Leviton VerifEye Series 4000

Contatore di potenza ed energia

La VerifEye Series 4000 è il kit di contatori Modbus industriali di Leviton: il contatore di potenza ed energia compatto Series 4000-K, venduto da solo o con TA apribili o di Rogowski, per guida DIN (4KUMR) o in un involucro per esterni NEMA 4X (4OUMR). Il contatore misura sistemi da 90 V L-N a 600 V L-L tramite TA con uscite da 0,333 V o 1 V e comunica tramite Modbus RTU su una porta RS-485 a 2 fili. La guida di installazione di Leviton numera i registri a partire da 001 e fornisce ogni grandezza due volte: come intero a 16 bit scalato con un registro di scala in potenze di dieci, e come float a 32 bit dal registro 257 che non richiede scalatura. La tabella di identificazione del prodotto della guida indica il Series 4000-K con il codice articolo E50C2, e la mappa dei punti ha la stessa struttura della mappa del Veris E50C2.

Contatore Modbus Leviton VerifEye Series 4000
  • Modbus RTU

Contatore di potenza ed energia

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Compatibilità

Compatibile con EpiSensor Edge tramite Modbus RTU

I kit di contatori VerifEye Series 4000 sono compatibili con EpiSensor Edge tramite Modbus RTU sulla porta RS-485 a 2 fili del contatore Series 4000-K, letta attraverso uno ZMB-31 Modbus Interface o una porta seriale del Gateway. Leviton pubblica la mappa dei punti con numeri di registro, formati, unità, fattori di scala, ordine delle word e codici funzione supportati nella guida di installazione ZL0138-0A.

Contatore Series 4000-K nei kit 4KUMR e 4OUMR, usando la mappa dei punti della guida di installazione ZL0138-0A. La mappa numera i registri a partire da 001, quindi il registro 257 viene inviato come indirizzo 256. Verifica in sito: leggere Voltage A-N come float dal registro 293 e confrontarlo con il display. Monitoraggio di sola lettura: nessuna scrittura sul registro di comando 129 o sui registri di configurazione.

Collegalo con

Collegamento a Edge

Per un contatore in un quadro o in un involucro per esterni, dove un collegamento wireless evita di posare un cavo dati fino al Gateway

  • Modbus
  • Wireless
  • Edge
  • Piattaforme
Contatore di potenza ed energia
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
VerifEye Series 4000Morsetti RS-485 +, - e S del Series 4000-K
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 lo schermo dai morsetti +, - e S allo ZMB-31 e impostare lo stesso indirizzo, la stessa velocità di trasmissione e la stessa parità del contatore: di fabbrica indirizzo 001, 19200 baud e nessuna parità. Leggere i registri float con FC03 o FC04. Se un sistema di gestione dell’edificio interroga già il contatore, concordare prima la modifica con il suo responsabile. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Quando il Gateway si trova vicino ai contatori, o quando più contatori condividono un unico bus RS-485 cablato

  • Modbus
  • Edge
  • Piattaforme
Contatore di potenza ed energia
Interfaccia
Gateway
Edge
Uscita
VerifEye Series 4000Morsetti RS-485 +, - e S del Series 4000-K
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 in cascata fino a 63 dispositivi a 2 fili senza derivazioni e montare terminazioni da 120 Ω, non fornite, sul primo e sull’ultimo dispositivo. Lo schermo non è collegato a terra all’interno del contatore, quindi collegarlo a terra in un solo punto del bus. Assegnare a ogni contatore un indirizzo proprio da 1 a 247 e usare la stessa velocità di trasmissione e la stessa parità nel client seriale di Edge. L’invio alla piattaforma del cliente è facoltativo; Edge resta il sistema locale di riferimento.

