Modbus-TCP-Energiemesser-Integration: Register und Tests
Modbus-TCP-Energiemesser-Integration für lokale Überwachung
Modbus TCP ermöglicht es einer lokalen Anwendung, elektrische Messwerte direkt von einem IAMMETER-Wi-Fi-Energiemesser auszulesen.
Es ist geeignet für:
- SPS- und SCADA-Systeme;
- Home Assistant und Node-RED;
- lokale Energiemanagementsysteme (EMS);
- Gebäudemanagementsysteme (BMS);
- Ein-Sekunden-Überwachung und Automatisierung;
- Anwendungen, die ohne IAMMETER-Cloud betrieben werden müssen.
IAMMETER-Energiemesser
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│ Wi-Fi / LAN
│ Modbus TCP
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Home Assistant, Node-RED, SPS, SCADA oder benutzerdefiniertes EMS
Der Client initiiert jede Anfrage. Der Messer gibt Registerwerte für Spannung, Strom, Wirkleistung, importierte Energie, exportierte Energie, Leistungsfaktor, Frequenz und andere unterstützte Messgrößen zurück.
Modbus TCP ist eine lokale Polling-Schnittstelle. Wenn der Messer Daten an einen Broker veröffentlichen soll, verwenden Sie MQTT. Wenn er Daten an einen Kundenserver hochladen soll, lesen Sie IAMMETER-Daten auf Ihrem eigenen Server empfangen.
1. Warum Modbus TCP verwenden?
Im Vergleich zu Cloud-Polling oder periodischen Messeruploads bietet Modbus TCP:
- direkten Zugriff über das lokale Netzwerk;
- keine Abhängigkeit von IAMMETER-Cloud für den Datenpfad;
- eine standardisierte registerbasierte Schnittstelle;
- Ein-Sekunden-Polling für unterstützte Anwendungen;
- vorzeichenbehaftete Wirkleistungswerte für bidirektionale Energieüberwachung;
- Kompatibilität mit gängigen Automatisierungs- und Industriewerkzeugen.
Typische Anwendungen umfassen:
- Steuerung einer Last anhand der Echtzeit-Netzleistung;
- lokales Auslesen von Solarproduktion, Netzaustausch oder Schaltungslast;
- Hinzufügen eines Energiemessers zu Home Assistant;
- Erfassen von Messwerten in Node-RED;
- Integration von Stromdaten in eine SPS, SCADA, EMS oder ein BMS.
2. Unterstützte IAMMETER-Messer
Die aktuellen IAMMETER-Energiemessermodelle unterstützen die verfügbaren Home-Assistant- und Open-Integrationsmodi, einschließlich Modbus TCP. Der eingestellte WEM3162 wird in dieser Anleitung nicht berücksichtigt.
Der Hauptunterschied zwischen den Modellen liegt in der Anzahl und dem Zweck der Messkanäle:
- Einkanal-Messer geben den Phase-A-Registerblock aus;
- Zweikanal- oder Split-Phase-Messer verwenden die entsprechenden Kanalblöcke;
- Dreiphasen-Messer geben die Blöcke Phase A, B und C aus;
- unterstützte Messer können auch Summen und optionale Blindleistungsmessungen ausgeben.
Überprüfen Sie die Registerantwort stets anhand des genauen Modells und der verwendeten Firmware.
WEM3046T und WEM3046TE
WEM3046T und WEM3046TE messen den 5-A-Sekundärausgang eines externen Stromwandlers.
Die primärseitigen Strom-, Leistungs- und Energiewerte müssen daher das anwendbare externe CT-Übersetzungsverhältnis verwenden. Diese Skalierungsanforderung ergibt sich aus der 5-A-CT-Eingangsauslegung des Messers; es handelt sich nicht um ein Modbus-TCP- oder plattformspezifisches Verhalten.
Dokumentieren und testen Sie die CT-Übersetzungsverarbeitung, wo immer diese Modelle integriert werden.
