Comptage d'énergie · SDM630 · MID · Modbus RTU · BREEAM · KNX · 10 min de lecture

Comptage d'énergie avec KNX : Eastron SDM630, Carlo Gavazzi EM340 et certification MID

Le sous-comptage de circuits individuels et de catégories d'utilisation finale via RS-485 Modbus RTU fournit au système KNX des données énergétiques granulaires pour les rapports BREEAM, la facturation des locataires et la gestion de l'énergie selon EN ISO 50001 – à condition que les compteurs soient certifiés MID là où une facturation légale est requise.

Pourquoi le sous-comptage est obligatoire

Un compteur global à l'arrivée d'alimentation indique la consommation totale mais ne peut pas identifier quel usage final génère les coûts énergétiques ou les émissions. Les exigences réglementaires et les systèmes de certification imposent de plus en plus le sous-comptage au niveau des circuits, ce qui en fait une exigence de conception plutôt qu'une option supplémentaire.

Exigences réglementaires

  • Directive européenne sur l'efficacité énergétique DEE 2023 : obligations de sous-comptage pour les bâtiments commerciaux multi-locataires — chauffage, refroidissement et eau chaude sanitaire par unité locative
  • EN ISO 50001 : norme de système de management de l'énergie exige le comptage des usages énergétiques significatifs (UES) — généralement CVC, éclairage et charges de processus
  • UK MEES 2023 : Les preuves de conformité du propriétaire pour les DPE non résidentiels reposent de plus en plus sur des données de sous-comptage pour démontrer l'amélioration

Crédits BREEAM pour le sous-comptage

  • Hea 05 (anciennement 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 (énergie renouvelable) : Sous-comptage de rendement PV requis pour démontrer la contribution renouvelable à la demande totale
  • Man 04 (mise en service) : M&V plan requiring sub-meter data trending for BREEAM Outstanding

Certification MID : quand elle est légalement requise

La directive 2014/32/UE sur les instruments de mesure (MID) établit des exigences de conformité obligatoires pour les compteurs utilisés pour la facturation légale entre parties. Si les données des sous-compteurs sont utilisées pour répartir les coûts énergétiques entre locataires ou à des fins de facturation, les compteurs doivent être approuvés MID – les compteurs non MID ne sont valables que pour la surveillance.

Classes de précision MID pour les compteurs d'électricité

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

La facturation sans approbation MID est une responsabilité légale : l'utilisation d'un compteur non MID pour répartir les coûts énergétiques entre locataires expose le propriétaire du bâtiment à des contestations en vertu du droit de la consommation. Confirmez l'approbation MID sur la plaque signalétique du compteur – recherchez le marquage CE suivi de M et d'un millésime à deux chiffres (ex. M22 pour approbation 2022). Le SDM630 MCT et l'EM340 portent tous deux ce marquage.

Eastron SDM630 Modbus RTU : câblage et registres

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).

Registre (hex)DescriptionTypeUnité
0x0000Tension L1float32 big-endianV
0x0006Courant L1float32 big-endianA
0x000CPuissance active L1float32 big-endianW
0x0034Puissance active totale (triphasé)float32 big-endianW
0x0046Import total kWh (cumulé)float32 big-endiankWh
0x004EExport total kWh (cumulé)float32 big-endiankWh
0x0156Facteur de puissance L1float32 big-endian
0x0160Facteur de puissance totalfloat32 big-endian

Câblage du bus RS-485 et adressage

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 : câblage et registres

Le Carlo Gavazzi EM340 est un compteur MID triphasé alternatif avec une interface RS-485 Modbus RTU identique et un montage sur rail DIN. La variante EM340-DIN.AV23MID5A3X supporte une connexion directe jusqu'à 63A sans transformateurs de courant, simplifiant l'installation pour les sous-circuits inférieurs à 63A.

