Submedición con contadores de energía Modbus
Contadores de energía Modbus RTU/TCP para submedición en edificios — certificación MID, métodos de cableado, mapas de registros, configuración de pasarela KNX-Modbus y un ejemplo completo de bloque de apartamentos.
¿Por qué submedición?
El contador de energía principal de un edificio mide el consumo total. La submedición lo divide a nivel de inquilino, zona o sistema: piso por piso en oficinas, apartamento por apartamento en bloques, HVAC vs iluminación vs TI en edificios comerciales.
La Directiva 2012/27/UE de la UE (Directiva de Eficiencia Energética) exige la medición individual para nuevos edificios de apartamentos múltiples cuando sea técnicamente factible y rentable. KNX lee los datos de los subcontadores a través de Modbus y los muestra en controladores de habitación, paneles de energía y los envía a sistemas de facturación.
Directiva 2012/27/UE de la UE — medición individual
Los nuevos edificios de apartamentos múltiples y polivalentes con una fuente central de calor o refrigeración deben tener contadores de consumo individuales a nivel de subunidad. Los estados miembros también pueden exigir la submedición en edificios existentes cuando sea técnicamente factible y proporcionado.
Certificación MID
MID (Directiva de Instrumentos de Medición 2014/32/UE) certifica los contadores de energía para fines de facturación legal. Un contador certificado MID puede utilizarse para:
- Facturación a inquilinos en bloques de apartamentos
- Liquidación con el proveedor de electricidad
- Contratos de rendimiento energético
Los contadores no MID son perfectamente adecuados para la monitorización interna y la gestión del edificio, pero no pueden utilizarse para facturación. Schneider iEM3155 y Eastron SDM630MCT son contadores Modbus trifásicos certificados MID muy utilizados en proyectos de la UE.
| Modelo | MID | Fases | Interfaz | Nota |
|---|---|---|---|---|
| Schneider iEM3155 | Sí | Trifásico | Modbus RTU | Directo hasta 80A; versión CT: iEM3255 |
| Eastron SDM630MCT | Sí | Trifásico | Modbus RTU | Tipo CT, hasta 5A secundario CT |
| Eastron SDM72CTM | Sí | Trifásico | Modbus RTU | Compacto, popular en CEE |
| WirenBoard WB-MAP3H | No | Trifásico | Modbus RTU | Monitoreo interno, TC trifásico |
| Carlo Gavazzi EM24 | Sí | Trifásico | Modbus RTU | Alta precisión, montaje en riel |
| Iskraemeco MT860 | Sí | Trifásico | Modbus TCP | Grado de servicio público, DLMS/COSEM |
Cableado: directo vs TC
Existen dos métodos de cableado, elegidos según el nivel de corriente del circuito medido:
Cableado directo (hasta 80 A)
Medidor en serie con el circuito — la corriente fluye a través de los terminales del medidor. Se utiliza para alimentaciones de apartamentos individuales, pequeñas unidades comerciales y monitoreo de circuitos individuales.
Modelos típicos: Schneider iEM3155, Eastron SDM120, Carlo Gavazzi EM23
Transformador de corriente (TC)
Los TC se sujetan alrededor de los conductores; el medidor lee la corriente secundaria del TC (típicamente máx. 5 A). Se utiliza para alimentadores principales, circuitos HVAC e instalaciones grandes en barras colectoras de hasta miles de amperios.
Modelos típicos: Schneider iEM3255, Eastron SDM630MCT, WirenBoard WB-MAP3H
⚠️ Advertencia de circuito secundario de TC abierto
Nunca abra el secundario de un TC bajo carga. El secundario siempre debe terminarse en el medidor o en un bloque de cortocircuito. Un secundario de TC abierto genera un alto voltaje peligroso. Siempre cortocircuite los secundarios antes de desconectar el medidor.
Conceptos básicos del mapa de registros Modbus
La mayoría de los medidores de energía Modbus utilizan una estructura de registros similar basada en la convención Eastron/Carlo Gavazzi. Los registros se leen mediante el código de función Modbus 04 (lectura de registros de entrada). Cada registro tiene 2 bytes; los valores flotantes de 32 bits abarcan 2 registros consecutivos (big-endian).
Mapa de registros Eastron SDM (selección)
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
Una puerta de enlace KNX-Modbus (MDT SCN-IP100.03, Loytec LIP-ME201) lee estos registros en un intervalo de sondeo configurable (típicamente 10–30 segundos) y los asigna a objetos de grupo KNX DPT 14.xxx, haciendo que los datos de energía estén disponibles en el bus KNX para controladores de sala, visualizaciones y módulos lógicos.
Práctica de cableado de cuadro
En un cuadro de riel DIN, los contadores de energía se montan debajo del interruptor magnetotérmico (MCB) que monitorean. Los contadores tipo TC tienen transformadores de corriente instalados en los conductores antes (principal) o después (secundario) del MCB. Reglas clave de cableado RS-485 Modbus:
Ejemplo: submedición en un edificio de apartamentos
Un edificio de 12 apartamentos con un sistema completo de submedición Modbus:
Esquema del sistema – edificio de 12 apartamentos
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 apartmentEl controlador WirenBoard WB-7 lee los 14 contadores a través de Modbus y publica las lecturas en MQTT. Un puente KNX-MQTT (o Home Assistant con integración KNX) hace que los datos estén disponibles en el bus KNX para su visualización en los controladores de habitación y genera informes de facturación mensuales por apartamento.
Submedición en su cuadro KNX
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