Misura dell'energia · SDM630 · MID · Modbus RTU · BREEAM · KNX · 10 min di lettura

Misura dell'energia con KNX: Eastron SDM630, Carlo Gavazzi EM340 e certificazione MID

La sottomisura di singoli circuiti e categorie di consumo finale tramite RS-485 Modbus RTU fornisce al sistema KNX dati energetici granulari per reportistica BREEAM, fatturazione agli inquilini e gestione energetica secondo EN ISO 50001 – a condizione che i contatori siano certificati MID dove è richiesta la fatturazione legale.

Perché la sub-metering è obbligatoria

Un contatore generale all'ingresso di alimentazione mostra il consumo totale ma non può identificare quale uso finale determina il costo energetico o le emissioni. I requisiti normativi e gli schemi di certificazione impongono sempre più la sub-metering a livello di circuito, rendendola un requisito progettuale piuttosto che un optional.

Requisiti normativi

  • Direttiva UE sull'efficienza energetica EED 2023: obblighi di sub-metering per edifici commerciali multi-inquilino — riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria per unità inquilino
  • EN ISO 50001: norma per sistemi di gestione dell'energia richiede la misurazione degli usi energetici significativi (SEU) — tipicamente HVAC, illuminazione e carichi di processo
  • UK MEES 2023: Le prove di conformità del locatore per gli APE non residenziali si basano sempre più sui dati dei sotto-contatori per dimostrare il miglioramento

Crediti BREEAM per sotto-contatori

  • Hea 05 (ex 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 (energia rinnovabile): Sotto-contatori di resa PV richiesti per dimostrare il contributo rinnovabile alla domanda totale
  • Man 04 (messa in servizio): M&V plan requiring sub-meter data trending for BREEAM Outstanding

Certificazione MID: quando è legalmente richiesta

La Direttiva sugli strumenti di misura 2014/32/UE (MID) stabilisce requisiti di conformità obbligatori per i contatori utilizzati per la fatturazione legale tra parti. Se i dati dei sottocontatori vengono utilizzati per ripartire i costi energetici tra inquilini o per scopi di fatturazione, i contatori devono essere approvati MID – i contatori non MID sono validi solo per il monitoraggio.

Classi di precisione MID per contatori elettrici

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 fatturazione senza approvazione MID è una responsabilità legale: l'uso di un contatore non MID per ripartire i costi energetici tra inquilini espone il proprietario dell'edificio a contestazioni ai sensi della legge sulla protezione dei consumatori. Confermare l'approvazione MID sulla targhetta del contatore – cercare il marchio CE seguito da M e da un anno a due cifre (es. M22 per approvazione 2022). Sia SDM630 MCT che EM340 riportano questa marcatura.

Eastron SDM630 Modbus RTU: cablaggio e registri

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).

Registro (hex)DescrizioneTipoUnità
0x0000Tensione L1float32 big-endianV
0x0006Corrente L1float32 big-endianA
0x000CPotenza attiva L1float32 big-endianW
0x0034Potenza attiva totale (trifase)float32 big-endianW
0x0046Importo totale kWh (accumulato)float32 big-endiankWh
0x004EEsportazione totale kWh (accumulata)float32 big-endiankWh
0x0156Fattore di potenza L1float32 big-endian
0x0160Fattore di potenza totalefloat32 big-endian

Cablaggio bus RS-485 e indirizzamento

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: cablaggio e registri

Il Carlo Gavazzi EM340 è un contatore MID trifase alternativo con interfaccia RS-485 Modbus RTU identica e montaggio su guida DIN. La variante EM340-DIN.AV23MID5A3X supporta connessione diretta fino a 63A senza TA, semplificando l'installazione per sottocircuiti inferiori a 63A.

