Электросчетчик DIN (WiFi): Компактный рельсовый счетчик с облачной связностью

В типичном оснащении коммерческого офиса в центральном деловом районе Сингапура на этаж выделяется 18–24 модуля DIN для электрозащиты — автоматические выключатели, дифференциальные автоматы, защита от скачков напряжения. Добавление индивидуального учета энергопотребления для арендаторов раньше означало либо громоздкие панельные счетчики, потребляющие 8–12 дополнительных модулей, либо решения с трансформаторами тока (ТТ), требующие отдельных корпусов и проводки на 415 В.

Wi-Fi-счетчик на рейку DIN изменяет эту ситуацию. Ширина 4 модуля (72 мм), он крепится на ту же рейку TH35, что и остальные панельные устройства, измеряет активную и реактивную энергию с точностью класса 1.0 и передает данные на облачный дашборд через существующую Wi-Fi-сеть здания. Без дополнительной проводки. Без отдельных корпусов для связи. Без ноутбуков для настройки на месте.

Крепление на рейку DIN и установка

Физический размер определяет дизайн. Стандартный счетчик на рейку DIN занимает 4 модуля (по 18 мм каждый) и фиксируется пружинным фиксатором рейки. Клеммник принимает одножильные или многожильные проводники сечением 1.5–16 мм², с отдельными клеммами для напряжения и тока, четко маркированными на корпусе.

Установка выполняется по простой последовательности. Крепить счетчик на рейку DIN. Подключить фазу и нейтраль через счетчик (совместим с шинами сечением 35 мм²). Натянуть до момента 2.5 Н·м. Закрыть крышку клеммника. Подать питание. Счетчик загружается примерно за 3 секунды и сразу начинает накапливать энергию, даже до настройки коммуникации.

Настройка Wi-Fi — здесь продукт отличается от традиционных счетчиков DIN. Вместо необходимости использовать ноутбук с серийным кабелем для установки адреса Modbus, счетчик создает временную точку доступа при первом включении. Техник подключается с помощью смартфона, открывает локальную веб-страницу, размещенную на счетчике, и вводит данные для доступа к Wi-Fi-сети здания. Счетчик перезагружается, подключается к сети и начинает передавать данные за 60 секунд.

Для крупных установок — 50+ счетчиков на панель — наш инженерный команд разработал инструмент для пакетной настройки. Монтажник загружает CSV-файл с серийными номерами счетчиков и желаемыми параметрами (SSID Wi-Fi, интервал отчетности, облачный конечный пункт). Инструмент одновременно отправляет настройки всем счетчикам в локальной сети. Развертывание 120 счетчиков на 8 этажах было полностью настроено за 47 минут с помощью этого подхода.

Корпус выполнен из поликарбоната с огнестойкостью по UL 94 V-0. Диапазон рабочих температур — от -25°C до +55°C, что покрывает большинство коммерческих и легкопромышленных сред. Класс защиты IP51 (защита от пыли, защита от капель), подходящий для внутренней панельной установки. Для полуоткрытых панелей доступна вариант с IP65 с прокладками для клеммных крышек.

Wi-Fi-соединение и интеграция с облаком

Wi-Fi-модуль основан на ESP32-WROOM-32D, поддерживает 802.11 b/g/n на частоте 2.4 ГГц. (5 ГГц не поддерживается — сознательный выбор, поскольку многие коммерческие здания имеют устаревшие точки доступа на 2.4 ГГц, появившиеся до внедрения 5 ГГц.) Модуль поддерживает постоянное TCP-соединение с до трех конфигурируемых конечных пунктов одновременно.

Передача данных осуществляется с помощью конфигурируемого JSON-пейлоада по HTTP POST. Стандартный интервал отчетности — 60 секунд, передаются:

- Напряжение, ток, активная мощность, реактивная мощность, коэффициент мощности по фазам

- Общая и разделенная по тарифам активная/реактивная энергия (до 4 тарифов)

- Температура счетчика, уровень сигнала (RSSI), время работы

- Флаги состояния подделки (крышка открыта, магнитное поле, обратный поток энергии)

Наша облачная платформа принимает эти данные, хранит их в базах данных временных рядов и предоставляет через RESTful API. Интеграторы систем управления зданием (СУЗ) обычно опрашивают API с интервалом 5 минут для заполнения своих дашбордов энергопотребления. Документация API состоит из 47 страниц и охватывает аутентификацию (OAuth 2.0), определения конечных пунктов, лимиты скорости (100 запросов/минута на ключ API) и обработку ошибок.

