Integracija merilnika energije Modbus TCP: registri in testiranje
Integracija merilnika energije Modbus TCP za lokalno spremljanje
Modbus TCP omogoča lokalni aplikaciji neposredno branje električnih meritev iz IAMMETER Wi-Fi merilnika energije.
Primeren je za:
- sisteme PLC in SCADA;
- Home Assistant in Node-RED;
- lokalne sisteme za upravljanje energije (EMS);
- sisteme za upravljanje stavb (BMS);
- spremljanje in avtomatizacijo z enosekundno ločljivostjo;
- aplikacije, ki morajo delovati brez IAMMETER-Cloud.
IAMMETER energy meter
│
│ Wi-Fi / LAN
│ Modbus TCP
▼
Home Assistant, Node-RED, PLC, SCADA or custom EMS
Odjemalec sproži vsako zahtevo. Merilnik vrne vrednosti registrov za napetost, tok, delovno moč, prejeto energijo, oddano energijo, faktor moči, frekvenco in druge podprte meritve.
Modbus TCP je lokalni poizvedovalni vmesnik. Če naj merilnik objavlja podatke pri posredniku (brokerju), uporabite MQTT. Če naj podatke pošilja na uporabnikov strežnik, glejte Sprejem podatkov IAMMETER na lastnem strežniku.
1. Zakaj uporabiti Modbus TCP?
V primerjavi s poizvedovanjem prek oblaka ali periodičnim pošiljanjem podatkov merilnika Modbus TCP omogoča:
- neposreden dostop prek lokalnega omrežja;
- podatkovno pot, ki ni odvisna od IAMMETER-Cloud;
- standardni vmesnik na osnovi registrov;
- enosekundno poizvedovanje za podprte aplikacije;
- predznačene vrednosti delovne moči za dvosmerno spremljanje energije;
- združljivost z običajnimi orodji za avtomatizacijo in industrijo.
Običajne uporabe vključujejo:
- krmiljenje porabnika glede na trenutno moč iz omrežja;
- lokalno branje proizvodnje sončne elektrarne, izmenjave z omrežjem ali obremenitve tokokroga;
- dodajanje merilnika energije v Home Assistant;
- zbiranje meritev v Node-RED;
- vključevanje podatkov o elektriki v PLC, SCADA, EMS ali BMS.
2. Podprti merilniki IAMMETER
Trenutni modeli merilnikov energije IAMMETER podpirajo razpoložljive načine integracije s Home Assistant in odprto integracijo, vključno z Modbus TCP. Ukinjeni model WEM3162 v tem priročniku ni obravnavan.
Glavna razlika med modeli je število in namen merilnih kanalov:
- enokanalni merilniki izpostavijo registrski blok faze A;
- dvokanalni ali razdeljenofazni merilniki uporabljajo ustrezne kanalske bloke;
- trifazni merilniki izpostavijo bloke faz A, B in C;
- podprti merilniki lahko izpostavijo tudi seštevke in neobvezne jalove meritve.
Odziv registrov vedno preverite glede na točen model in vdelano programsko opremo (firmware), uporabljeno v projektu.
WEM3046T in WEM3046TE
Modela WEM3046T in WEM3046TE merita sekundarni izhod 5 A zunanjega tokovnega transformatorja.
Vrednosti toka, moči in energije na primarni strani morajo zato uporabljati ustrezen prenosni faktor zunanjega tokovnega transformatorja (CT). Ta zahteva po skaliranju izhaja iz zasnove vhoda CT 5 A merilnika; ne gre za vedenje, značilno za Modbus TCP ali določeno platformo.
Obdelavo prenosnega faktorja CT ohranite dokumentirano in preizkušeno povsod, kjer so ti modeli integrirani.
