Carlo Gavazzi WM20 / WM30 / WM40

Analizzatore di potenza da pannello

WM20, WM30 e WM40 sono analizzatori di potenza trifase modulari per una foratura a pannello da 96 x 96 mm, che misurano tramite trasformatori di corrente esterni da 1 A o 5 A. Nessuno ha una porta di comunicazione propria: la porta viene da un modulo a innesto, MC485232 per RS-485 Modbus RTU, MCETH per Modbus TCP o MCBACIP per BACnet/IP e Modbus TCP. Carlo Gavazzi pubblica un unico protocollo di comunicazione per tutti e tre. I valori istantanei sono float IEEE 754 con la word bassa nel primo registro, quindi V L1-N a 0050h richiede una decodifica con word scambiate. I contatori di energia sono interi a 64 bit in Wh, che il client Modbus di Edge non legge.

Carlo Gavazzi WM20, WM30 e WM40
  • Modbus RTU
  • Modbus TCP
  • BACnet/IP

Analizzatore di potenza da pannello

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Compatibilità

Compatibile con EpiSensor Edge tramite Modbus RTU, Modbus TCP o BACnet/IP

WM20, WM30 e WM40 sono compatibili con EpiSensor Edge tramite il loro modulo di comunicazione a innesto: Modbus RTU sulla porta RS-485 dell’MC485232, letta attraverso uno ZMB-31 Modbus Interface o una porta seriale del Gateway, Modbus TCP sulla porta Ethernet dell’MCETH o dell’MCBACIP, e BACnet/IP sul modulo MCBACIP. Carlo Gavazzi pubblica la mappa dei registri Modbus comune con indirizzi fisici e Modicon, tipi di dati e ordine delle word.

Unità base WM20 da AV4 ad AV7, WM30 da AV4 ad AV7 e WM40 da AV4 ad AV7 (alimentazione H o L) dotate di un modulo MC485232, MCETH o MCBACIP, usando il protocollo di comunicazione WM20-WM30-WM40 rev. 4.0 del 28 marzo 2018. Un’unità base senza modulo di comunicazione non ha alcun percorso verso Edge. Verifica in sito: leggere il codice di identificazione a 000Bh, poi confrontare V L1-N con il display. I contatori di energia sono a 64 bit e non rientrano in ciò che legge il client Modbus di Edge. Monitoraggio di sola lettura: nessuna scrittura sui registri di programmazione, allarme o comando.

Collegalo con

Collegamento a Edge

Per un analizzatore sulla porta di un quadro, dove un collegamento wireless evita di posare un cavo dati fino al Gateway

  • Modbus
  • Wireless
  • Edge
  • Piattaforme
Analizzatore di potenza da pannello
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
WM20 / WM30 / WM40Morsetti RS-485 A-, B+ e GND del modulo MC485232
ZMB-31Modbus RTU verso la rete wireless EpiSensor
ZGW-20 GatewayOspita Edge in locale
EpiSensor EdgeClient Modbus e mappa dei registri
Piattaforma del clienteMQTT · API · file
Modbus RTU · RS-485
Wireless EpiSensor
Funziona in locale
Invio facoltativo dei dati
Collegare la coppia RS-485 e GND dal modulo MC485232 allo ZMB-31, impostare lo stesso indirizzo, la stessa velocità di trasmissione e la stessa parità dell’analizzatore e leggere il blocco dei float da 0050h con FC03 o FC04. La porta RS-232 del modulo è un’alternativa a RS-485, non una seconda porta. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Quando il Gateway si trova vicino agli analizzatori, o più contatori condividono un unico bus cablato