Для развертываний, где нельзя использовать облачное соединение — государственные объекты, сети без подключения к Интернету или объекты с строгими политиками внешнего брандмауэра — счетчик также поддерживает прямой Modbus TCP. Любая SCADA или СУЗ с возможностью клиента Modbus TCP может напрямую считывать регистры хранения счетчика. Карта регистров соответствует Sunspec Modbus (регистр 40000+), обеспечивая совместимость с системами мониторинга солнечных инверторов и другим оборудованием для возобновляемых источников энергии.

Функции реального времени мониторинга энергопотребления

Преимущество Wi-Fi-соединения — не только сбор данных, но и то, что оператор здания может сделать с этими данными в реальном времени. Встроенное прошивание счетчика поддерживает несколько функций мониторинга, которые раньше требовали внешнего программного обеспечения для управления энергией:

Оповещения по порогам. Оператор конфигурирует пороги мощности или энергии через облачный дашборд. Когда потребление арендатора превышает порог, счетчик (или облачная платформа, в зависимости от конфигурации) отправляет оповещение по электронной почте, вебхуку или сообщению MQTT. Управляющая компания недвижимости в Куала-Лумпуре настроила пороги 800 Вт на рабочее место для 340 мелких офисных арендаторов; система оповещений обнаружила 23 случая работы КОЭ после рабочего времени в первый месяц, что позволило сэкономить примерно 4200 сингапурских долларов в месяц на коммунальных услугах.

Профилирование нагрузки. Счетчик хранит данные с интервалом 1 минуту в несъемной памяти за последние 60 дней. Эти данные доступны для скачивания через API или могут быть автоматически отправлены в облако. Операторы объектов используют профили нагрузки для выявления проблем с планированием работы оборудования, проверки производительности реакции на спрос и распределения затрат на энергию по отдельным центрам затрат.

Мониторинг качества электроэнергии. События падения/повышения напряжения регистрируются с отметкой времени, длительностью и величиной. Счетчик обнаруживает падения ниже 90% Un и повышения выше 110% Un, записывая до 100 событий в кольцевом буфере. Для коммерческих зданий с чувствительным ИТ-оборудованием это видимость помогает диагностировать, возникают ли возмущения напряжения от сетевого электроснабжения или от больших нагрузок внутри здания.

Управление тарифами. Четыре регистра тарифов позволяют распределять энергию по времени использования (TOU). Внутренний RTC счетчика синхронизируется через NTP по Wi-Fi, поддерживая точность ±2 секунды. Графики TOU конфигурируются через облачную платформу и отправляются на счетчики по воздуху. Торговый центр в Бангкоке использует учет по тарифам TOU для распределения потребления днем (08:00–22:00) между розничными арендаторами и потребления ночью — между бюджетом общих зон, автоматизируя разделение затрат на энергию, которое раньше требовало ручного считывания счетчиков и распределения в таблицах.

Интеграция с системой управления зданием

Интеграция с сторонними платформами СУЗ выполняется по одному из трех шаблонов, в зависимости от возможностей СУЗ:

RESTful API pull. СУЗ опрашивает наш облачный API с регулярными интервалами. Это самый простой вариант интеграции, который работает с любой СУЗ, способной делать исходящие HTTPS-запросы. Учетные данные используют OAuth 2.0 с ротацией токенов каждые 90 дней.

MQTT push. Счетчик (или облачная платформа) публикует данные о энергии в брокер MQTT здания. Это предпочтительный шаблон для реальных приложений СУЗ, где задержка в 60 секунд неприемлема. Темы MQTT следуют иерархической структуре: building/floor/panel/meter/phase/parameter. СУЗ в Джакарте подписывается на +/+/+/+/+/power для получения реальных показаний мощности от всех счетчиков в объекте.

Modbus TCP. Для платформ СУЗ, которые не могут делать исходящие соединения или использовать MQTT, счетчик предоставляет стандартные регистры Modbus по TCP-порту 502. СУЗ выступает как клиент Modbus и опрашивает счетчик с настроенным интервалом. Это самый совместимый вариант, который работает практически с любой платформой СУЗ, изготовленной за последние 15 лет.

Наша интеграционная команда поддерживает предустановленные коннекторы для 14 платформ СУЗ, включая Siemens Desigo, Schneider Electric EcoStruxure, Johnson Controls Metasys и Honeywell Enterprise Buildings Integrator. Для платформ СУЗ, не входящих в этот список, мы предоставляем карту регистров Modbus, спецификацию API и до 8 часов инженерной поддержки по интеграции бесплатно при заказе более 500 счетчиков.