Modbus TCP -energiamittarin integrointi: rekisterit ja testaus

Modbus TCP -energiamittarin integrointi paikalliseen seurantaan

Modbus TCP:n avulla paikallinen sovellus voi lukea sähkömittauksia suoraan IAMMETERin Wi-Fi-energiamittarista.

Se soveltuu:

• PLC- ja SCADA-järjestelmiin;
• Home Assistantiin ja Node-REDiin;
• paikallisiin energianhallintajärjestelmiin (EMS);
• rakennusten hallintajärjestelmiin (BMS);
• sekunnin välein tapahtuvaan seurantaan ja automaatioon;
• sovelluksiin, joiden on toimittava ilman IAMMETER-Cloudia.

IAMMETER energy meter
        │
        │ Wi-Fi / LAN
        │ Modbus TCP
        ▼
Home Assistant, Node-RED, PLC, SCADA or custom EMS

Asiakas aloittaa jokaisen pyynnön. Mittari palauttaa rekisteriarvot jännitteelle, virralle, pätöteholle, tuodulle energialle, viedylle energialle, tehokertoimelle, taajuudelle ja muille tuetuille mittauksille.

Modbus TCP on paikallinen kyselyliittymä. Jos mittarin pitää julkaista tietoja brokerille, käytä MQTT:tä. Jos sen pitää lähettää tietoja asiakkaan palvelimelle, katso IAMMETER-tietojen vastaanottaminen omalle palvelimellesi.

1. Miksi käyttää Modbus TCP:tä?

Verrattuna pilvikyselyyn tai mittarin säännöllisiin lähetyksiin Modbus TCP tarjoaa:

• suoran pääsyn lähiverkon yli;
• ei riippuvuutta IAMMETER-Cloudista datapolun osalta;
• vakioidun rekisteripohjaisen liittymän;
• sekunnin välein tapahtuvan kyselyn tuetuissa sovelluksissa;
• etumerkilliset pätötehoarvot kaksisuuntaiseen energianseurantaan;
• yhteensopivuuden yleisten automaatio- ja teollisuustyökalujen kanssa.

Tyypillisiä käyttötarkoituksia ovat:

• kuorman ohjaus reaaliaikaisen verkkotehon perusteella;
• aurinkotuotannon, verkon vaihdon tai piirikuorman paikallinen luku;
• energiamittarin lisääminen Home Assistantiin;
• mittausten kerääminen Node-REDissä;
• sähködatan integrointi PLC-, SCADA-, EMS- tai BMS-järjestelmään.

2. Tuetut IAMMETER-mittarit

Nykyiset IAMMETER-energiamittarimallit tukevat saatavilla olevia Home Assistant - ja avoimen integroinnin tiloja, mukaan lukien Modbus TCP:n. Käytöstä poistettua WEM3162-mallia ei käsitellä tässä oppaassa.

Tärkein ero mallien välillä on mittauskanavien lukumäärä ja tarkoitus:

• yksikanavaiset mittarit tarjoavat vaiheen A rekisterilohkon;
• kaksikanavaiset tai kaksivaiheiset mittarit käyttävät sovellettavia kanavalohkoja;
• kolmivaiheiset mittarit tarjoavat vaiheiden A, B ja C lohkot;
• tuetut mittarit voivat tarjota myös summa-arvoja ja valinnaisia loismittauksia.

Varmista aina rekisterivastaus projektissa käytetyn tarkan mallin ja laiteohjelmiston mukaisesti.

WEM3046T ja WEM3046TE

WEM3046T ja WEM3046TE mittaavat ulkoisen virtamuuntajan 5 A:n toisio-ulostuloa.

Ensiöpuolen virta-, teho- ja energia-arvoissa on siis käytettävä sovellettavaa ulkoista CT-suhdetta. Tämä skaalausvaatimus johtuu mittarin 5 A:n CT-tulorakenteesta; se ei ole Modbus TCP:lle tai tietylle alustalle ominainen käyttäytyminen.

Dokumentoi ja testaa CT-suhteen käsittely aina, kun näitä malleja integroidaan.

3. Yhteysparametrit

Virallinen IAMMETERin Modbus Poll -esimerkki käyttää:

Käytä mittarin lähiverkon IP-osoitetta isäntänä. Osoitteen varaaminen reitittimessä voi estää integraation katkeamisen DHCP-osoitteen muutoksen jälkeen.

Yllä olevat arvot ovat virallisessa esimerkissä näkyvät parametrit. Varmista todellinen laiteohjelmisto ja kohteen määritykset ennen kuin kovakoodaat ne tuotanto-ohjelmistoon.

4. Nopea testi Modbus Pollilla

Voit varmistaa yhteyden ennen koko alustan määritystä:

1. yhdistä tietokone ja IAMMETER-mittari samaan lähiverkkoon;
2. selvitä mittarin paikallinen IP-osoite;
3. luo Modbus TCP/IP -yhteys porttiin 502;
4. aseta laitetunnukseksi (Device ID) 1;
5. valitse toimintokoodiksi (Function Code) 03;
6. pyydä pitorekistereitä osoitteesta 0 alkaen;
7. vertaa palautettuja raaka-arvoja alla oleviin skaalaussääntöihin.

Kuvakaappauksessa käytetään 500 ms:n näyttöskannausta testausta varten. Normaalikäytössä IAMMETERin dokumentaatio suosittelee sekunnin välein tapahtuvaa kyselyä sen sijaan, että nopeinta asiakasasetusta pidettäisiin tuettuna tuotantovälinä.

Jos yhteys epäonnistuu, tarkista:

• että mittari ja asiakas ovat samassa tavoitettavassa verkossa;
• mittarin IP-osoite;
• TCP-portti 502 ja palomuurisäännöt;
• laitetunnus ja toimintokoodi;
• onko jokin toinen sovellus jo ohjaamassa suunniteltua kyselytyönkulkua;
• mittarin laiteohjelmistoversio.