3. Verbindungsparameter
Das offizielle IAMMETER-Modbus-Poll-Beispiel verwendet:
| Parameter | Beispielwert |
|---|---|
| Verbindung | Modbus TCP/IP |
| Host | Lokale IP-Adresse des Messers |
| TCP-Port | 502 |
| Geräte-ID / Unit ID | 1 |
| Funktionscode | 03 — Halteregister lesen |
| Antwort-Timeout | 1000 ms im Beispiel |
Verwenden Sie die LAN-IP-Adresse des Messers als Host. Die Reservierung der Adresse im Router kann verhindern, dass eine Integration nach einer DHCP-Adressänderung unterbrochen wird.
Die obigen Werte sind die im offiziellen Beispiel gezeigten Parameter. Bestätigen Sie die tatsächliche Firmware und Standortkonfiguration, bevor Sie sie in der Produktionssoftware fest codieren.
4. Schnelltest mit Modbus Poll
So überprüfen Sie die Konnektivität vor der Konfiguration einer vollständigen Plattform:
- Verbinden Sie den Computer und den IAMMETER-Messer mit demselben LAN;
- Ermitteln Sie die lokale IP-Adresse des Messers;
- Erstellen Sie eine Modbus-TCP/IP-Verbindung zu Port
502; - Setzen Sie die Geräte-ID auf
1; - Wählen Sie Funktionscode
03; - Fordern Sie Halteregister ab Adresse
0an; - Vergleichen Sie die zurückgegebenen Rohwerte mit den untenstehenden Skalierungsregeln.
Der Screenshot verwendet eine Anzeige-Scanrate von 500 ms zum Testen. Für den normalen Gebrauch empfiehlt die IAMMETER-Dokumentation ein Ein-Sekunden-Polling, anstatt die schnellste Client-Einstellung als unterstütztes Produktionsintervall zu behandeln.
Wenn die Verbindung fehlschlägt, überprüfen Sie:
- ob sich der Messer und der Client im selben erreichbaren Netzwerk befinden;
- die IP-Adresse des Messers;
- TCP-Port 502 und Firewall-Regeln;
- Geräte-ID und Funktionscode;
- ob eine andere Anwendung bereits den vorgesehenen Polling-Workflow steuert;
- die Firmware-Version des Messers.
5. Registerdatentypen und Skalierung
IAMMETER verwendet 16-Bit-Halteregister.
16-Bit-Werte
Spannung, Strom, Leistungsfaktor und Frequenz verwenden ein Register:
| Messgröße | Rohdatentyp | Umrechnung |
|---|---|---|
| Spannung | Unsigned 16-Bit | V = raw / 100 |
| Strom | Unsigned 16-Bit | A = raw / 100 |
| Leistungsfaktor | Unsigned 16-Bit | PF = raw / 1000 |
| Frequenz | Unsigned 16-Bit | Hz = raw / 100 |
32-Bit-Werte
Wirkleistung, kumulierte Energie und Blindleistungswerte verwenden zwei aufeinanderfolgende Register.
Das offizielle Modbus-Poll-Beispiel zeigt das höherwertige 16-Bit-Wort zuerst an. Kombinieren Sie die Wörter wie folgt:
raw32 = (register[n] << 16) | register[n + 1]
Interpretieren Sie Wirk- und Blindleistung als vorzeichenbehaftete 32-Bit-Werte. Interpretieren Sie kumulierte Energie-Impulszähler als vorzeichenlose 32-Bit-Werte.
| Messgröße | Rohdatentyp | Umrechnung |
|---|---|---|
| Wirkleistung | Signed 32-Bit | W = raw32 |
| Import-/Vorwärtsenergie | Unsigned 32-Bit | kWh = raw32 / 800 |
| Export-/Rückwärtsenergie | Unsigned 32-Bit | kWh = raw32 / 800 |
| Blindleistung | Signed 32-Bit | var = raw32 |
| Induktive/kapazitive Blindenergie | Unsigned 32-Bit | kvarh = raw32 / 1000 |
Die vorzeichenbehaftete Wirkleistung ermöglicht es einer Integration, entgegengesetzte Leistungsrichtungen zu unterscheiden. Bestätigen Sie die Vorzeichenkonvention anhand der CT-Ausrichtung und der Anwendungsverdrahtung während der Inbetriebnahme.