  • Modbus
  • Edge
  • Piattaforme
Analizzatore di potenza da pannello
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
WM20 / WM30 / WM40Morsetti RS-485 A-, B+ e GND del modulo MC485232
Interfaccia seriale isolataAdattatore RS-485 verso host approvato
ZGW-20 GatewayOspita Edge in locale
EpiSensor EdgeClient Modbus di Edge
Piattaforma del clienteMQTT · API · file
Modbus RTU · RS-485
Seriale isolata
Funziona in locale
Invio facoltativo dei dati
Collegare gli altri analizzatori in parallelo e terminare solo l’ultimo con un ponticello tra B+ e T, come descrive il manuale del modulo. Usare la stessa velocità di trasmissione (9,6, 19,2, 38,4 o 115,2 kbps) e la stessa parità su ogni dispositivo e nel client seriale di Edge. Carlo Gavazzi consente fino a 160 dispositivi a 1/5 di carico unitario e 1000 m prima che serva un amplificatore di linea. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Quando l’analizzatore monta un modulo di comunicazione Ethernet

  • Modbus
  • Edge
  • Piattaforme
Analizzatore di potenza da pannello
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
WM20 / WM30 / WM40Porta RJ45 del modulo MCETH o MCBACIP
Ethernet protettaLAN segmentata
ZGW-20 GatewayOspita Edge in locale
EpiSensor EdgeClient Modbus TCP di Edge
Piattaforma del clienteMQTT · API · file
Modbus TCP
Ethernet protetta
Funziona in locale
Invio facoltativo dei dati
Impostare indirizzo IP, subnet mask, gateway e porta TCP/IP sull’analizzatore e usare la stessa porta in Edge. Le schede tecniche non indicano una porta predefinita, quindi leggerla dal menu di comunicazione dell’analizzatore. Il modulo accetta fino a 5 client Modbus simultanei; verificare quanti ne occupa già un sistema BMS o SCADA. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Quando il sito legge già l’analizzatore come dispositivo BACnet

  • BACnet
  • Edge
  • Piattaforme
Analizzatore di potenza da pannello
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
WM20 / WM30 / WM40Porta RJ45 del modulo MCBACIP
Ethernet protettaLAN segmentata
ZGW-20 GatewayOspita Edge in locale
EpiSensor EdgeClient BACnet/IP di Edge
Piattaforma del clienteMQTT · API · file
BACnet/IP
Ethernet protetta
Funziona in locale
Invio facoltativo dei dati
Il modulo risponde a Who-Is e Read-Property (multiple) e pubblica oggetti Analogue Value per le misure, con un’istanza del dispositivo impostata sull’analizzatore. I documenti pubblici non elencano le istanze degli oggetti, quindi rilevare il dispositivo in Edge e confrontare nome e valore di ogni oggetto con il display prima di mantenerlo. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Modelli

Scarica
ModelliInterfacciaCollegamento a Edge
WM30 AV4, AV5, AV6 and AV7, H or L supplyUnità base con 4 allarmi e fino a tre moduli: uscite digitali, uscite analogiche e un modulo di comunicazione (MC485232, MCETH, MCBACIP, MCBACMS o MCPB)Leggere la mappa comune tramite MC485232, MCETH o MCBACIP. Codice di identificazione 65 (0x0041) a 000Bh; registri contrassegnati X nel protocollo.
WM40 AV4, AV5, AV6 and AV7, H or L supplyUnità base con 16 allarmi e fino a tre moduli, compresi ingressi e uscite digitali, ingressi analogici (MATP, MATPN) e moduli di comunicazione con o senza memoria (MC485232M, MCETHM, MCBACIPM)Stessi percorsi. Codice di identificazione 66 (0x0042); il WM40 aggiunge THD dispari e pari, TDD, fattore K e valori minimi (registri contrassegnati Y).
WM20 AV4, AV5, AV6 and AV7, H or L supplyUnità base con 2 allarmi e fino a due moduli: uscite digitali e un modulo di comunicazioneStessi percorsi. Codice di identificazione 98 (0x0062); registri contrassegnati Z nel protocollo, con meno valori massimi e di domanda.
MCBACMS and MCPB modulesBACnet MS/TP su RS-485, o Profibus DP V0; Modbus solo sulla porta Ethernet dell’MCBACMS (configurazione) o sulla porta micro-USB dell’MCPBNessun percorso di lettura per Edge: BACnet MS/TP e Profibus non rientrano nei client di Edge. Montare invece un modulo MC485232, MCETH o MCBACIP.

