Gossen Metrawatt ENERGYMID EM2289/EM2389

Contatore di energia trifase

ENERGYMID è la famiglia di contatori di energia su guida DIN a quattro moduli, con approvazione MID, di Gossen Metrawatt. Con la caratteristica W7 il contatore ha una porta RS-485 con Modbus RTU, e la descrizione dell’interfaccia 3-349-910-03 di Gossen Metrawatt copre tutti i contatori U228x-W7 e U238x-W7: EM2281 ed EM2289 per collegamento diretto a 5(80) A ed EM2381, EM2387 ed EM2389 tramite trasformatori da 1(6) A. Gli indirizzi sono a base zero e vengono inviati così come sono riportati. Tensione, corrente e potenza sono una mantissa a 16 bit con un registro di esponente condiviso; l’energia è una mantissa a 32 bit in Wh moltiplicata per un fattore di energia primaria. Le varianti multifunzione M1 e M3 aggiungono tensione, corrente, potenza e frequenza ai contatori di energia.

Gossen Metrawatt ENERGYMID EM2289 ed EM2389 (Modbus RTU)
  • Modbus RTU

Contatore di energia trifase

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Compatibilità

Compatibile con EpiSensor Edge tramite Modbus RTU

I contatori ENERGYMID con caratteristica W7 sono compatibili con EpiSensor Edge tramite Modbus RTU sui loro morsetti bus RS-485, letti attraverso uno ZMB-31 Modbus Interface o una porta seriale del Gateway. Gossen Metrawatt pubblica la descrizione dell’interfaccia 3-349-910-03 con indirizzi a base zero, codici funzione, tipi di formato e unità.

EM2281, EM2289, EM2381, EM2387 ed EM2389 con caratteristica W7 (Modbus RTU), letti con la descrizione dell’interfaccia 3-349-910-03. Le varianti TCP/IP (W4), M-Bus (W2), LON (W1) e LPWAN (W8) hanno descrizioni dell’interfaccia proprie e non rientrano in questa guida. Verifica in sito: leggere la frequenza al registro 11 e confrontarla con il display. Monitoraggio di sola lettura: nessuna scrittura sui registri dei parametri da 10000.

Collegalo con

Collegamento a Edge

Per un contatore in un quadro di distribuzione, dove un collegamento wireless evita di posare un cavo dati fino al Gateway

  • Modbus
  • Wireless
  • Edge
  • Piattaforme
Contatore di energia trifase
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
ENERGYMID EM2289/EM2389Morsetti bus 23, 24 e 25 dell’ENERGYMID W7
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 A (+) e B (-) come indicato sul contatore, impostare sul contatore un indirizzo Modbus univoco e la velocità di trasmissione, e impostare nello ZMB-31 lo stesso formato del frame (8E1 di fabbrica). Leggere i valori misurati con la funzione 04. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Quando una fila di contatori condivide un unico bus RS-485 cablato vicino al Gateway

  • Modbus
  • Edge
  • Piattaforme
Contatore di energia trifase
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
ENERGYMID EM2289/EM2389Morsetti bus 23, 24 e 25 dell’ENERGYMID W7
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
I contatori hanno un carico unitario di 1/8, quindi su un bus possono stare fino a 256 contatori ENERGYMID, con fino a 1000 m di cavo a seconda del cavo e della velocità. Terminare entrambe le estremità con una resistenza da 100 a 150 ohm; i contatori non richiedono resistenze di polarizzazione perché i loro ricevitori sono di tipo failsafe. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Modelli

Scarica
ModelliInterfacciaCollegamento a Edge
EM2289 (U2289) with W7: U2289-V018 (standard M0) and U2289-V028 (multifunctional M1)4 fili, collegamento diretto 5(80) A, 400 V L-L; Modbus RTU su RS-485Leggere in Modbus RTU tramite uno ZMB-31 o una porta seriale del Gateway.
EM2389 (U2389) with W7: U2389-V018 (M0) and U2389-V028 (M1)4 fili, collegamento tramite trasformatori 1(6) A, incluso 5(6) A, rapporto TA e TV programmabile; Modbus RTU su RS-485Stessa mappa e stesso percorso. I registri di energia e di potenza riportano valori primari; verificare il rapporto TA al registro 10000 rispetto all’impianto.
EM2281, EM2381 and EM2387 with W7Contatori a 2 fili 230 V a collegamento diretto (EM2281), a 2 fili tramite trasformatori (EM2381) e a 3 fili tramite trasformatori (EM2387); la stessa descrizione dell’interfaccia U228x/U238xStessa mappa; i registri delle fasi che il contatore non ha non sono significativi.
ENERGYMID with W4 (TCP/IP: BACnet, Modbus TCP, HTTP)Ethernet RJ-45 con una descrizione dell’interfaccia separataUn’interfaccia diversa. Per quella variante usare la descrizione TCP/IP di Gossen Metrawatt; questa guida ai registri copre solo W7.
ENERGYMID with W1 (LON), W2 (M-Bus), W8 (LPWAN) or S0 pulse output onlyNessuna porta Modbus RTUNessuna lettura Modbus con questa mappa. Un contatore M-Bus richiede invece un percorso M-Bus.

