Energiezählung · SDM630 · MID · Modbus RTU · BREEAM · KNX · 10 Min. Lesezeit

Energiezählung mit KNX: Eastron SDM630, Carlo Gavazzi EM340 und MID-Zertifizierung

Die Unterzählung einzelner Stromkreise und Endverbrauchskategorien über RS-485 Modbus RTU liefert dem KNX-System granulare Energiedaten für BREEAM-Berichte, Mieterabrechnung und EN-ISO-50001-Energiemanagement – sofern die Zähler MID-zertifiziert sind, wo eine gesetzliche Abrechnung erforderlich ist.

Warum Submetering Pflicht ist

Ein Gebäude-Gesamtzähler am Versorgungseingang zeigt den Gesamtverbrauch an, kann aber nicht identifizieren, welche Endnutzung Energiekosten oder CO2-Emissionen verursacht. Regulatorische Vorgaben und Zertifizierungssysteme schreiben zunehmend Submetering auf Stromkreisebene vor, sodass es eher eine Planungsanforderung als eine optionale Ergänzung darstellt.

Regulatorische Anforderungen

  • EU-Energieeffizienzrichtlinie EED 2023: Submetering-Verpflichtungen für Mehrparteien-Gewerbegebäude – Heizung, Kühlung und Warmwasser pro Mietereinheit
  • EN ISO 50001: Norm für Energiemanagementsysteme verlangt Messung wesentlicher Energieverbraucher (SEUs) – typischerweise HLK, Beleuchtung und Prozesslasten
  • UK MEES 2023: Nachweise zur Einhaltung der Vermieterpflichten für nichtwohngebäude-EPC stützen sich zunehmend auf Submeter-Daten, um Verbesserungen zu belegen

BREEAM-Submetering-Gutschriften

  • Hea 05 (früher Ene 02): mandatory sub-metering credit — separate metering of each end-use category (lighting, small power, HVAC, catering, IT) for buildings >1,000 m²
  • Ene 09 (erneuerbare Energie): PV-Ertrags-Submetering erforderlich, um den Beitrag erneuerbarer Energien zum Gesamtbedarf nachzuweisen
  • Man 04 (Inbetriebnahme): M&V plan requiring sub-meter data trending for BREEAM Outstanding

MID-Zertifizierung: wann sie gesetzlich vorgeschrieben ist

Die Messgeräterichtlinie 2014/32/EU (MID) legt verbindliche Konformitätsanforderungen für Zähler fest, die für die gesetzliche Abrechnung zwischen Parteien verwendet werden. Wenn Submeter-Daten zur Aufteilung der Energiekosten zwischen Mietern oder zu Abrechnungszwecken verwendet werden, müssen die Zähler eine MID-Zulassung tragen – nicht MID-konforme Zähler sind nur für die Überwachung gültig.

MID-Genauigkeitsklassen für Stromzähler

MID Annex V — Active electrical energy meters:

  Class A: ±2% accuracy (basic residential, rarely used for sub-metering)
  Class B: ±1% accuracy (minimum for commercial billing sub-metering)
  Class C: ±0.5% accuracy (high-precision billing, revenue metering)

  Eastron SDM630 MCT: MID Class B approved
    → suitable for commercial tenant billing sub-metering
  Carlo Gavazzi EM340 MID: MID Class 1 (= Class B equivalent)
    → DIN-rail, European certification, strong local support

  Non-MID meters (e.g. Eastron SDM120, SDM72D standard):
    → monitoring only — cannot be used for legal billing
    → acceptable for BREEAM energy monitoring (not billing)
    → acceptable for KNX self-consumption tracking

Abrechnung ohne MID-Zulassung ist ein rechtliches Risiko: Die Verwendung eines nicht MID-konformen Zählers zur Aufteilung der Energiekosten zwischen Mietern setzt den Gebäudeeigentümer rechtlichen Anfechtungen nach Verbraucherschutzrecht aus. Bestätigen Sie die MID-Zulassung auf dem Typenschild des Zählers – achten Sie auf das CE-Zeichen gefolgt von M und einer zweistelligen Jahreszahl (z. B. M22 für Zulassung 2022). Sowohl der SDM630 MCT als auch der EM340 tragen diese Kennzeichnung.