Specifiche

WM20, WM30 e WM40 sono adatti ad arrivi principali e grandi partenze misurati tramite trasformatori di corrente da 1 A o 5 A, dove l’analizzatore gestisce anche allarmi o uscite. Il WM30 è il modello intermedio con 4 allarmi; il WM40 aggiunge 16 allarmi, moduli di ingressi digitali e analogici, singole armoniche e moduli di memoria; il WM20 è la versione più piccola a due moduli. Il modulo di comunicazione determina il percorso verso Edge.234

Codici d’ordine
WM20AV, WM30AV o WM40AV, poi 4 (da 380 a 690 V L-L, 1(2) A), 5 (da 380 a 690 V L-L, 5(6) A), 6 (da 100 a 230 V L-L, 5(6) A) o 7 (da 100 a 230 V L-L, 1(2) A), poi 3, poi H (alimentazione da 100 a 240 V ac/dc) o L (da 24 a 48 V ac/dc). I moduli di comunicazione si ordinano a parte.234
Moduli di comunicazione
MC485232 (Modbus RTU su RS-485 o RS-232), MCETH (Modbus TCP), MCBACIP (BACnet/IP e Modbus TCP), MCBACMS (BACnet MS/TP), MCPB (Profibus DP V0). Un modulo di comunicazione per analizzatore, installato per ultimo.234
Ingressi
AV4 e AV5: da 220 a 400 V L-N, da 380 a 690 V L-L. AV6 e AV7: da 57,7 a 133 V L-N, da 100 a 230 V L-L. Corrente tramite TA, 1 A (AV4, AV7) o 5 A (AV5, AV6); rapporti TA e TV da 1 a 9999; da 40 a 440 Hz.2
Precisione
Energia attiva classe 0,5S (EN 62053-22) e classe 0,5 (ANSI C12.20); energia reattiva classe 2 (EN 62053-23); corrente ±(0,2% lett. + 2 dgt) da 0,05 In a Imax sul WM30.234
RS-485 (MC485232)
Modbus RTU, indirizzo da 1 a 247, 9,6, 19,2, 38,4 o 115,2 kbps, parità nessuna, dispari o pari; fino a 160 dispositivi a 1/5 di carico unitario; 2 fili, fino a 1000 m.25
Ethernet (MCETH, MCBACIP)
RJ45, 10Base-T e 100Base-TX, fino a 100 m; Modbus TCP con fino a 5 client simultanei; indirizzo IP, subnet mask, gateway e porta TCP/IP impostati sull’analizzatore. MCBACIP aggiunge la lettura BACnet/IP con numero di istanza e impostazioni Foreign Device e BBMD.2
Misure
Aggiornamento in 100 ms o meno; THD fino alla 32a armonica; energia attiva e reattiva importata ed esportata su contatori a 10 cifre.23
Custodia
Montaggio a pannello 96 x 96 mm; frontale IP65, NEMA 4x e NEMA 12; morsetti IP20.234
Ambiente
Funzionamento da -25 a +55 °C, immagazzinamento da -30 a +70 °C, umidità relativa inferiore al 90% senza condensa a 40 °C.234

Interfaccia

Misure documentate e limiti di integrazione per WM20 / WM30 / WM40.

