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Integration von Energiezählern in Openhab

Neben Modbus-Energiezählern können auch eine beliebige Anzahl von Energiezählern der Netzbetreiber ausgelesen und die zugehörigen Energie- und Leistungswerte individuell ermittelt, dargestellt, ausgewertet und verarbeitet werden.

Optimale Energiewerte mit modernen Energiezählern

Als Energiezähler für die Unterverteilung empfehlen wir "Modbus-Energiezähler" in Kombination mit "WLAN-Adapter für Energiezähler mit Modbus (MQTT)". Hierbei werden von einem Energiezähler folgenden Messwerte ermittelt:

  • Leistung (W)
  • Scheinleistung (VA)
  • Blindleistung (var)
  • Leistungsfaktor
  • Frequenz (Hz)
  • Wirkenergie Bezug (kWh)
  • Blindenergie Bezug (kvarh)

    Pro Phase:

  • Spannung (V)
  • Strom (A)
  • Leistung (W)
  • Scheinleistung (VA)
  • Blindleistung (var)
  • Leistungsfaktor

 

Auf Basis der Energiedaten steuert das CMatic-Automatisierungssystem individuelle Energieverbraucher.

 

Darstellung auf dem Smartphone durch das CMatic-Automatisierungssystem

Umsetzung der Integration von 4 S0-Energiezählern in Openhab

Zur Umsetzung werden die Dateien home.items und home.sitemap erstellt.

 

Daten-Items: home.items

Für die Darstellung auf der Oberfläche werden folgende Daten-Items in der Datei "items/home.items" definiert:

Group     Energie             "Energie"                                 
Number    Energie11           "Energie 11 (kWh)[%.3f kWh]"                    (Energie)
Number    Energie12           "Energie 12 (kWh)[%.3f kWh]"                    (Energie)
Number    Energie13           "Energie 13 (kWh)[%.3f kWh]"                    (Energie)
Number    Energie14           "Energie 14 (kWh)[%.3f kWh]"                    (Energie)

Group     EnergieDay          "Energie pro Tag"                       
Number    Energie11Day        "Energie 11 / Tag (kWh)[%.3f kWh]"              (EnergieDay)
Number    Energie12Day        "Energie 12 / Tag (kWh)[%.3f kWh]"              (EnergieDay)
Number    Energie13Day        "Energie 13 / Tag (kWh)[%.3f kWh]"              (EnergieDay)
Number    Energie14Day        "Energie 14 / Tag (kWh)[%.3f kWh]"              (EnergieDay)

Group     Leistung            "Leistung"                               
Number    Leistung11          "Leistung 11 (W)[%d W]"                         (Leistung)
Number    Leistung12          "Leistung 12 (W)[%d W]"                         (Leistung)
Number    Leistung13          "Leistung 13 (W)[%d W]"                         (Leistung)
Number    Leistung14          "Leistung 14 (W)[%d W]"                         (Leistung)

Group     EnergieZaehlerS0    "Alle S0-Zähler"                       
Number    S0Zaehler11        "S0-Zähler 11   [%d]"                          (EnergieZaehlerS0)             
Number    S0Zaehler12        "S0-Zähler 12   [%d]"                          (EnergieZaehlerS0)             
Number    S0Zaehler13        "S0-Zähler 13   [%d]"                          (EnergieZaehlerS0)             
Number    S0Zaehler14        "S0-Zähler 14   [%d]"                          (EnergieZaehlerS0)

Number    Imp_kWh             "Zählerimpulse pro kWh [%d]"           
Number    Messintervall       "Messintervall Sec. [%d]"                        // WLAN Adapter Konsolenkommando: Teleperiod 120 -> setzt Messintervall auf 120 Sekunden

// MQTT - Verbindung zum WLAN-Adapter mit 4 x S0 -Schnittstellen
String  WLANAdapterS01      "WLAN S0-Adapter 1"                            { mqtt="<[mosquitto:cmatic-2436BB/tele/SENSOR:state:default]" }

 

