Какой станок стоит вам денег — и насколько мастерская близка к пределу

Небольшая мастерская на трёхфазном питании: группа станков, воздушный компрессор, офис, освещение и вентиляция. Работа идёт с понедельника по пятницу, с восьми до шести. Здесь вопросы не столько о цене за кВт·ч, сколько о питании: насколько мастерская близка к тому, что допускает подключение, какая линия работает сильнее всех и что продолжает потреблять энергию, когда все уже ушли домой?

Этот гид собирает такую мастерскую на реальном хабе RBgrid. rbAmp STD-U3I3, точный счётчик энергии, измеряет трёхфазный ввод, фаза за фазой. Три модуля Basic, по одному на фазу, измеряют пять линий. Приложение показывает всё это в виде Предприятие: ввод относительно его лимита, фазы, каждую линию относительно её номинала и однолинейную схему. Это та же мастерская, что и сайт Workshop в живом демо, так что вы можете посмотреть готовый результат, прежде чем что-либо собирать. Снимки экрана в этом гиде сделаны в демо и показывают демонстрационные данные.

Что вы получите в итоге

• Мощность ввода относительно вашего лимита ввода, с оставшимся запасом.
• Каждая фаза ввода, измеренная: мощность, ток, напряжение и нагрузка относительно автомата.
• Каждая линия относительно её собственного номинала, с отмеченными линиями, которые его превышают.
• Однолинейная схема установки, где ваши группы — это щитки.
• История для каждой линии, хранится на хабе, в энергии, мощности или деньгах: по часам за 60 дней, по дням около 13 месяцев, по месяцам за 3 года. Любую её часть можно скачать в CSV.
• Заметки от приложения, среди них базовая нагрузка ночью.

Уже ведёте учёт в Home Assistant? Хаб может также отправлять мощность и энергию каждой точки в Home Assistant по MQTT; ваша текущая настройка может остаться как есть. Пофазные показания трёхфазного ввода, группы и деньги остаются в приложении RBgrid: ввод относительно его лимита, номиналы линий, виды истории и заметки. → Измеритель мощности для Home Assistant

Что понадобится

STD-U3I3 — точный счётчик энергии: на вводе он даёт точный учёт всей мастерской, фаза за фазой. Он поставляется в комплекте 60 А или 100 А; для главного автомата 63 А комплект на 60 А корректно читает до примерно 75 А (измерено rbAmp); для большего запаса возьмите комплект 100 А. Его датчики спарены с модулем и не заменяемы, поэтому для ввода не нужно покупать клещи и выбирать датчик тока в приложении.

Один модуль Basic на фазу. Модуль Basic вычисляет мощность каждого канала по своему единственному входу напряжения. Клещи на линии другой фазы измерят неверно. Поэтому вход напряжения каждого модуля Basic подключается к одной фазе, а его клещи ставятся только на линии этой фазы:

На L1 модуль Basic UI3 тоже подходит и оставляет место для большего числа линий L1.

Станки и компрессоры часто трёхфазные. Измеряйте такую машину, как тепловой насос в трёхфазном доме: по одним клещам на каждый проводник, одна точка на фазу, в группе.

Выбирайте клещи на каждую линию как наименьший номинал, не меньший автомата линии (см. «Выбор размеров токовых клещей»).

Демо-мастерская имеет ту же схему: STD-U3I3 на вводе, Basic UI1 на L1 и по Basic UI3 на L2 и L3, с теми же линиями на тех же каналах. На станки там стоит SCT-013-050, а на каждом другом канале Basic — SCT-013-030; выбирайте свои по автомату, как описано выше. Не уверены, какие клещи у вас? См. Какой у вас SCT-013?

На чертеже показано, где стоят детали RBgrid на панели: собственные датчики счётчика на трёх входных проводниках, клещи на каждой линии, четыре модуля и хаб на рейке. Цвета фаз показывают, к какому модулю Basic относится каждый клещ. Какие защитные устройства нужны вашей панели и как их расположить, решает ваш электрик.

Безопасность. Для любых работ внутри электрощита вызывайте квалифицированного электрика.

Зажимайте клещами только один проводник (L) на линию, а не весь кабель: токи в L и N компенсируют друг друга.

Трёхфазная нагрузка получает по одним клещам на каждый из проводников L1, L2 и L3, каждые на модуль Basic своей фазы; на N клещей нет.