  • Gli indirizzi sono indirizzi fisici di word inviati nella trama: V L1-N è Modicon 300081 e fisico 0050h, e viaggia sulla linea come 0x0050. FC03 e FC04 restituiscono gli stessi valori; con FC03 il numero Modicon inizia con 4. Fino a 125 registri per richiesta.
  • I float sono IEEE 754 a singola precisione su due registri con la word bassa per prima: il primo byte sulla linea contiene i bit da 15 a 8 e il terzo i bit da 31 a 24. Gli interi sono UINT16 o UINT64 con la word bassa per prima.
  • Float di tensione: V L1-N, L2-N, L3-N a 0050h, 0052h, 0054h, V L-N di sistema a 0056h, V L1-L2, L2-L3, L3-L1 a 0058h, 005Ah, 005Ch e V L-L di sistema a 005Eh.
  • Float di corrente e potenza: A L1, L2, L3 a 0060h, 0062h, 0064h e A N a 0066h (calcolata, o misurata con il modulo MATPN del WM40); W da L1 a L3 da 0068h a 006Ch e W di sistema a 006Eh; VA da L1 a L3 da 0070h a 0074h e VA di sistema a 0076h; var da L1 a L3 da 0078h a 007Ch e var di sistema a 007Eh.
  • PF L1, L2, L3 e di sistema da 0080h a 0086h (negativo in anticipo, positivo in ritardo), Hz a 0088h, asimmetria L-N a 008Ah e L-L a 008Ch, e sequenza delle fasi a 008Eh (+1 per L1-L2-L3, -1 per la sequenza errata).
  • Float di THD totale: V da L1-N a L3-N da 00A0h a 00A4h, V da L1-L2 a L3-L1 da 00A6h a 00AAh e A da L1 a L3 da 00ACh a 00B0h. Il WM40 aggiunge THD dispari da 00B2h, THD pari da 00C4h e TDD da 00D6h.
  • La tabella indica ogni grandezza (V, A, W, VA, var, PF, Hz) senza un fattore di scala separato, mentre il display mostra la potenza in kW. Confrontare ogni nuovo float con il display per confermare se arriva in W o in kW prima di memorizzarlo.
  • I contatori di energia Total kWh+ 0500h, kvarh+ 0504h, kWh- 0508h e kvarh- 050Ch, i contatori parziali da 0510h, il contaore a 0520h e i contatori per tariffa del WM40 da 0524h sono UINT64 su quattro registri, in Wh o varh. Il client Modbus di Edge non legge valori a 64 bit, e la mappa non ha una copia a 32 bit.
  • I valori massimi da 0150h, i valori di domanda da 0350h, i valori minimi del WM40 da 0250h e la domanda massima da 0450h usano la stessa struttura float del blocco istantaneo.
  • Identificazione: firmware base a 0000h (byte alto A per AV5, B AV6, C AV4, D AV7; byte basso la revisione), firmware del modulo di comunicazione a 0001h, codice di identificazione a 000Bh (65 WM30, 66 WM40, 98 WM20) e numero di serie in ASCII da 0020h a 0026h.
  • Registri di scrittura: i parametri di programmazione da 1000h (password, sistema, rapporti, impostazioni dei moduli) e la tabella dei comandi, scritti con la funzione 06h o 10h. Tenerli fuori da un polling di monitoraggio. I file di database dei moduli di memoria del WM40, letti con la funzione 14h, non rientrano in questa guida.

Valutazione

Unità base WM20, WM30 e WM40 da AV4 ad AV7 con un modulo MC485232, MCETH o MCBACIP, usando il protocollo di comunicazione WM20-WM30-WM40 rev. 4.0 del 28 marzo 2018. Monitoraggio di sola lettura: nessuna scrittura sui registri di programmazione, allarme o comando.

