pēc (atzarojums) automātiskā slēdža. Galvenie RS-485 Modbus vadu noteikumi:

Piemērs: dzīvokļu skaitītāju nolasīšana daudzdzīvokļu mājā

12-dzīvokļu māja ar pilnu Modbus apakšuzskaites sistēmu:

Grid supply
    │
    ├── Main meter (Modbus addr 1)
    │   Schneider iEM3255, MID, CT 250A 3-phase
    │   → Billing settlement with utility
    │
    ├── Apt 01 meter (Modbus addr 2)
    │   Eastron SDM120, MID, direct 63A 1-phase
    │   → Tenant billing
    │   ...
    ├── Apt 12 meter (Modbus addr 13)
    │   Eastron SDM120, MID, direct 63A 1-phase
    │
    └── Common areas meter (Modbus addr 14)
        WirenBoard WB-MAP3H, non-MID, 3-phase CT
        → Lift, stairwell lighting, parking
        → Internal building management only

RS-485 bus: addresses 1–14, all meters daisy-chained
WirenBoard WB-7 controller reads all meters → MQTT
KNX gateway subscribes MQTT → KNX group objects
Monthly billing reports generated per apartment

WirenBoard WB-7 kontrolieris nolasa visus 14 skaitītājus pa Modbus un publicē rādījumus MQTT. KNX-MQTT tilts (vai Home Assistant ar KNX integrāciju) padara datus pieejamus KNX kopnē, lai tos attēlotu telpu kontrolleros un ģenerētu ikmēneša rēķinus pa dzīvokļiem.