Specifiche

Modelli
EM2281 (U2281) ed EM2289 (U2289) a collegamento diretto; EM2381 (U2381), EM2387 (U2387) ed EM2389 (U2389) a collegamento tramite trasformatori. Modbus RTU è la caratteristica W7.2
Corrente
Diretto: Iref 5 A, Imax 80 A, corrente di avviamento 20 mA. Tramite trasformatori: Iref 1 A, Imax 6 A (comprende 5(6) A), corrente di avviamento 2 mA.2
Tensione
Tensione di riferimento U5 230 V L-N, U6 400 V L-L o U3 da 100 a 110 V L-L, scostamento ammesso da -20% a +15%; frequenza nominale 50 Hz.2
Precisione
Energia attiva classe B (EN 50470-3), energia reattiva classe 2 (EN 62053-23); approvazione MID, moduli B e D. Valori multifunzione: tensione e corrente 0,5%, potenza 1%, frequenza 0,05%.2
Modbus RTU
RS-485, indirizzo da 1 a 247, da 300 a 115.200 baud, frame 8E1 (di fabbrica), 8O1, 8N2 o 8N1; ritardo di risposta da 10 a 100 ms; pronto 5 s dopo l’accensione.1
Bus
Carico unitario 1/8, fino a 256 contatori per bus; fino a 1000 m di doppino intrecciato schermato, almeno 0,22 mm², terminazione da 100 a 150 ohm a entrambe le estremità.12
Custodia
4 moduli di larghezza, circa 72 x 90 x 70 mm, su guida DIN da 35 mm; frontale IP 51, morsetti IP 20; peso inferiore a 0,3 kg.2
Ambiente
Funzionamento da -25 a +55 °C, immagazzinamento da -25 a +70 °C, umidità massima 95% senza condensa, uso in interni fino a 2000 m.2

Interfaccia

Misure documentate e limiti di integrazione per ENERGYMID EM2289/EM2389.

  • Tutti gli indirizzi dei registri nella descrizione dell’interfaccia sono a base zero e vengono inviati esattamente come riportati: la frequenza al registro 11 viaggia sul bus come 0x000B. I valori misurati si leggono con la funzione 04; i parametri con la funzione 03.
  • Tensione, corrente e potenza usano il tipo di formato 1: una mantissa SINT16 e un esponente condiviso nel byte basso del relativo registro di esponente, valore = mantissa x 10^esponente. Una mantissa di 8000h indica che la variabile non è definita.
  • Tensioni primarie L1-L2, L2-L3 e L3-L1 a 0, 1 e 2, la loro media a 3, tensioni di fase L1-N, L2-N e L3-N a 4, 5 e 6 e la loro media a 7, in V con l’esponente della tensione al registro 12.
  • Correnti di fase primarie L1, L2 e L3 a 100, 101 e 102, la loro media a 103 e la corrente di neutro a 104, in A con l’esponente della corrente a 108.
  • Potenza attiva primaria P1, P2, P3 e Ptot da 200 a 203 (W) e potenza reattiva Q1, Q2, Q3 e Qtot da 204 a 207 (var), con l’esponente della potenza a 212. Fattore di potenza per fase da 208 a 210 e totale a 211: SINT16, dividere per 1000.
  • Frequenza al registro 11: UINT16, moltiplicare per 0,01 per ottenere Hz. THD di tensione da 8 a 10 e THD di corrente da 105 a 107: UINT16, dividere per 1000.
  • Energia totale, tutte le tariffe, come mantisse UINT32 in due registri: attiva importata a 300 (OBIS 1.8.0), attiva esportata a 302 (2.8.0), reattiva importata a 304 (3.8.0) e reattiva esportata a 306 (4.8.0). Energia primaria in Wh o varh = mantissa x il fattore di energia primaria a 308 (UINT32), oppure mantissa x 10^esponente dal registro 310.
  • Gossen Metrawatt precisa che fino al firmware Modbus RTU V1.20 incluso il fattore di energia primaria non va usato; su quei contatori scalare con l’esponente a 310. Le versioni hardware e firmware dell’interfaccia si trovano nel blocco fisso a 3700 (due registri).
  • La descrizione dell’interfaccia non indica l’ordine delle word di un UINT32. Leggere il registro 300 come due registri e confrontare il risultato con il display principale; se corrisponde solo con le word scambiate, impostare il punto in Edge con la word bassa per prima.
  • Energia della tariffa attiva da 400 a 406 con il relativo fattore a 408 e la tariffa attiva (da 1 a 8) a 412. Ciascuna delle tariffe da 1 a 8 ha un proprio blocco da 600 a 1313, con copie alla data di riferimento e copie azzerabili da 1400 e da 2200.
  • Ore di funzionamento a 500 (UINT32). I flag di stato di errore 1 e 2 sono ripetuti in ogni blocco (13 e 14 per la tensione): i bit segnalano tensioni inferiori al 75% o superiori al 120% di Un, correnti inferiori alla corrente di avviamento, guasti di frequenza e un senso ciclico delle fasi errato.
  • I registri da 3000 a 10800 si possono leggere e scrivere solo come blocchi interi a lunghezza fissa. I parametri da 10000 (rapporto TA, rapporto TV, indirizzo Modbus, velocità di trasmissione, selezione della tariffa, orologio, azzeramento e date di riferimento) si scrivono con la funzione 16; tenerli fuori da un polling di monitoraggio.