InteroperabilitàSupportato a determinate condizioni
Il protocollo documenta indirizzi, ordine delle word dei float e compatibilità firmware per modello per Modbus RTU e TCP, ma l’energia è pubblicata solo come UINT64, che il client Modbus di Edge non legge, e l’elenco degli oggetti BACnet non è pubblico.12
AccuratezzaBen supportato
Sono documentati energia attiva classe 0,5S, corrente ±(0,2% lett. + 2 dgt), aggiornamento in 100 ms o meno e THD fino alla 32a armonica.234
SicurezzaLimitato
La configurazione è protetta da un registro password e da un selettore rotativo di blocco; Modbus RTU e Modbus TCP di per sé non prevedono autenticazione né cifratura, e i registri di programmazione sono scrivibili tramite il bus.12
AffidabilitàSupportato a determinate condizioni
Il protocollo indica un tempo massimo di risposta di 1000 ms, codici di eccezione e indicazioni sui tentativi ripetuti; il polling deve trattare i timeout ripetuti come un guasto.1
RobustezzaBen supportato
Sono documentati frontale IP65 con NEMA 4x e NEMA 12, morsetti IP20, funzionamento da -25 a +55 °C e isolamento di 4 kV tra ingressi, uscite e porte.24
ScalabilitàSupportato a determinate condizioni
Sono documentati fino a 160 dispositivi per bus RS-485 a 1/5 di carico unitario, 115,2 kbps, 125 registri per richiesta e 5 client Modbus TCP simultanei; la capacità reale dipende dal piano di polling.12
Ciclo di vitaNon ancora valutato
Le schede tecniche sono attuali (dal 2023 al 2026) e il protocollo registra le sue revisioni fino alla rev. 4.0.1234

Configurazione

Prima lettura: V L1-N a 0050h, con la word bassa per prima

Il protocollo di comunicazione Carlo Gavazzi WM20-WM30-WM40 rev. 4.0 (28 marzo 2018), Tabella 2.5-1, riporta V L1-N all’indirizzo fisico 0050h (Modicon 300081) come float IEEE 754 a 32 bit per WM20, WM30 e WM40, e la sezione 2.1 invia per primi i 16 bit bassi. Usarlo come punto di partenza e confrontare il risultato con il display.

Lettura identità
01 04 00 0B 00 01 40 08: indirizzo Modbus 1, FC04, indirizzo 0x000B, un registro. La risposta sintetica 01 04 02 00 41 79 00 dà 0x0041 = 65, un WM30.
Richiesta
01 04 00 50 00 02 71 DA: indirizzo Modbus 1, FC04, indirizzo 0x0050 (fisico 0050h), due registri, CRC RTU. Su Modbus TCP la stessa funzione, lo stesso indirizzo e la stessa lunghezza vanno alla porta impostata sul modulo.
Convenzione degli indirizzi
L’indirizzo fisico è l’indirizzo di word a base zero nella trama: inviare 0x0050 (80). Un client che numera i registri di input a partire da uno lo mostra come 300081, i registri holding come 400081. Non inviare 81.
Risposta sintetica
01 04 04 66 66 43 66 B4 09: quattro byte di dati, prima la word bassa 66 66, poi la word alta 43 66.
Decodifica
Scambiare le word in 0x43666666 e decodificare come IEEE 754: 230,4 V. Un client che mantiene l’ordine della linea legge 0x66664366, circa 2,7 x 10^23, il che indica che l’ordine delle word è sbagliato.
Accettazione
Mantenere il punto quando concorda con V L1-N sul display nello stesso momento. In caso contrario, controllare l’ordine delle word, il codice di identificazione e l’indirizzo Modbus prima di aggiungere altri punti.

Criterio di verifica: I byte di risposta sono una verifica sintetica del decodificatore, non una risposta acquisita da un analizzatore. Una risposta reale deve concordare con il display prima di abilitare i float di corrente e potenza.

  1. Verificare il modulo di comunicazione

    Cercare sul retro dell’analizzatore il codice del modulo di comunicazione. MC485232 fornisce Modbus RTU, MCETH Modbus TCP e MCBACIP BACnet/IP e Modbus TCP. Un’unità senza modulo, o con il solo MCBACMS o MCPB, richiede un modulo supportato prima che Edge possa leggerla.

  2. Allineare le impostazioni della porta

    Per RS-485, leggere indirizzo, velocità di trasmissione e parità dal menu di comunicazione dell’analizzatore e inserire gli stessi valori in Edge. Per Ethernet, leggere l’indirizzo IP e la porta TCP/IP; le schede tecniche non indicano una porta di fabbrica.