Registre (hex)DescriptionUnité
0x0001Import total kWh (cumulé)kWh
0x0003Export total kWh (cumulé)kWh
0x0013Puissance active L1W
0x001BPuissance active totale (triphasé)W
0x001DPuissance apparente totaleVA
0x001FPuissance réactive totaleVAr
0x002BTension L1V
0x0033Courant L1A

Sélection EM340 vs SDM630 : Les deux compteurs sont homologués MID et utilisent une intégration RS-485 Modbus RTU identique. Choisissez le SDM630 pour les installations de surveillance sensibles aux coûts. Choisissez l'EM340 lorsque le support du distributeur local Carlo Gavazzi est préféré, ou lorsque la précision de classe 1 MID est spécifiée dans le contrat. La variante EM340 à connexion directe 63A élimine le coût d'installation des TC pour les sous-circuits jusqu'à 63A.

Sélection des TC pour les circuits à courant élevé

Pour les circuits au-dessus de 63A (arrivée principale, grands CVC, tableaux de distribution), les transformateurs de courant (TC) abaissent le courant à un niveau mesurable par le compteur. La classe de précision du TC détermine si le système combiné compteur + TC répond aux exigences de facturation MID.

Spécification et câblage des TC

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

Mappage des adresses de groupe KNX via la passerelle MDT

La passerelle MDT KNX/Modbus (SCN-MODBUS.01) connecte le bus RS-485 Modbus RTU au bus KNX TP, publiant les valeurs des registres des compteurs sous forme de télégrammes KNX sur des adresses de groupe. Le tableau de signaux suivant couvre une installation typique de sous-comptage par étage.

Tableau de signaux MDT SCN-MODBUS.01 — sous-comptage par étage

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

Sélection de l'intervalle d'interrogation : 60 secondes conviennent pour les registres d'accumulation d'énergie (kWh). Les registres de puissance (W) peuvent être interrogés toutes les 10 à 30 secondes pour le suivi de la demande. Une interrogation trop rapide sur un grand bus RS-485 (30+ compteurs) peut entraîner des dépassements de délai de réponse — calculez le temps de cycle du bus comme nombre de signaux × intervalle d'interrogation pour garantir que chaque compteur est interrogé dans l'intervalle requis.

Architecture de sous-comptage multi-circuits BREEAM Hea 05

BREEAM exige un comptage séparé de chaque catégorie d'utilisation finale par étage. Pour un bâtiment commercial multi-étages, cela signifie plusieurs segments de bus RS-485 — un par étage — chacun contenant des compteurs pour les cinq catégories d'utilisation finale BREEAM.

Architecture de comptage BREEAM Hea 05

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

Visualisation énergétique KNX

Les données de sous-comptage publiées sur les adresses de groupe KNX sont disponibles pour toute plateforme de visualisation compatible KNX. Le choix de la plateforme détermine la qualité du suivi des tendances, du reporting et des capacités d'exportation.

Gira X1 / Homeserver

  • Diagramme à barres kWh quotidien par circuit
  • Diagramme circulaire d'autoconsommation (PV vs réseau)
  • Widgets KPI configurables sur les tableaux de bord
  • Données historiques sur stockage interne

IP-Symcon

  • Plugin énergie KNX avec résolution d'une minute
  • Journalisation illimitée des tendances dans une base de données SQL
  • Export CSV automatisé selon un calendrier
  • Agrégation multi-sites via WebHook

ARISTO BewO

  • Script quotidien : lire GA à 23:59, enregistrer dans la base de données
  • Génération hebdomadaire de rapports énergétiques (PDF)
  • Compatible avec le registre énergétique ISO 50001
  • Comparaison historique (d'une année sur l'autre)

Mise en service et vérification

La vérification de la précision des sous-compteurs lors de la mise en service est essentielle – surtout avant que l'installation ne soit utilisée pour la facturation. La vérification en trois étapes confirme la communication Modbus, le sens du TC et la précision du compteur par rapport à une référence.

Séquence de vérification de mise en service du sous-compteur

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

Vérification du registre Float32 : Comparez les totaux d'énergie enregistrés par KNX avec l'affichage kWh cumulé sur le panneau avant du compteur. Les valeurs doivent concorder à moins de 1 % – tout écart plus important indique une incompatibilité d'ordre des octets (inversion entre big-endian et little-endian dans la configuration du signal de la passerelle) ou une adresse de registre incorrecte. Le SDM630 utilise Float32 big-endian pour tous les registres ; configurez le type de données Modbus de la passerelle en conséquence.

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