1. Подключение, прошивка, соединение

1. Подключите модули: STD-U3I3, Basic UI1 и два Basic UI3, их входы напряжения и датчики.
   • STD-U3I3: его входы напряжения подключаются так же, как у модуля Basic: провод AWG26–22, предохранитель до 0.1 А в каждой линии L, и ему нужен нейтральный провод (клеммы N, L1, L2, L3). Его три датчика ставятся на три входных проводника, каждый стрелкой в направлении импорта, от сети к мастерской.
   • Каждый модуль Basic: его вход напряжения на свою фазу и N через свой предохранитель; его клещи на линии этой фазы (таблица выше), каждые стрелкой к нагрузке. Модуль Basic считает только одно направление, поэтому клещи, повёрнутые не той стороной, ничего не покажут.

Проводник, который вы называете L1, должен быть одним и тем же везде: датчик L1 и клемма напряжения L1 у STD-U3I3, вход напряжения модуля Basic L1 и клещи на этом модуле. То же для L2 и L3. Проверка на шаге 5 это подтверждает.

Ставьте каждый модуль в пределах 15 см от хаба. Для длинных участков см. раздел о длине шины в руководстве по подключению rbAmp. Кабели I²C модулей подключаются к хабу по одному позже, во время Добавить модуль, при выключенном хабе.

2. Пока подключите к хабу только STD-U3I3 (питание, GND, SDA, SCL) по его заводскому адресу I²C 0x50. → Быстрый старт, шаг 1
3. Прошейте хаб, подключите его к Wi-Fi и откройте приложение по адресу webapp.rbgrid.io или установленное на хабе: выполните шаги 2–4 Быстрого старта, затем вернитесь сюда.

Новый хаб сам делает модуль с адресом 0x50 вашим входом сети, плюс точку напряжения. Привязывать его не нужно. На шаге 3 вы превратите его в трёхфазный ввод.

2. Запустите мастер настройки

Приложение открывается с баннером Хаб всё ещё с заводскими настройками. Выберите Настроить →. → Мастер настройки

• Безопасность: задайте API-токен и запишите его.
• Объект и время: название объекта (в демо «Workshop (demo)»), ваш часовой пояс; проверьте, что часы показывают синхронизировано. Сценарий задаётся на шаге 6.
• Датчики: вход сети уже на месте. Остальное оставьте для шага 5.
• Тариф: быстрая форма подходит к тарифу демо. Введите дневную цену, включите Есть ночной тариф (23:00–07:00) и введите ночную цену. Оставьте Цена как в счёте — с НДС, если в вашем счёте цены включают НДС, и проверьте НДС, %: новый хаб стартует с 21 %. Поле Сеть платит за экспортированный кВт·ч оставьте пустым: у мастерской нет солнечных панелей.

В демо действует: День 07:00–23:00 по 0.36 и Ночь 23:00–07:00 по 0.18 за кВт·ч с учётом 20 % НДС (в плане они хранятся без НДС, как 0.30 и 0.15, что показано на снимке экрана «Тарифы»). Используйте цены из своего счёта. Расходы в RBgrid считаются по энергии: ежемесячная «Абонентская плата» из демо не включена, поэтому её не копируйте. Оставьте Взаимозачёт выключенным на странице Тарифы: мастерская ничего не отдаёт в сеть.

3. Сделайте ввод трёхфазным

Трёхфазный ввод поддерживается на одном STD-U3I3. Откройте Точки: карточка STD-U3I3 показывает вход сети.

1. На карточке модуля нажмите Сделать трёхфазным вводом.
2. Подтвердите Сделать вводом. Ввод сохраняет свою историю.
3. Нажмите Перезагрузить сейчас.

После перезагрузки ввод становится одной точкой, L1–L3, с показаниями для каждой фазы. → Сделать трёхфазным вводом

Затем откройте Настройки → Электросеть и выберите Трёхфазная. Система сети применяется сразу, а список фаз на каждой точке теперь предлагает L1, L2 и L3. Номинальные напряжение и частота, если вы их меняете, применяются после перезапуска хаба (Сохранить и перезагрузить). Значения по умолчанию подходят для сети 230/400 В. → Настройки

На входе сети откройте Настройка точки и задайте:

• Лимит ввода, кВт: то, что разрешает ваш договор на питание; если договорной цифры нет, используйте главный автомат (А × 230 В × 3). В демо — 43 кВт. Это цифра, по которой вид «Предприятие» сравнивает ввод;
• Автомат ввода, А: в демо — 63 А.

Датчики STD-U3I3 калибруются вместе с модулем на заводе, поэтому датчик тока выбирать не нужно.