Modelli

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ModelliInterfacciaCollegamento a Edge
4KUMR-01M, 4KUMR-02M, 4KUMR-04M, 4KUMR-08MContatore Series 4000-K su guida DIN con TA apribili da 100, 200, 400 o 800 A; RS-485 Modbus RTU, contatti a impulsi di energia attiva e di allarme di mancanza faseLeggere la porta RS-485 in Modbus RTU tramite uno ZMB-31 o una porta seriale del Gateway.
4KUMR-R12, 4KUMR-R18, 4KUMR-R24Contatore Series 4000-K su guida DIN con TA a bobina di Rogowski da 12, 18 o 24 pollici per correnti da 50 a 5000 AStesso percorso Modbus RTU e stessa mappa dei punti.
4OUMR-01M to 4OUMR-08M and 4OUMR-R12 to 4OUMR-R24Contatore Series 4000-K in un involucro per esterni NEMA 4X con TA apribili o di RogowskiStesso percorso Modbus RTU e stessa mappa dei punti, con il cavo RS-485 portato all’interno dell’involucro per esterni.
4KUMR-00M and 4KUMR-00RContatore Series 4000-K su guida DIN senza TA, da usare con TA apribili (CTV) o di Rogowski (CRV) di LevitonStesso percorso Modbus RTU e stessa mappa dei punti.

Specifiche

Modelli
Per interni su guida DIN con TA: 4KUMR-01M, -02M, -04M, -08M (apribili) e 4KUMR-R12, -R18, -R24 (Rogowski). Solo contatore: 4KUMR-00M e 4KUMR-00R. Involucro per esterni NEMA 4X: da 4OUMR-01M a -08M e da 4OUMR-R12 a -R24.2
Ingressi di tensione
UL: da 90 V L-N a 600 V L-L (massimo 347 V L-N); CE: da 90 V L-N a 300 V L-N; da 45 a 65 Hz; campo esteso del +20%. Monofase a 2 e a 3 fili, trifase a triangolo e a stella con centro a terra.12
Ingressi di corrente
Da 0 a 0,333 V o da 0 a 1 V (selezionabile), primario dei TA da 5 A a 32.000 A; i TA devono essere idonei all’uso con ingressi di tensione di Classe 1. TA dei kit: apribili da 100, 200, 400 e 800 A, o bobine di Rogowski da 50 a 5000 A.12
Precisione
Dati di prodotto G-9216F (giugno 2023): ANSI C12.20 classe 0,2 e IEC 62053-22 classe 0,5S. Guida di installazione ZL0138-0A (2014): potenza ed energia attiva ANSI C12.20 0,5% e IEC 62053-22 classe 0,5S; energia reattiva IEC 62053-23 classe 2; corrente e tensione 0,4%.12
Comunicazione
RS-485 a 2 fili, Modbus RTU, da 1200 a 38400 baud, parità nessuna, pari o dispari, indirizzo da 1 a 247; di fabbrica indirizzo 001, 19200 baud, nessuna parità. I ricetrasmettitori RS-485 hanno un carico unitario di ¼ o inferiore.12
Uscite
Contatto a impulsi di energia attiva normalmente aperto e contatto di allarme di mancanza fase normalmente chiuso, massimo 30 V AC/DC e 100 mA a 25 °C.1
Alimentazione ausiliaria
AC: 50/60 Hz, massimo 5 VA, minimo 90 V, massimo UL 600 V L-L (347 V L-N), massimo CE 300 V L-N. DC: massimo 3 W, da 125 a 300 V DC con limitazione di corrente esterna.12
Custodia
Contatore 0,28 kg, display frontale IP40 e contatore IP20, guida DIN T35 o montaggio a vite. Kit 4OUMR: involucro per esterni NEMA 4X.12
Ambiente
Funzionamento da -30 a 70 °C, immagazzinamento da -40 a 85 °C, umidità relativa inferiore al 95% senza condensa, fino a 3000 m, grado di inquinamento 2.12
Omologazioni
cULus secondo UL 508 (dispositivo di tipo aperto), EN 61010-1 e CE; approvato CSI per la California Solar Initiative; emissioni FCC parte 15 classe B.12

Interfaccia

Misure documentate e limiti di integrazione per VerifEye Series 4000.

