Поквартирный учёт с Modbus-счётчиками

Зачем нужен поквартирный учёт?

Основной счётчик здания измеряет общее потребление. Поквартирный учёт делит его на уровни: по этажам в офисах, по квартирам в домах, по системам (отопление, освещение, IT) в коммерческих зданиях.

Директива ЕС 2012/27/ЕС (об энергоэффективности) требует индивидуального учёта в новых многоквартирных домах, где это технически осуществимо и рентабельно. KNX считывает данные счётчиков через Modbus и отображает их на комнатных контроллерах, энергетических панелях и передаёт в биллинговые системы.

Сертификация MID

MID (Директива по измерительным приборам 2014/32/ЕС) сертифицирует счётчики для законного биллинга. Сертифицированный MID-счётчик можно использовать для:

• Выставления счетов арендаторам в многоквартирных домах
• Расчётов с поставщиком электроэнергии
• Энергосервисных контрактов

Счётчики без MID отлично подходят для внутреннего мониторинга и управления зданием, но не могут использоваться для биллинга. Schneider iEM3155 и Eastron SDM630MCT — популярные MID-сертифицированные трёхфазные Modbus-счётчики, широко используемые в проектах по всему ЕС.

Подключение: прямое или через трансформаторы

Существует два способа подключения, которые выбираются в зависимости от силы тока в цепи:

Основы карты регистров Modbus

Большинство счётчиков Modbus используют схожую структуру регистров, основанную на стандарте Eastron/Carlo Gavazzi. Регистры читаются по функции 04 (чтение входных регистров). Каждый регистр — 2 байта; 32-битные float занимают 2 последовательных регистра (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

Шлюз KNX-Modbus (например, MDT SCN-IP100.03, Loytec LIP-ME201) опрашивает эти регистры с настраиваемым интервалом (обычно 10–30 с) и отображает их в групповые объекты KNX DPT 14.xxx, делая данные об энергии доступными на шине KNX для контроллеров помещений, визуализации и логических модулей.

Практика монтажа в щите

В щите на DIN-рейке счётчики устанавливаются ниже автоматического выключателя, который они контролируют. Счётчики с ТТ имеют трансформаторы, устанавливаемые на проводники до (ввод) или после (отвод) автомата. Ключевые правила проводки RS-485 Modbus:

Пример: поквартирный учёт в многоквартирном доме

12-квартирный дом с полноценной системой подомового учёта на Modbus:

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

Контроллер WirenBoard WB-7 опрашивает все 14 счётчиков по Modbus и публикует показания в MQTT. Шлюз KNX-MQTT (или Home Assistant с интеграцией KNX) передаёт данные на шину KNX для отображения на комнатных контроллерах и формирования ежемесячных счетов по квартирам.