Registro (hex)DescrizioneUnità
0x0001Importo totale kWh (accumulato)kWh
0x0003Esportazione totale kWh (accumulata)kWh
0x0013Potenza attiva L1W
0x001BPotenza attiva totale (trifase)W
0x001DPotenza apparente totaleVA
0x001FPotenza reattiva totaleVAr
0x002BTensione L1V
0x0033Corrente L1A

Selezione EM340 vs SDM630: Entrambi i contatori sono approvati MID e utilizzano la stessa integrazione RS-485 Modbus RTU. Scegli SDM630 per installazioni di monitoraggio sensibili ai costi. Scegli EM340 quando è preferito il supporto del distributore locale Carlo Gavazzi, o quando nel contratto è specificata la precisione di Classe 1 MID. La variante EM340 a connessione diretta 63A elimina il costo di installazione dei TA per i sottocircuiti fino a 63A.

Selezione dei TA per circuiti ad alta corrente

Per circuiti superiori a 63A (arrivo principale, grandi HVAC, quadri di distribuzione), i trasformatori di corrente (TA) riducono la corrente a un livello misurabile dal contatore. La classe di precisione del TA determina se il sistema combinato contatore + TA soddisfa i requisiti di fatturazione MID.

Specifica e cablaggio dei TA

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

Mappatura degli indirizzi di gruppo KNX tramite gateway MDT

Il gateway MDT KNX/Modbus (SCN-MODBUS.01) collega il bus RS-485 Modbus RTU al bus KNX TP, pubblicando i valori dei registri dei contatori come telegrammi KNX su indirizzi di gruppo. La seguente tabella dei segnali copre una tipica installazione di sotto-misurazione per piano.

Tabella segnali MDT SCN-MODBUS.01 — sotto-misurazione per piano

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

Selezione intervallo di polling: 60 secondi sono appropriati per i registri di accumulo energia (kWh). I registri di potenza (W) possono essere interrogati ogni 10–30 secondi per il monitoraggio della domanda. Un polling troppo rapido su un bus RS-485 di grandi dimensioni (30+ contatori) può causare timeout di risposta — calcolare il tempo di ciclo del bus come numero di segnali × intervallo di polling per garantire che ogni contatore venga interrogato entro l'intervallo richiesto.

Architettura di sotto-misurazione multi-circuito BREEAM Hea 05

BREEAM richiede la misurazione separata di ciascuna categoria di utilizzo finale per ogni piano. Per un edificio commerciale multi-piano, ciò significa più segmenti di bus RS-485 — uno per piano — ciascuno con contatori per le cinque categorie di utilizzo finale BREEAM.

Architettura di misurazione 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

Visualizzazione energetica KNX

I dati dei sotto-contatori pubblicati sugli indirizzi di gruppo KNX sono disponibili per qualsiasi piattaforma di visualizzazione compatibile con KNX. La scelta della piattaforma determina la qualità delle tendenze, della reportistica e delle capacità di esportazione.

Gira X1 / Homeserver

  • Grafico a barre giornaliero kWh per circuito
  • Grafico a torta dell'autoconsumo (FV vs rete)
  • Widget KPI configurabili sulle dashboard
  • Dati storici su memoria interna

IP-Symcon

  • Plugin energetico KNX con risoluzione di 1 minuto
  • Registrazione illimitata delle tendenze su database SQL
  • Esportazione CSV automatizzata su pianificazione
  • Aggregazione multi-sito tramite WebHook

ARISTO BewO

  • Script giornaliero: leggere GA alle 23:59, registrare nel database
  • Generazione settimanale di report energetici (PDF)
  • Compatibile con il registro energetico ISO 50001
  • Confronto storico (anno su anno)

Messa in servizio e verifica

La verifica dell'accuratezza dei sottocontatori durante la messa in servizio è essenziale – specialmente prima che l'impianto venga utilizzato per la fatturazione. La verifica in tre fasi conferma la comunicazione Modbus, la direzione del TA e l'accuratezza del contatore rispetto a un riferimento.

Sequenza di verifica del sottocontatore in messa in servizio

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

Verifica del registro Float32: Confronta i totali energetici registrati da KNX con il display kWh accumulato sul pannello frontale del contatore. I valori devono concordare entro l'1% – qualsiasi discrepanza maggiore indica un disallineamento dell'ordine dei byte (scambio tra big-endian e little-endian nella configurazione del segnale del gateway) o un indirizzo di registro errato. SDM630 utilizza Float32 big-endian per tutti i registri; configura di conseguenza il tipo di dati Modbus del gateway.

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