Eastron SDM630 Modbus RTU: Verdrahtung und Register

The Eastron SDM630 is a 3-phase, 4-wire DIN-rail energy meter with a dedicated RS-485 Modbus RTU port. The MCT variant (current transformer input) supports circuits above the meter's 100A direct connection limit. Communications parameters are fixed at 9600 baud, 8 data bits, no parity, 1 stop bit (8N1).

Register (hex)BeschreibungTypEinheit
0x0000L1-Spannungfloat32 big-endianV
0x0006L1 Stromfloat32 big-endianA
0x000CL1 Wirkleistungfloat32 big-endianW
0x0034Gesamte Wirkleistung (3-phasig)float32 big-endianW
0x0046Gesamte kWh-Import (akkumuliert)float32 big-endiankWh
0x004EGesamte kWh-Export (akkumuliert)float32 big-endiankWh
0x0156L1 Leistungsfaktorfloat32 big-endian
0x0160Gesamtleistungsfaktorfloat32 big-endian

RS-485 Busverdrahtung und Adressierung

Wiring: RS-485 A (D+) and B (D−) from SDM630 Modbus port
  → daisy-chain to next meter (not star topology)
  → terminate with 120Ω resistor at far end of bus
  → maximum 31 SDM630 per RS-485 bus segment

Modbus device address: set via front-panel DIP switches (S3)
  → Addresses 1–31 (avoid address 0 = broadcast)
  → Each meter on the same bus must have a unique address

Connect bus to gateway:
  → MDT KNX/Modbus (SCN-MODBUS.01): RS-485 port A/B terminals
  → WAGO 750-362: RS-485 fieldbus coupler with KNX gateway
  → Maximum bus cable length: 1200m at 9600 baud (use shielded twisted pair)

Carlo Gavazzi EM340: Verdrahtung und Register

Der Carlo Gavazzi EM340 ist ein alternativer 3-Phasen-MID-Zähler mit identischer RS-485 Modbus RTU-Schnittstelle und DIN-Schienenmontage. Die Variante EM340-DIN.AV23MID5A3X unterstützt bis zu 63A Direktanschluss ohne Stromwandler, was die Installation für Unterstromkreise unter 63A vereinfacht.

Register (hex)BeschreibungEinheit
0x0001Gesamte kWh-Import (akkumuliert)kWh
0x0003Gesamte kWh-Export (akkumuliert)kWh
0x0013L1 WirkleistungW
0x001BGesamte Wirkleistung (3-phasig)W
0x001DGesamte ScheinleistungVA
0x001FGesamte BlindleistungVAr
0x002BL1-SpannungV
0x0033L1 StromA

EM340 vs SDM630 Auswahl: Beide Zähler sind MID-zugelassen und verwenden die gleiche RS-485 Modbus RTU-Integration. Wählen Sie SDM630 für kostensensitive Überwachungsinstallationen. Wählen Sie EM340, wenn lokale Distributorunterstützung von Carlo Gavazzi bevorzugt wird oder wenn die MID-Klasse-1-Genauigkeit im Vertrag festgelegt ist. Die EM340 63A-Direktanschlussvariante eliminiert die CT-Installationskosten für Unterstromkreise bis 63A.

CT-Auswahl für Hochstromkreise

Für Stromkreise über 63A (Hauptanschluss, große HLK, Verteiler) wandeln Stromwandler (CTs) den Strom auf ein vom Zähler messbares Niveau herunter. Die Genauigkeitsklasse des CTs bestimmt, ob das kombinierte System aus Zähler und CT die MID-Abrechnungsanforderungen erfüllt.