  3. Identificare il modello

    Leggere il codice di identificazione a 000Bh: 65 è un WM30, 66 un WM40 e 98 un WM20. Il byte alto a 0000h indica la versione d’ingresso (A AV5, B AV6, C AV4, D AV7).

  4. Leggere una tensione con lo scambio delle word

    Leggere V L1-N a 0050h con l’esempio qui sotto e impostare in Edge il float con la word bassa per prima. Poi aggiungere correnti, potenza, PF e Hz dallo stesso blocco, verificando ciascuno con il display.

  5. Prevedere l’energia

    I contatori di energia da 0500h sono a 64 bit e il client Modbus di Edge non li legge. Dove servono i totali di energia, ricavarli da un contatore EpiSensor sulla stessa partenza, oppure cercare nell’elenco degli oggetti MCBACIP in Edge un oggetto di energia che concordi con il display.

Domande comuni

Perché V L1-N si decodifica in un numero enorme?
Il protocollo invia ogni float con i 16 bit bassi nel primo registro. Un client che si aspetta per prima la word alta legge le due metà scambiate. Impostare in Edge il float con la word bassa per prima (word swap) e gli stessi byte si decodificano nella tensione mostrata sul display.1
Edge può leggere i contatori di energia del WM30 tramite Modbus?
Non direttamente. Total kWh+ a 0500h e gli altri contatori di energia e contaore sono UINT64 su quattro registri, in Wh o varh, e la mappa non ha una copia a 32 bit o float. Il client Modbus di Edge legge solo valori a 16 e 32 bit. Ricavare i totali di energia da un contatore EpiSensor sulla stessa partenza, o da un oggetto MCBACIP che concordi con il display.1
Quale modulo di comunicazione serve?
MC485232 per Modbus RTU su RS-485, MCETH per Modbus TCP, o MCBACIP per BACnet/IP con Modbus TCP. Il WM40 ha anche versioni con memoria (MC485232M, MCETHM, MCBACIPM). MCBACMS comunica in BACnet MS/TP e MCPB in Profibus DP, che Edge non legge.24
WM20 e WM40 usano gli stessi indirizzi del WM30?
Sì per il blocco istantaneo da 0050h, il codice di identificazione e i contatori di energia. La colonna del firmware contrassegna ogni registro con X (WM30), Y (WM40) o Z (WM20): il WM40 ha registri aggiuntivi di THD, TDD, fattore K e valori minimi, e il WM20 ha meno valori massimi e di domanda.1
Come si termina il bus RS-485?
Montare un ponticello tra B+ e T sul modulo MC485232 del solo ultimo analizzatore, e terminare anche il lato host. Carlo Gavazzi richiede la terminazione anche su un breve collegamento punto-punto.15

Fonti

  1. WM20-WM30-WM40 communication protocol, versione interna rev. 4.0 (28 marzo 2018) (si apre in una nuova scheda) (PDF) Carlo Gavazzi
  2. Scheda tecnica WM30 power analyzer for three-phase systems (WM30 DS ENG, 13/05/2025), unità base, moduli e codici d’ordine (si apre in una nuova scheda) (PDF) Carlo Gavazzi
  3. Scheda tecnica WM20 power analyzer for three-phase systems (WM20 DS ENG, 27/08/2026), unità base, moduli e codici d’ordine (si apre in una nuova scheda) (PDF) Carlo Gavazzi
  4. Scheda tecnica WM40 power analyzer for three-phase systems (WM40 DS ENG, 04/09/2023), unità base, moduli e codici d’ordine (si apre in una nuova scheda) (PDF) Carlo Gavazzi
  5. Manuale di istruzioni dei moduli accessori e di comunicazione della serie WM (WMModules IM), cablaggio e terminazione (si apre in una nuova scheda) (PDF) Carlo Gavazzi

Approfondimenti

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