3. Parametri povezave
Uradni primer IAMMETER z Modbus Poll uporablja:
| Parameter | Primer vrednosti |
|---|---|
| Povezava | Modbus TCP/IP |
| Gostitelj (host) | Lokalni IP-naslov merilnika |
| TCP vrata | 502 |
| ID naprave / enote | 1 |
| Koda funkcije | 03 — branje holding registrov |
| Časovna omejitev odziva | 1000 ms v primeru |
Kot gostitelja uporabite LAN IP-naslov merilnika. Rezervacija naslova v usmerjevalniku lahko prepreči, da bi se integracija po spremembi naslova DHCP prekinila.
Zgornje vrednosti so parametri iz uradnega primera. Preden jih trdo vgradite v programsko opremo za produkcijsko uporabo, preverite dejansko vdelano programsko opremo in konfiguracijo na lokaciji.
4. Hitri preizkus z Modbus Poll
Za potrditev povezljivosti pred konfiguracijo celotne platforme:
- povežite računalnik in merilnik IAMMETER v isti LAN;
- poiščite lokalni IP-naslov merilnika;
- vzpostavite povezavo Modbus TCP/IP na vratih
502; - nastavite ID naprave na
1; - izberite kodo funkcije
03; - zahtevajte holding registre od naslova
0; - primerjajte vrnjene surove vrednosti s pravili skaliranja spodaj.
Na posnetku zaslona je za testiranje uporabljena 500 ms hitrost osveževanja prikaza. Za običajno uporabo dokumentacija IAMMETER priporoča enosekundno poizvedovanje, namesto da bi najhitrejšo nastavitev odjemalca obravnavali kot podprt produkcijski interval.
Če povezava ne deluje, preverite:
- ali sta merilnik in odjemalec v istem dosegljivem omrežju;
- IP-naslov merilnika;
- TCP vrata 502 in pravila požarnega zidu;
- ID naprave in kodo funkcije;
- ali drug program že nadzoruje predvideni potek poizvedovanja;
- različico vdelane programske opreme merilnika.
5. Vrste podatkov in skaliranje registrov
IAMMETER uporablja 16-bitne holding registre.
16-bitne vrednosti
Napetost, tok, faktor moči in frekvenca uporabljajo en register:
| Meritev | Vrsta surove vrednosti | Pretvorba |
|---|---|---|
| Napetost | 16-bitna brez predznaka | V = raw / 100 |
| Tok | 16-bitna brez predznaka | A = raw / 100 |
| Faktor moči | 16-bitna brez predznaka | PF = raw / 1000 |
| Frekvenca | 16-bitna brez predznaka | Hz = raw / 100 |
32-bitne vrednosti
Delovna moč, skupna energija in jalove vrednosti uporabljajo dva zaporedna registra.
Uradni primer Modbus Poll najprej prikaže 16-bitno besedo višjega reda. Besedi združite takole:
raw32 = (register[n] << 16) | register[n + 1]
Delovno in jalovo moč razlagajte kot 32-bitni vrednosti s predznakom. Števce impulzov skupne energije razlagajte kot 32-bitne vrednosti brez predznaka.
| Meritev | Vrsta surove vrednosti | Pretvorba |
|---|---|---|
| Delovna moč | 32-bitna s predznakom | W = raw32 |
| Prejeta energija (import/forward) | 32-bitna brez predznaka | kWh = raw32 / 800 |
| Oddana energija (export/reverse) | 32-bitna brez predznaka | kWh = raw32 / 800 |
| Jalova moč | 32-bitna s predznakom | var = raw32 |
| Induktivna/kapacitivna jalova energija | 32-bitna brez predznaka | kvarh = raw32 / 1000 |
Predznačena delovna moč omogoča integraciji razlikovanje nasprotnih smeri moči. Pri zagonu preverite konvencijo predznakov glede na orientacijo tokovnega transformatorja in napeljavo aplikacije.
6. Osnovna preslikava registrov Modbus
Naslovi registrov spodaj so decimalni odmiki. Odjemalec naj uporablja kodo funkcije 03.