Valutazione

EM2281, EM2289, EM2381, EM2387 ed EM2389 con caratteristica W7 (Modbus RTU), letti con la descrizione dell’interfaccia 3-349-910-03. Le varianti W4, W2, W1 e W8 non rientrano in questa guida. Monitoraggio di sola lettura: nessuna scrittura sui registri dei parametri da 10000.

InteroperabilitàSupportato a determinate condizioni
La descrizione dell’interfaccia fornisce indirizzi a base zero, codici funzione, tipi di formato ed esempi. L’ordine delle word dei valori di energia a 32 bit non è indicato, quindi la prima lettura di energia richiede un controllo sul display.1
AccuratezzaBen supportato
Sono dichiarate l’approvazione MID con energia attiva in classe B ed energia reattiva in classe 2; i valori multifunzione hanno un’accuratezza dello 0,5% (tensione, corrente) e dell’1% (potenza).2
SicurezzaNon ancora valutato
La scheda tecnica riporta un coperchio antimanomissione e la disabilitazione della configurazione. L’interfaccia accetta scritture di parametri con la funzione 16 e frame broadcast all’indirizzo 0.12
AffidabilitàSupportato a determinate condizioni
Sono documentati i tempi di risposta, i codici di eccezione, la marcatura dei valori non definiti (8000h) e i flag di stato di errore; un errore di CRC non riceve risposta, quindi Edge rileva un timeout.1
RobustezzaSupportato a determinate condizioni
Sono documentati funzionamento da -25 a +55 °C, uso in interni, frontale IP 51 e morsetti IP 20 per il montaggio in quadro di distribuzione.2
ScalabilitàBen supportato
Un carico unitario di 1/8 consente fino a 256 contatori su un bus, fino a 115.200 baud, con indirizzi da 1 a 247.1
Ciclo di vitaNon ancora valutato
La scheda tecnica del 2024 riporta codici d’ordine W7 attuali per EM2289 ed EM2389.24

Configurazione

Prima lettura: frequenza al registro 11, poi una tensione di fase scalata

Si usa la descrizione dell’interfaccia 3-349-910-03 (5/6.22) di Gossen Metrawatt. La frequenza si trova al registro 11 con tipo di formato 3 (UINT16 x 0,01 Hz); la tensione di fase L1-N si trova al registro 4 come mantissa SINT16 con l’esponente della tensione al registro 12. Tutti gli indirizzi sono a base zero e vengono inviati come riportati.

Funzione
FC04, lettura dei registri di input (valori misurati).
Convenzione degli indirizzi
Il registro 11 viene inviato come 0x000B senza offset. Un client che numera i registri di input a partire da uno lo mostra come 30012.
Richiesta
01 04 00 0B 00 01 40 08: indirizzo Modbus 1, FC04, registro 11, un registro, CRC RTU.
Risposta sintetica
01 04 02 13 8A 35 A7: due byte di dati, 0x138A.
Decodifica
0x138A = 5002; 5002 x 0,01 = 50,02 Hz, il valore di esempio della descrizione dell’interfaccia.
Lettura della tensione
01 04 00 04 00 01 70 0B legge la mantissa L1-N (risposta 01 04 02 09 05 7F 63, 0x0905 = 2309) e 01 04 00 0C 00 01 F1 C9 legge l’esponente (risposta 01 04 02 00 FF F9 70, byte basso 0xFF = -1). 2309 x 10^-1 = 230,9 V.
Accettazione
Entrambi i valori corrispondono al display. 5002 Hz significa che manca la scala 0,01; 2309 V significa che l’esponente non è stato applicato.