  • La mappa numera i registri a partire da 001 e non riporta una colonna a base zero: i dati interi iniziano a 001, la configurazione a 129 e i float a 257, e l’esadecimale che la guida stampa accanto (257 è 0x101) è lo stesso numero di registro in esadecimale. Leggere i numeri come registri Modbus a base uno, quindi il registro 257 viene inviato come indirizzo 256 (0x0100). Se il primo float non concorda con il display, controllare la base dei registri del client prima di modificare qualsiasi altra cosa.
  • Il contatore risponde a FC03 e FC04 per le letture, FC06 e FC16 per le scritture, FC17 Report ID (che restituisce "Leviton Series 4000K Power Meter Full Data Set") e FC43 Read Device Identification, dove l’oggetto 0x02 restituisce "Series 4000".
  • I registri float sono valori IEEE 754 a 32 bit con i 16 bit superiori (MSR) nel registro con il numero più basso: il registro 257 contiene la word alta e il 258 la word bassa. I contatori di energia ULong usano lo stesso ordine.
  • Blocco float, senza scalatura: energia attiva in kWh a 257/258; potenza attiva totale in kW a 261/262; potenza reattiva in kVAR a 263/264; potenza apparente in kVA a 265/266; fattore di potenza totale a 267/268; tensione media L-L e L-N a 269/270 e 271/272; corrente media a 273/274.
  • Float per fase: potenza attiva A, B e C a 275, 277 e 279 in kW; fattore di potenza da 281 a 285; tensione A-B, B-C e A-C a 287, 289 e 291; tensione A-N, B-N e C-N a 293, 295 e 297 in volt; corrente A, B e C a 299, 301 e 303 in ampere; frequenza (dalla fase A) a 307/308 in Hz.
  • Float di energia e domanda: energia apparente in kVAh a 309/310 ed energia reattiva in kVARh a 311/312; domanda attuale in kW, kVAR e kVA a 325, 327 e 329; domanda massima a 331, 333 e 335. L’energia attiva per fase a 341, 343 e 345 richiede un firmware successivo alla 1.018.
  • Blocco interi, UInt salvo diversa indicazione: energia attiva (ULong, MSR a 001, LSR a 002) in kWh; kW, kVAR e kVA totali da 003 a 005; fattore di potenza totale a 006 in 0,0001; tensioni a 007, 008 e da 016 a 021; correnti a 009 e da 022 a 024; frequenza a 026 in 0,01 Hz.
  • I valori interi in kW, kVAR, kVA, kWh, volt e ampere vanno scalati con i registri di scala, che contengono una potenza di dieci con segno da -4 a 4: 138 per la corrente (I), 139 per la tensione (V), 140 per la potenza (W) e 141 per l’energia (E). Il valore è il registro moltiplicato per 10 elevato a quella potenza. I float non vanno scalati.
  • I valori che un tipo di sistema non supporta si leggono come QNAN: 0x8000 nei registri interi e 0x7FC00000 nei float. Il registro 025 e il float a 305/306 sono riservati e si leggono sempre come QNAN.
  • Diagnostic Alert Bitmap al registro 146 segnala tensione o corrente fuori campo per fase, frequenza fuori campo, mancanza fase, fattore di potenza basso dovuto a fasi collegate in modo errato ed errori delle uscite a impulsi. Il registro 147 conta gli azzeramenti degli accumulatori di energia.
  • Registri di configurazione: tipo di sistema 130 (40 per il trifase a stella, 31 per il triangolo), primario dei TA 131, secondario dei TA 132 (1 o 1/3 V), rapporto TV 133 (scalato per 100), tensione di sistema 134 e sottointervalli della domanda 149 e 150.
  • Il registro di comando 129 azzera l’energia (30078), riavvia la domanda (21211), azzera la domanda massima (21212) e azzera i contatori di impulsi (16498). Le password SETUP e RESET del display sono 00000 per impostazione predefinita, e la mappa dei punti non riporta alcun registro di password Modbus, quindi tenere il 129 e tutti i registri di configurazione fuori da un polling di monitoraggio.

Valutazione

Contatore Series 4000-K nei kit 4KUMR e 4OUMR, usando la mappa dei punti della guida di installazione ZL0138-0A. La mappa numera i registri a partire da 001, quindi il registro 257 viene inviato come indirizzo 256. Verifica in sito: leggere Voltage A-N come float dal registro 293 e confrontarlo con il display. Monitoraggio di sola lettura: nessuna scrittura sul registro di comando 129 o sui registri di configurazione.