Oberfläche zur Bedienung: home.sitemap

Die Darstellung der Oberfläche wird in der Datei "sitemaps/home.sitemap" definiert:

sitemap home label="CMatic"

{
    Frame label="Leistung" {
        Text item=Leistung11
        Text item=Leistung12
        Text item=Leistung13
        Text item=Leistung14
    }
    
    Frame label="Energie heute" {
        Text item=Energie11Day
        Text item=Energie12Day
        Text item=Energie13Day
        Text item=Energie14Day
    }
    
    Frame label="Gesamtenergie" {
        Text item=Energie11
        Text item=Energie12
        Text item=Energie13
        Text item=Energie14
    }

    Frame label="Einstellungen" {
        Setpoint item=Imp_kWh minValue=100 maxValue=10000 step=100
        Setpoint item=Messintervall  minValue=60 maxValue=3600 step=60
        Group    item=EnergieZaehlerS0
        Text label="Diagramme" icon="pie"{
            Frame label="Leistung" {
                Chart item=Leistung        period=D    refresh=60000
            }
            Frame label="Energie pro Tag" {
                Chart item=EnergieDay    period=W    refresh=60000
                Chart item=EnergieDay    period=Y    refresh=60000
            }
        }
    }
}

 

Regeln: home.rules

Durch die Datei "rules/home.rules" werden die Energiedaten des WLAN-Adapters aufbereitet:

rule "Regel zur Energiemessung durch WLAN-Adapter mit 4 x S0 -Schnittstellen"
when
    Item WLANAdapterS01 received update    // 4 neue Zählerimpulswerte pro Messintervall via WLAN-Adapter MQTT
then

    // 4 Zählerimpulswerte aus MQTT-Nachricht filtern und speichern
    S0Zaehler11.postUpdate(transform("JSONPATH", "$.COUNTER.C1", WLANAdapterS01.state.toString))
    S0Zaehler12.postUpdate(transform("JSONPATH", "$.COUNTER.C2", WLANAdapterS01.state.toString))
    S0Zaehler13.postUpdate(transform("JSONPATH", "$.COUNTER.C3", WLANAdapterS01.state.toString))
    S0Zaehler14.postUpdate(transform("JSONPATH", "$.COUNTER.C4", WLANAdapterS01.state.toString))

    //  Leistung in Watt = (Delta der gemessene Zählerimpulse zwischen den letzten Messzeitpunkten / Messintervall Sec) * (1000 W * 3600 Sec / Zählerimpulse des Zählers für kWh)
    Leistung11.postUpdate((S0Zaehler11.deltaSince(now) as Number / Messintervall.state as Number) * (3600000 / Imp_kWh.state as Number))
    Leistung12.postUpdate((S0Zaehler12.deltaSince(now) as Number / Messintervall.state as Number) * (3600000 / Imp_kWh.state as Number))
    Leistung13.postUpdate((S0Zaehler13.deltaSince(now) as Number / Messintervall.state as Number) * (3600000 / Imp_kWh.state as Number))
    Leistung14.postUpdate((S0Zaehler14.deltaSince(now) as Number / Messintervall.state as Number) * (3600000 / Imp_kWh.state as Number))

    //  Energie in kWh = Energie + Delta der gemessene Zählerimpulse zwischen den letzten Messzeitpunkten * kWh / Zählerimpulse des Zählers für kWh
    Energie11.postUpdate(S0Zaehler11.state as Number / Imp_kWh.state as Number)
    Energie12.postUpdate(S0Zaehler12.state as Number / Imp_kWh.state as Number)
    Energie13.postUpdate(S0Zaehler13.state as Number / Imp_kWh.state as Number)
    Energie14.postUpdate(S0Zaehler14.state as Number / Imp_kWh.state as Number)

    //  Energie pro Tag (kWh)
    Energie11Day.postUpdate(Energie11.deltaSince(now.withTimeAtStartOfDay) as Number)
    Energie12Day.postUpdate(Energie12.deltaSince(now.withTimeAtStartOfDay) as Number)
    Energie13Day.postUpdate(Energie13.deltaSince(now.withTimeAtStartOfDay) as Number)
    Energie14Day.postUpdate(Energie14.deltaSince(now.withTimeAtStartOfDay) as Number)

end

 

Benötigte Openhab Add-ons aktivieren

Openhab unterstützt die Integration durch vorhandene Standard Technologien wie MQTT und "rrd4j Persistence" zur Umwandlung und Speicherung von Daten.