CT-Spezifikation und Verdrahtung

CT accuracy class:
  Class 0.5: required for MID billing sub-metering
  Class 1.0: acceptable for non-billing energy monitoring
  Class 3.0: basic monitoring only, insufficient for MID

Split-core CTs (Eastron SCT-013-100, 100A / 33mV output):
  → clip around existing conductors — no disconnection required
  → suitable for retrofits where shutdown is not possible
  → mV output connects to SDM72D-M (voltage input CT meter)

Solid-core CTs (Chauvin Arnoux C series, 100A/5A output):
  → higher accuracy, better for MID Class 0.5 applications
  → installed at initial wiring stage (conductor must pass through)
  → 5A output → SDM630 MCT (CT/5A input version)

CT wiring:
  Secondary leads S1/S2 in pairs (twisted)
  Polarity: P1 mark (K) facing supply side of conductor
  Short-circuit CT secondary before disconnecting from meter
  — open-circuit CT secondary at load produces dangerous HV

KNX-Gruppenadresszuordnung über MDT-Gateway

Der MDT KNX/Modbus-Gateway (SCN-MODBUS.01) verbindet den RS-485 Modbus RTU-Bus mit dem KNX TP-Bus und veröffentlicht Zählerregisterwerte als KNX-Telegramme auf Gruppenadressen. Die folgende Signaltabelle deckt eine typische Unterzählerinstallation auf Etagenebene ab.

MDT SCN-MODBUS.01 Signaltabelle – Unterzähler auf Etagenebene

SDM630 address 1 (Floor 1 total):
  Register 0x0034 (Total Power, W)
    → DPT 13.010 (4-byte signed W)
    → GA 9/3/0 — Floor 1 Total Power W
    → Poll interval: 60 seconds

  Register 0x0046 (kWh import, accumulated)
    → DPT 12.001 (4-byte unsigned, ×1000 = Wh)
    → GA 9/3/1 — Floor 1 kWh Import
    → Poll interval: 60 seconds

SDM630 address 2 (Floor 1 Lighting circuit):
  Register 0x0034 → GA 9/3/2 — Lighting Power W
  Register 0x0046 → GA 9/3/3 — Lighting kWh

SDM630 address 3 (Floor 1 HVAC):
  Register 0x0034 → GA 9/3/4 — HVAC Power W
  Register 0x0046 → GA 9/3/5 — HVAC kWh

Note: DPT 12.001 is uint32 (0–4,294,967,295 Wh = ~4.3 GWh)
  — sufficient for any building-level accumulation without rollover

Abfrageintervallauswahl: 60 Sekunden sind für Energieakkumulationsregister (kWh) geeignet. Leistungsregister (W) können für Bedarfsverlaufstrends alle 10–30 Sekunden abgefragt werden. Zu schnelles Abfragen auf einem großen RS-485-Bus (30+ Zähler) kann zu Antwortzeitüberschreitungen führen – berechnen Sie die Buszykluszeit als Anzahl der Signale × Abfrageintervall, um sicherzustellen, dass jeder Zähler innerhalb des erforderlichen Intervalls abgefragt wird.

BREEAM Hea 05 Multi-Stromkreis-Unterzähler-Architektur

BREEAM erfordert eine separate Messung jeder Endverbrauchskategorie pro Etage. Für ein mehrstöckiges Geschäftsgebäude bedeutet dies mehrere RS-485-Bussegmente – eines pro Etage –, die jeweils Zähler für die fünf BREEAM-Endverbrauchskategorien führen.