6. Kern-Modbus-Registerkarte
Die folgenden Registeradressen sind dezimale Offsets. Der Client sollte Funktionscode 03 verwenden.
Phase A
| Adresse | Länge | Messgröße | Umrechnung |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | Spannung | Unsigned, /100 V |
| 1 | 1 | Strom | Unsigned, /100 A |
| 2 | 2 | Wirkleistung | Signed, W |
| 4 | 2 | Import-/Vorwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
| 6 | 2 | Export-/Rückwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
| 8 | 1 | Leistungsfaktor | Unsigned, /1000 |
| 9 | 1 | Modellkennung in der Legacy-Karte | Nicht als alleiniges aktuelles Modellverzeichnis verwenden |
Phase B
| Adresse | Länge | Messgröße | Umrechnung |
|---|---|---|---|
| 10 | 1 | Spannung | Unsigned, /100 V |
| 11 | 1 | Strom | Unsigned, /100 A |
| 12 | 2 | Wirkleistung | Signed, W |
| 14 | 2 | Import-/Vorwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
| 16 | 2 | Export-/Rückwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
| 18 | 1 | Leistungsfaktor | Unsigned, /1000 |
| 19 | 1 | Reserviert | Nicht verwendet |
Phase C
| Adresse | Länge | Messgröße | Umrechnung |
|---|---|---|---|
| 20 | 1 | Spannung | Unsigned, /100 V |
| 21 | 1 | Strom | Unsigned, /100 A |
| 22 | 2 | Wirkleistung | Signed, W |
| 24 | 2 | Import-/Vorwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
| 26 | 2 | Export-/Rückwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
| 28 | 1 | Leistungsfaktor | Unsigned, /1000 |
| 29 | 1 | Reserviert | Nicht verwendet |
Frequenz und Summen
| Adresse | Länge | Messgröße | Umrechnung |
|---|---|---|---|
| 30 | 1 | Frequenz | Unsigned, /100 Hz |
| 31 | 1 | Reserviert | Nicht verwendet |
| 32 | 2 | Gesamtwirkleistung | Signed, W |
| 34 | 2 | Gesamte Import-/Vorwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
| 36 | 2 | Gesamte Export-/Rückwärtsenergie | Unsigned, /800 kWh |
Die Summenregister sind für Mehrkanal-Messer am relevantesten. Verwenden Sie für eine Einkanal-Integration die entsprechenden Phase-A-Werte und validieren Sie alle zurückgegebenen Summen.
7. Optionale Blindregister
Blindregister sind nur verfügbar, wenn die Blindleistungsmessung vom jeweiligen Messer und der Firmware unterstützt und aktiviert ist.
| Adresse | Länge | Messgröße | Umrechnung |
|---|---|---|---|
| 38 | 2 | Phase-A-Blindleistung | Signed, var |
| 40 | 2 | Phase-A-induktive Blindenergie | Unsigned, /1000 kvarh |
| 42 | 2 | Phase-A-kapazitive Blindenergie | Unsigned, /1000 kvarh |
| 44 | 2 | Phase-B-Blindleistung | Signed, var |
| 46 | 2 | Phase-B-induktive Blindenergie | Unsigned, /1000 kvarh |
| 48 | 2 | Phase-B-kapazitive Blindenergie | Unsigned, /1000 kvarh |
| 50 | 2 | Phase-C-Blindleistung | Signed, var |
| 52 | 2 | Phase-C-induktive Blindenergie | Unsigned, /1000 kvarh |
| 54 | 2 | Phase-C-kapazitive Blindenergie | Unsigned, /1000 kvarh |
Gehen Sie nicht davon aus, dass diese Werte auf jeder Installation aktiv sind. Bestätigen Sie das Modell, die Firmware und die Einstellung für die Blindleistungsmessung.
