Unterzählung mit Modbus-Energiezählern
Modbus-RTU/TCP-Energiezähler für die Gebäude-Unterzählung — MID-Zertifizierung, Anschlussmethoden, Registerkarten, KNX-Modbus-Gateway-Konfiguration und ein vollständiges Beispiel für einen Wohnblock.
Warum Unterzählung?
Der Hauptenergiezähler eines Gebäudes misst den Gesamtverbrauch. Unterzähler teilen diesen in Mieter-, Zonen- oder Systemebene auf: Etage für Etage in Büros, Wohnung für Wohnung in Gebäuden, HLK vs. Beleuchtung vs. IT in Gewerbegebäuden.
Die EU-Richtlinie 2012/27/EU (Energieeffizienzrichtlinie) verlangt eine individuelle Verbrauchserfassung für neue Mehrfamilienhäuser, sofern technisch machbar und kosteneffizient. KNX liest Unterzählerdaten über Modbus aus und zeigt sie auf Raumreglern, Energiedashboards an und sendet sie an Abrechnungssysteme.
EU-Richtlinie 2012/27/EU — individuelle Verbrauchserfassung
Neue Mehrfamilien- und Mehrzweckgebäude mit einer zentralen Wärme- oder Kältequelle müssen auf Untereinheitenebene individuelle Verbrauchszähler haben. Mitgliedstaaten können Unterzähler auch in Bestandsgebäuden vorschreiben, wenn technisch machbar und verhältnismäßig.
MID-Zertifizierung
MID (Messgeräterichtlinie 2014/32/EU) zertifiziert Energiezähler für die gesetzliche Abrechnung. Ein MID-zertifizierter Zähler kann verwendet werden für:
- Mieterabrechnung in Wohnanlagen
- Abrechnung mit dem Stromlieferanten
- Energie-Contracting
Nicht-MID-Zähler sind für die interne Überwachung und Gebäudeverwaltung völlig in Ordnung, können aber nicht für die Abrechnung verwendet werden. Schneider iEM3155 und Eastron SDM630MCT sind beliebte MID-zertifizierte 3-Phasen-Modbus-Zähler, die in EU-Projekten weit verbreitet sind.
| Modell | MID | Phasen | Schnittstelle | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|
| Schneider iEM3155 | Ja | 3-phasig | Modbus RTU | Direkt bis 80A; CT-Version: iEM3255 |
| Eastron SDM630MCT | Ja | 3-phasig | Modbus RTU | CT-Typ, bis 5A CT-Sekundär |
| Eastron SDM72CTM | Ja | 3-phasig | Modbus RTU | Kompakt, beliebt in CEE |
| WirenBoard WB-MAP3H | Nein | 3-phasig | Modbus RTU | Internes Monitoring, 3-phasiger CT |
| Carlo Gavazzi EM24 | Ja | 3-phasig | Modbus RTU | Hohe Genauigkeit, Hutschienenmontage |
| Iskraemeco MT860 | Ja | 3-phasig | Modbus TCP | Versorgungsqualität, DLMS/COSEM |
Verdrahtung: direkt vs. Stromwandler
Es gibt zwei Verdrahtungsmethoden, die je nach Stromstärke des zu messenden Stromkreises ausgewählt werden:
Direktverdrahtung (bis 80 A)
Zähler in Reihe mit dem Stromkreis – der Strom fließt durch die Zählerklemmen. Wird für einzelne Wohnungszuleitungen, kleine Gewerbeeinheiten und Einzelstromkreisüberwachung verwendet.
Typische Modelle: Schneider iEM3155, Eastron SDM120, Carlo Gavazzi EM23
Stromwandler (CT)
Stromwandler werden um Leiter gelegt; der Zähler misst den Sekundärstrom des Wandlers (typischerweise max. 5 A). Verwendet für Hauptversorgungsleitungen, HVAC-Stromkreise und große Sammelschienenanlagen bis zu tausenden Ampere.
Typische Modelle: Schneider iEM3255, Eastron SDM630MCT, WirenBoard WB-MAP3H
⚠️ Warnung vor offenem Stromwandler-Sekundärkreis
Öffnen Sie niemals den Sekundärkreis eines Stromwandlers unter Last. Der Sekundärkreis muss immer entweder an den Zähler oder an einen Kurzschlussblock angeschlossen sein. Ein offener Sekundärkreis erzeugt gefährliche Hochspannung. Kurzschließen Sie immer die Sekundärkreise, bevor Sie den Zähler trennen.
Grundlagen der Modbus-Registerkarte
Die meisten Modbus-Energiezähler verwenden eine ähnliche Registerstruktur basierend auf der Eastron/Carlo-Gavazzi-Konvention. Register werden über den Modbus-Funktionscode 04 (Eingangsregister lesen) gelesen. Jedes Register ist 2 Bytes; 32-Bit-Gleitkommawerte erstrecken sich über 2 aufeinanderfolgende Register (Big-Endian).
Eastron SDM-Registerkarte (Auswahl)
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
Ein KNX-Modbus-Gateway (MDT SCN-IP100.03, Loytec LIP-ME201) liest diese Register in einem konfigurierbaren Abfrageintervall (typischerweise 10–30 Sekunden) und bildet sie auf KNX-DPT-14.xxx-Gruppenobjekte ab, wodurch Energiedaten auf dem KNX-Bus für Raumcontroller, Visualisierungen und Logikmodule verfügbar werden.
Schaltschrank-Verdrahtungspraxis
In einem Hutschienen-Schaltschrank werden Energiezähler unter dem zugehörigen LS-Schalter montiert. CT-Zähler haben Stromwandler, die auf Leitern vor (Haupt-) oder nach (Unter-) dem LS-Schalter installiert sind. Wichtige RS-485 Modbus-Verdrahtungsregeln:
Beispiel: Unterzählung in einem Mehrfamilienhaus
Ein 12-Einheiten-Mehrfamilienhaus mit einem vollständigen Modbus-Unterzählungssystem:
Systemaufbau – 12-Einheiten-Mehrfamilienhaus
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 apartmentDer WirenBoard WB-7 Controller liest alle 14 Zähler über Modbus aus und veröffentlicht die Messwerte per MQTT. Eine KNX-MQTT-Brücke (oder Home Assistant mit KNX-Integration) stellt die Daten für die Raumcontroller-Anzeige auf dem KNX-Bus bereit und erstellt monatliche Abrechnungsberichte pro Wohnung.
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