BREEAM Hea 05 Messarchitektur

Five mandatory end-use categories (buildings > 1,000m²):
  1. Lighting          → separate MCB group, separate SDM630
  2. Small power       → office equipment, desks, sockets
  3. HVAC              → fan coils, pumps, AHU, refrigeration
  4. IT equipment      → server room, comms rooms
  5. Catering          → kitchen, dishwasher, vending

Per floor:
  → 1× RS-485 bus segment
  → 5× SDM630 (one per end-use, addresses 1–5)
  → 1× MDT SCN-MODBUS.01 gateway per floor
  → Gateway connects to KNX TP line for that floor

Building total: KNX IP-Symcon or ARISTO BewO:
  → Sum GA values per end-use across all floors
  → Daily trending at 1-minute resolution
  → CSV export for BREEAM assessor at project completion

BREEAM documentation required:
  → Meter schedule showing meter ID, end-use, floor, MID approval
  → Wiring diagram showing CT position and polarity
  → 30-day trending data export from commissioning period

KNX-Energievisualisierung

Submeter-Daten, die an KNX-Gruppenadressen veröffentlicht werden, stehen jeder KNX-fähigen Visualisierungsplattform zur Verfügung. Die Wahl der Plattform bestimmt die Qualität der Trendverfolgung, Berichterstattung und Exportmöglichkeiten.

Gira X1 / Homeserver

  • Tägliches kWh-Balkendiagramm pro Stromkreis
  • Eigenverbrauchs-Kreisdiagramm (PV vs. Netz)
  • Konfigurierbare KPI-Widgets auf Dashboards
  • Historische Daten auf internem Speicher

IP-Symcon

  • KNX-Energie-Plugin mit 1-Minuten-Auflösung
  • Unbegrenztes Trend-Logging in SQL-Datenbank
  • Automatisierter CSV-Export nach Zeitplan
  • Multi-Site-Aggregation über WebHook

ARISTO BewO

  • Tägliches Skript: GA um 23:59 Uhr auslesen, in Datenbank protokollieren
  • Wöchentliche Energieberichterstellung (PDF)
  • Kompatibel mit ISO 50001 Energieregister
  • Historischer Vergleich (Jahr-zu-Jahr)

Inbetriebnahme und Verifizierung

Die Überprüfung der Genauigkeit von Unterzählern während der Inbetriebnahme ist unerlässlich – insbesondere bevor die Installation für die Abrechnung genutzt wird. Die dreistufige Verifizierung bestätigt die Modbus-Kommunikation, die CT-Richtung und die Zählergenauigkeit gegenüber einem Referenzwert.

Inbetriebnahme-Prüfsequenz für Unterzähler

Step 1 — Modbus communications check:
  Use Modbus Poll PC software or MDT gateway diagnostic
  Read holding register 0x0034 (Total Power) from each meter
  Confirm response received within 500ms timeout
  Confirm device address matches meter DIP switch setting

Step 2 — CT direction (polarity) check:
  Apply a known resistive load on the metered circuit
  (electric panel heater, known wattage, power factor = 1)
  Read GA for power in ETS6 Group Monitor
  Positive value = correct CT polarity (consumption direction)
  Negative value = swap CT secondary leads S1 and S2

Step 3 — Accuracy verification (MID meters):
  Connect calibrated reference power meter in parallel
  Apply load for 30-minute test period
  Compare accumulated kWh: SDM630 vs reference
  Acceptable tolerance: ± 1% for Class B MID meter
  Record results in commissioning documentation for BREEAM

Float32-Registerverifizierung: Vergleichen Sie die über KNX protokollierten Energiegesamtwerte mit der auf dem Zählerdisplay angezeigten akkumulierten kWh-Anzeige. Die Werte sollten innerhalb von 1% übereinstimmen – jede größere Abweichung deutet auf eine Byte-Reihenfolge-Diskrepanz (Wechsel zwischen Big-Endian und Little-Endian in der Gateway-Signalkonfiguration) oder eine falsche Registeradresse hin. Der SDM630 verwendet Float32 Big-Endian für alle Register; konfigurieren Sie den Modbus-Datentyp des Gateways entsprechend.

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