8. Geräteinformationsregister
| Adresse | Länge | Beschreibung |
|---|---|---|
| 56 | 8 | Geräteseriennummer |
| 64 | 1 | Laufzeit in Sekunden |
Behandeln Sie Seriennummern und andere Gerätekennungen als Betriebsdaten. Vermeiden Sie die Veröffentlichung unbereinigter Werte in Screenshots, Protokollen oder öffentlichen Beispielen.
9. Integrationsbeispiele
Home Assistant
Modbus TCP ist die IAMMETER-Home-Assistant-Option für Benutzer, die schnelle lokale Messwerte und Automatisierung benötigen.
Verwenden Sie die IAMMETER-Home-Assistant-Integrationsanleitung als Haupt-Einstiegspunkt für HA. Sie trennt die messerseitige Konfiguration von der Home-Assistant-Konfiguration und verlinkt auf die aktuellen Modbus-Implementierungsmethoden.
Video:
Node-RED
Node-RED kann die Halteregister abfragen, die Rohwerte normalisieren und die Messwerte an Automatisierungsflüsse, Datenbanken oder Dashboards weiterleiten.
SPS, SCADA, EMS und BMS
Für eine industrielle oder kommerzielle Integration:
- dokumentieren Sie die verwendete Registerkartenversion;
- wenden Sie die korrekte Vorzeichenumwandlung (signed/unsigned) an;
- validieren Sie Byte- und Wortreihenfolge;
- bestätigen Sie CT-Ausrichtung und CT-Übersetzungsverhältnis;
- definieren Sie Timeout- und Wiederholungsverhalten;
- überwachen Sie die letzte erfolgreiche Abfrage;
- vermeiden Sie nicht unterstützte Abfrageraten;
- testen Sie Netzwerkunterbrechung und Wiederherstellung.
Benutzerdefinierte Software
Ein benutzerdefinierter Modbus-TCP-Client sollte Folgendes trennen:
- Verbindungs- und Wiederholungslogik;
- Registerlesevorgänge;
- 16-Bit- und 32-Bit-Dekodierung;
- Messermodell- und Kanalzuordnung;
- CT-Übersetzungsnormalisierung, wo erforderlich;
- Speicher- und Anwendungslogik.
10. Modbus TCP oder eine andere IAMMETER-Schnittstelle?
| Anforderung | Empfohlene Schnittstelle |
|---|---|
| Ein-Sekunden-lokales Polling | Modbus TCP |
| Einfacher JSON-Abruf über das LAN | Lokale HTTP-API |
| Daten an mehrere Verbraucher veröffentlichen | MQTT |
| Messer-Uploads an einen kundenseitigen Webdienst | HTTP/HTTPS |
| Messer-Uploads an einen benutzerdefinierten Socket-Server | TCP/TLS |
| Fertiger Plattformvergleich | Open-Source-Integrationsanleitung |
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11. Firmware
Modbus TCP ist kein experimentelles Upgrade mehr, das nur durch den ursprünglichen Freigabeprozess von 2022 beschrieben wird. Verwenden Sie für eine aktuelle Installation die neueste Firmware, die für das Messermodell verfügbar ist:
Notieren Sie die verwendete Firmware-Version, um die Registerkarte und das Polling-Verhalten zu validieren.
12. Legacy-Freigabeinformationen
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht, als die Modbus-TCP-Unterstützung durch ein Firmware-Upgrade eingeführt wurde.
Die älteren Anweisungen bezogen sich auf Firmware 75.68 als Upgrade-Voraussetzung und baten die Benutzer, ein Upgrade über das Feedback-System anzufordern. Dieser Prozess wird hier nur als historischer Kontext beibehalten und sollte nicht für eine neue Installation verwendet werden.
Ursprüngliche Freigaberessource:
Zuletzt aktualisiert: 16. Juli 2026