Faza A
| Naslov | Dolžina | Meritev | Pretvorba |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | Napetost | Brez predznaka, /100 V |
| 1 | 1 | Tok | Brez predznaka, /100 A |
| 2 | 2 | Delovna moč | S predznakom, W |
| 4 | 2 | Prejeta energija (import/forward) | Brez predznaka, /800 kWh |
| 6 | 2 | Oddana energija (export/reverse) | Brez predznaka, /800 kWh |
| 8 | 1 | Faktor moči | Brez predznaka, /1000 |
| 9 | 1 | Identifikator modela v stari preslikavi | Ne uporabljajte kot edini trenutni katalog modelov |
Faza B
| Naslov | Dolžina | Meritev | Pretvorba |
|---|---|---|---|
| 10 | 1 | Napetost | Brez predznaka, /100 V |
| 11 | 1 | Tok | Brez predznaka, /100 A |
| 12 | 2 | Delovna moč | S predznakom, W |
| 14 | 2 | Prejeta energija (import/forward) | Brez predznaka, /800 kWh |
| 16 | 2 | Oddana energija (export/reverse) | Brez predznaka, /800 kWh |
| 18 | 1 | Faktor moči | Brez predznaka, /1000 |
| 19 | 1 | Rezervirano | Ni v uporabi |
Faza C
| Naslov | Dolžina | Meritev | Pretvorba |
|---|---|---|---|
| 20 | 1 | Napetost | Brez predznaka, /100 V |
| 21 | 1 | Tok | Brez predznaka, /100 A |
| 22 | 2 | Delovna moč | S predznakom, W |
| 24 | 2 | Prejeta energija (import/forward) | Brez predznaka, /800 kWh |
| 26 | 2 | Oddana energija (export/reverse) | Brez predznaka, /800 kWh |
| 28 | 1 | Faktor moči | Brez predznaka, /1000 |
| 29 | 1 | Rezervirano | Ni v uporabi |
Frekvenca in seštevki
| Naslov | Dolžina | Meritev | Pretvorba |
|---|---|---|---|
| 30 | 1 | Frekvenca | Brez predznaka, /100 Hz |
| 31 | 1 | Rezervirano | Ni v uporabi |
| 32 | 2 | Skupna delovna moč | S predznakom, W |
| 34 | 2 | Skupna prejeta energija (import/forward) | Brez predznaka, /800 kWh |
| 36 | 2 | Skupna oddana energija (export/reverse) | Brez predznaka, /800 kWh |
Registri seštevkov so najpomembnejši pri večkanalnih merilnikih. Pri enokanalni integraciji uporabite ustrezne vrednosti faze A in preverite vse vrnjene seštevke.
7. Neobvezni jalovi registri
Jalovi registri so na voljo le, kadar jalovo meritev podpira in omogoča ustrezen merilnik in njegova vdelana programska oprema.
| Naslov | Dolžina | Meritev | Pretvorba |
|---|---|---|---|
| 38 | 2 | Jalova moč faze A | S predznakom, var |
| 40 | 2 | Induktivna jalova energija faze A | Brez predznaka, /1000 kvarh |
| 42 | 2 | Kapacitivna jalova energija faze A | Brez predznaka, /1000 kvarh |
| 44 | 2 | Jalova moč faze B | S predznakom, var |
| 46 | 2 | Induktivna jalova energija faze B | Brez predznaka, /1000 kvarh |
| 48 | 2 | Kapacitivna jalova energija faze B | Brez predznaka, /1000 kvarh |
| 50 | 2 | Jalova moč faze C | S predznakom, var |
| 52 | 2 | Induktivna jalova energija faze C | Brez predznaka, /1000 kvarh |
| 54 | 2 | Kapacitivna jalova energija faze C | Brez predznaka, /1000 kvarh |
Ne domnevajte, da so te vrednosti aktivne v vsaki namestitvi. Preverite model, vdelano programsko opremo in nastavitev jalove meritve.