Criterio di verifica: I byte della risposta sono una verifica sintetica del decoder costruita con i valori di esempio della descrizione dell’interfaccia stessa, non una risposta acquisita da un contatore. Mantenere ogni punto quando una risposta reale concorda con il display.

  1. Verificare la caratteristica W7

    Verificare sulla targhetta o nel codice d’ordine la presenza di W7 (per esempio U2289-V018 o U2389-V028). I contatori W4 usano Ethernet con una descrizione diversa, e i contatori W1, W2 e W8 non hanno una porta Modbus RTU.

  2. Impostare indirizzo, velocità di trasmissione e frame sul contatore

    Nel menu Modbus impostare un indirizzo univoco da 1 a 247, la velocità di trasmissione e il formato del frame (8E1 di fabbrica). Il formato del frame si può modificare solo sul contatore, e tutti i dispositivi sul bus devono usare le stesse impostazioni.

  3. Cablare e terminare il bus

    Usare i morsetti bus superiori contrassegnati per l’interfaccia W7, con A come linea positiva e B come linea negativa. Terminare entrambe le estremità del cavo con una resistenza da 100 a 150 ohm e collegare lo schermo alla terra di protezione in un solo punto.

  4. Leggere la frequenza e una tensione

    Leggere la frequenza al registro 11 con l’esempio qui sotto, poi la tensione di fase a 4 con il relativo esponente a 12. Confrontare entrambi i valori con il display. Su un contatore M0 standard, che la scheda tecnica riporta senza tensione, corrente e potenza sul display, iniziare invece dai registri di energia.

  5. Aggiungere l’energia con il relativo fattore

    Leggere l’energia attiva importata a 300 (due registri) e il fattore di energia primaria a 308, moltiplicarli in Edge e confrontare il risultato in kWh con il display principale. Con firmware Modbus RTU V1.20 o precedente usare l’esponente a 310 al posto del fattore.

Domande comuni

Bisogna sottrarre uno dai numeri dei registri dell’ENERGYMID?
No. La descrizione dell’interfaccia afferma che tutti gli indirizzi dei registri sono a base zero e vengono trasmessi direttamente come elencati, senza conversione. Il suo stesso esempio legge il THD di corrente ai registri da 105 a 107 inviando 00 69.1
Come si convertono i registri di energia in kWh?
Ogni valore di energia è una mantissa UINT32 in due registri. Moltiplicarla per il fattore di energia primaria UINT32 dello stesso blocco (308 per i totali) per ottenere Wh o varh, poi dividere per 1000 per ottenere kWh. Gossen Metrawatt indica che il fattore non va usato fino al firmware Modbus RTU V1.20 incluso; su quei contatori usare mantissa x 10^esponente con l’esponente a 310.1
Perché tensione e corrente si leggono come 8000h?
Una mantissa di 8000h indica che la variabile non è definita. La scheda tecnica riporta tensione, corrente, potenza, fattore di potenza, frequenza e THD come valori visualizzati solo dalle varianti multifunzione M1 e M3; un contatore M0 standard mostra l’energia. Su un contatore M0 iniziare dai registri di energia.12
Edge può leggere il registro eventi o il profilo di carico?
Il registro eventi di esercizio da 3100 e il profilo delle letture del contatore da 3400 devono essere letti come blocchi interi di esattamente 16 o 32 word, scorrendoli una voce alla volta. Sono record strutturati, non singole misure, quindi limitare Edge ai valori misurati e ai registri di energia.1
L’ENERGYMID è un contatore fiscale?
Sì. La scheda tecnica riporta l’approvazione MID (moduli di valutazione della conformità B e D) con classe di accuratezza B per l’energia attiva, quindi il contatore è adatto ai siti in cui è richiesto un contatore MID.2

Fonti

  1. ENERGYMID|EM Modbus RTU interface for energy meters U228X-W7 and U238X-W7, descrizione dell’interfaccia 3-349-910-03 (5/6.22) (si apre in una nuova scheda) (PDF) Gossen Metrawatt GmbH
  2. ENERGYMID EM2281 / EM2289 / EM2381 / EM2387 / EM2389, scheda tecnica 3-349-867-03 (9/11.24), con dati tecnici e informazioni d’ordine (si apre in una nuova scheda) (PDF) Gossen Metrawatt GmbH
  3. ENERGYMID EM2281, EM2289, EM2381, EM2387, EM2389, istruzioni d’uso 3-447-121-03 (3/11.24) (si apre in una nuova scheda) (PDF) Gossen Metrawatt GmbH
  4. Pagina prodotto ENERGYMID Modbus RTU con l’elenco dei documenti (in tedesco) (si apre in una nuova scheda) Gossen Metrawatt GmbH

Approfondimenti

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