 

Beliebig erweiterbar

Dieses Beispiel kann um weitere Geräte, Elemente oder Funktionalität beliebig erweitert werden.

Es könnte z.B. für jeden Energiezähler eine Darstellung der verbrauchten Energie pro Tag erstellt werden.



USB-Adapter für Energiezähler mit optischer Schnittstelle (D0)
Der optische Ausleskopf für Energiezähler mit optischer Schnittstelle ermittelt die Stromzählerdaten und ist mit einer Reihe von elektronischen Stromzählern kompatibel. Die Installation des optischen Ausleskopfes ist einfach.

49,90 €
cMatic-Energiemanagementsystem
Das cMatic-Energiemanagementsystem steuert Erzeugungs- und Verbrauchseinheiten optimal, so dass weniger Energie aus dem Netz bezogen werden muss. Das Gerät erfasst und analysiert die zur Optimierung relevanten Energieströme aus PV, Speicher oder dynamischen Stromtarif und den Strombezug von Verbrauchern (eAuto-Ladestation, Wärmepumpe etc).

279,90 €
Digitaler Drehstromzähler 3P x 80A mit Modbus und S0 für DIN Hutschiene - MID
Mit einem Grenzstrom von 80A ist dieser MID-Energiezähler für unzählige Anwendungen verwendbar z.B. zur Verrechnung von Verbräuchen an Heizungen, Pumpen oder bei der Energieproduktion z.B. im Photovoltaikumfeld.

89,90 €
Modbus-Adapter für Energiezähler mit Modbus (WLAN oder LAN)
Der Modbus-Adapter verbindet bis zu 8 Modbus-Energiezähler mit dem WLAN- oder LAN-Netzwerk. Dabei liest der Adapter die Energiewerte aus den Zählern über Modbus RS485(RTU) aus und stellt diese den anfragenden System zur Verfügung.

109,90 €
WLAN-Adapter für Energiezähler (mit Lesekopf) - MQTT
Der WLAN-Adapter für SML- oder Ascii-codierte Energiezähler mit integrierten optischen Lesekopf zum Auslesen von Energiewerten direkt am Energiezähler des Hauptanschlusses (Verteilnetzbetreiber) und übertragen der Energiewerte (OBIS-Kennzahlen) zum MQTT-Server (Mosquitto etc.).

119,90 €
4 Kanal WLAN-Schalter für 35mm DIN-Schiene (Hutschiene) mit Datenschutz
Der WLAN-Schalter kann 4 Geräte via WLAN schalten und ist für die unabhängige Integration in ein Gesamtsystem konzipiert. Schaltaktionen können manuell am WLAN-Schalter, via Weboberfläche oder mit externen Managementsystemen wie z.B. Openhab oder Fhem durchgeführt werden.

49,90 €
WLAN-Schaltsteckdose mit Energiemessung und Datenschutz
Die WLAN-Schaltsteckdose kann Geräte mit einer Leistungsaufnahme bis 2500 W schalten und den Energieverbrauch messen. Schaltaktionen können an der WLAN-Schaltsteckdose, via Weboberfläche oder mit CMatic durchgeführt werden.

39,90 €
WLAN-Adapter mit vier S0-Schnittstellen
Der WLAN-Adapter besitzt 4 Anschlüsse für S0-Schnittstellen zum Auslesen von Zählerwerten beliebiger Hersteller und aller Messmedien, darunter Strom, Wasser und Wärmemenge und stellt sie via WLAN im Netz zur allgemeinen Nutzung zur Verfügung.

109,90 €

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