8. Registri s podatki o napravi
| Naslov | Dolžina | Opis |
|---|---|---|
| 56 | 8 | Serijska številka naprave |
| 64 | 1 | Čas delovanja v sekundah |
Serijske številke in druge identifikatorje naprav obravnavajte kot operativne podatke. Izogibajte se objavljanju nezakritih vrednosti na posnetkih zaslona, v dnevnikih ali javnih primerih.
9. Primeri integracije
Home Assistant
Modbus TCP je možnost IAMMETER za Home Assistant za uporabnike, ki potrebujejo hitre lokalne odčitke in avtomatizacijo.
Kot glavni vstop za HA uporabite vodnik za integracijo IAMMETER s Home Assistant. Ločuje konfiguracijo na strani merilnika od konfiguracije Home Assistant in povezuje na trenutne metode implementacije Modbus.
Video:
Node-RED
Node-RED lahko poizveduje holding registre, normalizira surove vrednosti in usmerja meritve v tokove avtomatizacije, podatkovne zbirke ali nadzorne plošče.
PLC, SCADA, EMS in BMS
Za industrijsko ali poslovno integracijo:
- dokumentirajte uporabljeno različico preslikave registrov;
- uporabite pravilno pretvorbo predznačenih/nepredznačenih vrednosti;
- preverite vrstni red bajtov in besed;
- potrdite orientacijo in prenosni faktor tokovnega transformatorja (CT);
- določite vedenje časovne omejitve in ponovnih poskusov;
- spremljajte zadnje uspešno poizvedovanje;
- izogibajte se nepodprtim hitrostim poizvedovanja;
- preizkusite prekinitev in ponovno vzpostavitev omrežja.
Lastna programska oprema
Lasten odjemalec Modbus TCP naj ločuje:
- logiko povezave in ponovnih poskusov;
- branje registrov;
- dekodiranje 16-bitnih in 32-bitnih vrednosti;
- preslikavo modela merilnika in kanalov;
- normalizacijo prenosnega faktorja CT, kjer je potrebna;
- shranjevanje in aplikacijsko logiko.
10. Modbus TCP ali drug vmesnik IAMMETER?
| Zahteva | Priporočeni vmesnik |
|---|---|
| Enosekundno lokalno poizvedovanje | Modbus TCP |
| Preprosto pridobivanje JSON prek LAN | Lokalni HTTP API |
| Objavljanje podatkov za več porabnikov | MQTT |
| Pošiljanje podatkov merilnika na uporabnikov spletni servis | HTTP/HTTPS |
| Pošiljanje podatkov merilnika na lasten socket strežnik | TCP/TLS |
| Primerjava pripravljenih platform | Vodnik za odprtokodno integracijo |
Povezani vodniki:
- Lokalni API-ji in odprti vmesniki IAMMETER
- Odprtokodne platforme za spremljanje energije
- Razvijte lasten sistem za spremljanje energije
- Uporaba IAMMETER brez interneta ali oblaka
11. Vdelana programska oprema (firmware)
Modbus TCP ni več eksperimentalna nadgradnja, opisana le s prvotnim postopkom izdaje iz leta 2022. Za trenutno namestitev uporabite najnovejšo vdelano programsko opremo, ki je na voljo za model merilnika:
Zabeležite uporabljeno različico vdelane programske opreme za preverjanje preslikave registrov in vedenja poizvedovanja.
12. Informacije o starejši izdaji
Ta članek je bil prvotno objavljen, ko je bila podpora za Modbus TCP uvedena z nadgradnjo vdelane programske opreme.
Starejša navodila so vdelano programsko opremo 75.68 omenjala kot pogoj za nadgradnjo in uporabnike prosila, naj nadgradnjo zahtevajo prek sistema za povratne informacije. Ta postopek je tu ohranjen samo kot zgodovinski kontekst in se ne sme uporabiti za novo namestitev.
Vir prvotne izdaje:
Nazadnje posodobljeno: 16. julija 2026