InteroperabilitàSupportato a determinate condizioni
Leviton documenta Modbus RTU con i codici funzione supportati, i formati, le unità, i fattori di scala e l’ordine delle word, e fornisce ogni grandezza come float. La mappa riporta numeri di registro a base uno senza una colonna a base zero, e la guida non indica i bit di dati né i bit di stop.1
AccuratezzaSupportato a determinate condizioni
I dati di prodotto del 2023 dichiarano ANSI C12.20 classe 0,2 e IEC 62053-22 classe 0,5S, mentre la guida di installazione del 2014 dichiara 0,5%. La mappa ha potenza per fase, energia attiva per fase e domanda, con un solo contatore di energia attiva e nessun registro separato di import ed export.12
SicurezzaLimitato
Le password SETUP e RESET proteggono i menu del display e sono 00000 per impostazione predefinita. La mappa dei punti non riporta alcun registro di password Modbus, quindi un master Modbus può scrivere i registri di comando e di configurazione. Modbus RTU non prevede cifratura né autenticazione. Mantenere il bus privato e il client in sola lettura.1
AffidabilitàSupportato a determinate condizioni
La guida dichiara immunità EN 61000 classe A, una tenuta alle interruzioni di 100 ms a 120 V AC, registri di energia e domanda non volatili, una bitmap di allarmi diagnostici e un conteggio degli azzeramenti dell’energia. I valori non supportati si leggono come QNAN, quindi un polling deve trattare 0x8000 e 0x7FC00000 come dati mancanti.1
RobustezzaSupportato a determinate condizioni
Specificato da -30 a 70 °C in funzionamento e con umidità relativa inferiore al 95% senza condensa fino a 3000 m. I kit 4OUMR mettono il contatore in un involucro per esterni NEMA 4X; il contatore da solo è IP20 e richiede un involucro.12
ScalabilitàSupportato a determinate condizioni
Fino a 63 dispositivi a 2 fili su un bus RS-485 in cascata, indirizzi da 1 a 247 e fino a 38400 baud. Non esiste una versione Ethernet, quindi i siti più grandi richiedono più bus.1
Ciclo di vitaNon ancora valutato
I dati di prodotto di Leviton per i kit sono datati giugno 2023 e riportano i codici di catalogo attuali. I punti da 337 a 346 richiedono un firmware successivo alla 1.018.12

Configurazione

Leggere Voltage A-N al registro 293, poi l’energia attiva come float e come intero scalato

La mappa dei punti della guida di installazione ZL0138-0A elenca Voltage A-N come float ai registri 293/294 in volt, Real Energy Consumption come float a 257/258 in kWh, la stessa energia come ULong a 001/002 in kWh scalata con il fattore di scala dell’energia, e Scale Factor E al registro 141 come intero con segno. La mappa numera i registri a partire da 001, quindi ogni richiesta qui sotto invia il numero di registro meno uno.

Richiesta
01 03 01 24 00 02 85 FC: indirizzo Modbus 1, FC03, indirizzo 0x0124 per il registro 293, due registri, CRC RTU.
Convenzione degli indirizzi
Il registro 293 viene inviato come indirizzo 292 (0x0124), il registro 257 come 256 (0x0100), il registro 141 come 140 (0x008C) e il registro 001 come 0 (0x0000). Un client che numera i registri holding a partire da uno usa direttamente 293 (o 40293). Inviare 0x0125 per Voltage A-N fa partire la lettura un registro più avanti.
Risposta sintetica
01 03 04 43 8A A6 66 35 D7: quattro byte di dati, prima la word alta 0x438A, poi 0xA666.
Decodifica
Il float è 0x438AA666 = 277,3 V, una tensione fase A-neutro su un sistema a stella da 480 V.
Lettura dell’energia come float
01 03 01 00 00 02 C5 F7 legge i registri 257/258. La risposta sintetica 01 03 04 47 A7 61 0D B7 31 dà il float 0x47A7610D = 85698,1 kWh.
Lettura dell’energia come intero
01 03 00 8C 00 01 45 E1 legge Scale Factor E al registro 141; la risposta sintetica 01 03 02 FF FF B9 F4 dà 0xFFFF = -1, quindi l’energia intera è il registro moltiplicato per 0,1. Poi 01 03 00 00 00 02 C4 0B legge i registri 001/002; la risposta sintetica 01 03 04 00 0D 13 95 A6 AF dà MSR 0x000D e LSR 0x1395, quindi 0x000D1395 = 856981 e 856981 × 0,1 = 85698,1 kWh.
Accettazione
Mantenere i punti quando Voltage A-N concorda con il display e l’energia float e quella intera scalata concordano tra loro e con la schermata dei kWh. Un float letto un registro più avanti si estende su due valori e non si decodifica nella tensione visualizzata.