5. Rekisterien tietotyypit ja skaalaus

IAMMETER käyttää 16-bittisiä pitorekistereitä.

16-bittiset arvot

Jännite, virta, tehokerroin ja taajuus käyttävät yhtä rekisteriä:

32-bittiset arvot

Pätöteho, kumulatiivinen energia ja loisarvot käyttävät kahta peräkkäistä rekisteriä.

Virallinen Modbus Poll -esimerkki näyttää korkean 16-bittisen sanan ensin. Yhdistä sanat seuraavasti:

raw32 = (register[n] << 16) | register[n + 1]

Tulkitse pätö- ja loisteho etumerkillisinä 32-bittisinä arvoina. Tulkitse kumulatiiviset energiapulssilaskurit etumerkittöminä 32-bittisinä arvoina.

Etumerkillinen pätöteho mahdollistaa integraation erottaa vastakkaiset tehosuunnat. Varmista etumerkkikäytäntö CT:n suunnan ja sovelluksen kytkennän mukaisesti käyttöönoton yhteydessä.

6. Keskeinen Modbus-rekisterikartta

Alla olevat rekisteriosoitteet ovat desimaalisiirroksia. Asiakkaan tulee käyttää toimintokoodia 03.

Vaihe A

Vaihe B

Vaihe C

Taajuus ja summa-arvot

Summarekisterit ovat olennaisimpia monikanavaisille mittareille. Yksikanavaisessa integraatiossa käytä sovellettavia vaiheen A arvoja ja varmista palautetut summa-arvot.

7. Valinnaiset loisrekisterit

Loisrekisterit ovat käytettävissä vain, kun sovellettava mittari ja laiteohjelmisto tukevat loismittausta ja se on käytössä.

Älä oleta, että nämä arvot ovat käytössä jokaisessa asennuksessa. Varmista malli, laiteohjelmisto ja loismittauksen asetus.

8. Laitetietorekisterit

Käsittele sarjanumeroita ja muita laitetunnisteita operatiivisena datana. Vältä puhdistamattomien arvojen julkaisemista kuvakaappauksissa, lokeissa tai julkisissa esimerkeissä.

9. Integrointiesimerkkejä

Home Assistant

Modbus TCP on IAMMETERin Home Assistant -vaihtoehto käyttäjille, jotka tarvitsevat nopeita paikallisia lukemia ja automaatiota.

Käytä IAMMETERin Home Assistant -integrointiopasta pääasiallisena HA-tulokohtana. Se erottaa mittaripuolen määrityksen Home Assistantin määrityksestä ja linkittää nykyisiin Modbus-toteutustapoihin.

Video:

• Kolmivaiheisen IAMMETER-mittarin integrointi Home Assistantiin Modbus TCP:n kautta

Node-RED

Node-RED voi kysellä pitorekistereitä, normalisoida raaka-arvot ja ohjata mittaukset automaatiovuohon, tietokantoihin tai kojelaudoille.

• IAMMETERin Node-RED-integraatio

PLC, SCADA, EMS ja BMS

Teollisuus- tai kaupalliseen integraatioon:

• dokumentoi käytetty rekisterikartan versio;
• käytä oikeaa etumerkillistä/etumerkitöntä muunnosta;
• varmista tavu- ja sanajärjestys;
• varmista CT-suunta ja CT-suhde;
• määritä aikakatkaisu- ja uudelleenyrityskäyttäytyminen;
• seuraa viimeisintä onnistunutta kyselyä;
• vältä tukemattomia kyselytaajuuksia;
• testaa verkon katkokset ja palautuminen.

Mukautettu ohjelmisto

Mukautetun Modbus TCP -asiakkaan tulisi erottaa:

1. yhteys- ja uudelleenyrityslogiikka;
2. rekisteriluvut;
3. 16- ja 32-bittinen dekoodaus;
4. mittarimallin ja kanavien kartoitus;
5. CT-suhteen normalisointi tarvittaessa;
6. tallennus- ja sovelluslogiikka.

10. Modbus TCP vai jokin muu IAMMETER-rajapinta?

Aiheeseen liittyvät oppaat:

• IAMMETERin paikalliset API:t ja avoimet rajapinnat
• Avoimen lähdekoodin energianseuranta-alustat
• Kehitä oma energianseurantajärjestelmäsi
• IAMMETERin käyttö ilman internetiä tai pilveä

11. Laiteohjelmisto

Modbus TCP ei ole enää kokeellinen päivitys, jota kuvattiin vain alkuperäisessä vuoden 2022 julkaisuprosessissa. Nykyiseen asennukseen käytä mittarimallille saatavilla olevaa uusinta laiteohjelmistoa:

• IAMMETERin laiteohjelmistojulkaisut ja päivitysohjeet

Merkitse ylös käytetty laiteohjelmistoversio rekisterikartan ja kyselykäyttäytymisen varmistamista varten.

12. Vanhan julkaisun tiedot

Tämä artikkeli julkaistiin alun perin, kun Modbus TCP -tuki otettiin käyttöön laiteohjelmistopäivityksen kautta.

Vanhemmat ohjeet mainitsivat laiteohjelmiston 75.68 päivityksen edellytyksenä ja pyysivät käyttäjiä pyytämään päivitystä palautejärjestelmän kautta. Tämä prosessi on säilytetty vain historiallisena taustana, eikä sitä tule käyttää uudessa asennuksessa.

Alkuperäinen julkaisuresurssi:

• Vanha Modbus TCP -laiteohjelmistoaihe

Päivitetty viimeksi: 16. heinäkuuta 2026