Criterio di verifica: I byte della risposta sono una verifica sintetica del decoder, non una risposta acquisita da un contatore. Una risposta reale deve dare una tensione che concorda con il display prima di abilitare i punti di corrente, potenza ed energia.

  1. Identificare il kit e i TA

    Leggere il codice di catalogo: 4KUMR per la guida DIN, 4OUMR per l’involucro per esterni, con il suffisso che indica i TA. Verificare che l’impostazione del secondario dei TA (1 V o 0,33 V) e la taglia del primario dei TA corrispondano ai TA montati.

  2. Leggere le impostazioni di comunicazione

    Nel menu SETUP del display, S COM mostra l’indirizzo Modbus (ADDR, da 1 a 247), la velocità di trasmissione (BAUD, da 1200 a 38400) e la parità (PAR). Di fabbrica il contatore usa l’indirizzo 001, 19200 baud e nessuna parità. Inserire gli stessi valori nel client seriale di Edge o nello ZMB-31.

  3. Cablare la coppia RS-485

    Collegare +, - e S (schermo) al bus, collegare in cascata gli altri contatori senza derivazioni, montare terminazioni da 120 Ω alle due estremità e collegare a terra lo schermo in un solo punto.

  4. Leggere un float e confrontarlo con il display

    Inviare FC03 per due registri all’indirizzo 0x0124, registro 293, e decodificare Voltage A-N come float con la word alta per prima. Confrontarlo con la tensione della fase A sul display.

  5. Aggiungere potenza ed energia

    Aggiungere la potenza attiva totale dal registro 261, l’energia in kWh dal registro 257 e i valori per fase. Se un client deve usare il blocco degli interi, leggere prima i registri di scala da 138 a 141 e applicarli a ogni valore intero.

  6. Controllare il registro di diagnostica

    Leggere il registro 146 e aspettarsi 0 su un contatore collegato correttamente. Non scrivere mai sul registro 129 o sui registri di configurazione.

Domande comuni

La mappa del Leviton Series 4000 usa registri a base zero o a base uno?
La mappa numera i registri a partire da 001 e non riporta una colonna a base zero, quindi va letta come numeri di registro Modbus a base uno: il registro 257 viene inviato come indirizzo 256 (0x0100) e il registro 293 come 0x0124. Se il primo float non concorda con il display, controllare la base dei registri del client.1
Come si scalano i registri interi del Series 4000?
Leggere una volta i registri di scala: 138 per la corrente, 139 per la tensione, 140 per la potenza e 141 per l’energia. Ognuno contiene una potenza di dieci con segno da -4 a 4, e il valore è il registro intero moltiplicato per 10 elevato a quella potenza. I registri float da 257 non richiedono scalatura, quindi leggere quelli dove il client supporta i float.1
Il Leviton Series 4000 è uguale a un Veris E50C2?
La guida di installazione ZL0138-0A di Leviton indica il Series 4000-K con il codice articolo E50C2 nella sua tabella di identificazione del prodotto, e la sua mappa dei punti ha gli stessi registri, formati e fattori di scala della mappa del Veris E50C2. Le stringhe di Report ID e di identificazione del dispositivo riportano Leviton e Series 4000.1
Perché un registro del Series 4000 si legge come 0x8000 o 0x7FC00000?
Sono QNAN, il valore non numerico (not-a-number) del contatore: 0x8000 in un registro intero e 0x7FC00000 in un float. Il contatore restituisce QNAN per le grandezze che il tipo di sistema configurato non misura e per i registri riservati 025 e 305/306.13

Fonti

  1. Series 4000-K Compact Modbus Power and Energy Meter Installation Guide ZL0138-0A (2014), con la mappa dei punti Modbus alle pagine da 18 a 23 (si apre in una nuova scheda) (PDF) Leviton Manufacturing Co., Inc.
  2. VerifEye Series 4000 0.2% Accurate Industrial ModBus Meter Kits, dati di prodotto 4xUMR-xxx, G-9216F (giugno 2023), con specifiche e codici di catalogo (si apre in una nuova scheda) (PDF) Leviton Manufacturing Co., Inc.
  3. Series 4000-K Compact Modbus Power and Energy Meter Quick Install Guide Z206883-0A, con i tipi di sistema supportati e i collegamenti (si apre in una nuova scheda) (PDF) Leviton Manufacturing Co., Inc.

Approfondimenti

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