Вид «Предприятие» берёт меньшее из лимита ввода и того, что пропускает автомат (63 А × 230 В × 3 = 43.47 кВт). Здесь это 43 кВт. → Ввод против лимита

4. Добавьте три модуля Basic

Подключайте модули Basic по одному, через Точки → Добавить модуль. Каждый модуль из коробки отвечает по одному адресу, 0x50. Поэтому каждый раз модуль, отвечающий на 0x50, сначала переводится на свободный адрес, и затем новый модуль подключается на 0x50. В первом круге это STD-U3I3: он переезжает и сохраняет свои точки, историю и настройки. → Добавление модулей

Для каждого модуля Basic (UI1 для L1, затем UI3 для L2, затем UI3 для L3):

1. Приложение предлагает свободный адрес, например 0x51, и переводит на него модуль, который сейчас на 0x50.
2. Выключите хаб и подключите I²C-кабель нового модуля к хабу. Он отвечает на 0x50.
3. Включите хаб, снова откройте Добавить модуль и нажмите Найти, затем Добавить.

Каналы каждого модуля теперь показаны в разделе Свободные датчики. Итоговые адреса зависят от порядка, в котором вы добавляете модули, и они не важны: точки известны по своим именам. На странице «Точки» в демо другой набор адресов.

5. Привяжите пять линий

Сначала создайте две группы: Настройки → Группы потребителей → Добавить группу, «Производство» и «Здание», затем Сохранить. На однолинейной схеме они станут щитками. → Группы потребителей

Затем привяжите каждый свободный датчик с его именем, ролью, фазой и номиналом линии. Откройте Настройка точки каждой новой точки для автомата, датчика тока и группы.

• Номинал линии — это то, что разрешает автомат линии: автомат × 230 В (например, 10 А → 2.3 кВт, 16 А → 3.68 кВт, 25 А → 5.75 кВт). Вид «Предприятие» сравнивает с ним каждую линию. В демо используются свои цифры: 9, 3, 3, 2 и 6 кВт, в порядке таблицы.
• Роль «Отопление/охлаждение» исключает вентиляцию из оценки базовой нагрузки приложения, потому что она работает по своему расписанию.
• Фаза: фаза входа напряжения модуля; каждый канал модуля находится на этой фазе.
• Датчик тока должен совпадать с реально установленными клещами. → Точки

Короткие имена на снимке, «Machines» и «HVAC», — это Короткое имя каждой точки, задаётся в Настройка точки.

Перезагрузите хаб (Настройки → Администрирование). Новая привязанная точка сразу показывает живые значения и начинает вести историю после перезагрузки; ничего, измеренного раньше, не теряется. Хаб хранит историю до 12 точек; в мастерской их шесть. Трёхфазная нагрузка, измеряемая по проводникам, занимает три из 12 слотов истории, поэтому планируйте с запасом на рост.

Проверьте: включите известную вам нагрузку, например чайник на линии офиса. Его точка должна показывать примерно его номинальную мощность, а L2 на вводе должен вырасти примерно на ту же величину.

6. Переключитесь на вид «Предприятие»

Откройте Настройки → Сценарий объекта, выберите Предприятие и подтвердите Сменить. Нужен API-токен, если вы его задали. Применяется сразу, для всех, кто открывает этот хаб. Только посмотреть показывает вид только в этом браузере. → Сценарий объекта

7. Что показывает приложение

Обзор в сценарии «Предприятие» открывается с мощностью. → Обзор

• Ввод против лимита: мощность ввода относительно лимита 43 кВт, с полосой и оставшимся запасом.
• Фазы, измерено на вводе, с надписью «автомат 3 × 63 А (на фазу)»: мощность, ток и напряжение каждой фазы, полоса относительно автомата и перекос токов. На реальном хабе карточка также показывает порядок чередования фаз.
• Линии нагрузки: каждая линия с её мощностью, стоимостью в час, током, энергией за сегодня и её Загрузкой относительно номинала.
• Требует внимания: линии, которые нужно проверить, каждая со ссылкой на свою точку.
• Однолинейная схема: ввод, главная шина, затем щитки «Производство» и «Здание» со своими линиями.

В деньгах стоимость каждой линии — это её энергия по цене зоны: час в зоне День — по дневной цене, час в зоне Ночь — по ночной.

История за 7 дней, в деньгах, показывает рабочие дни, тихие выходные и сегодняшний день до текущего момента. На снимке (от вторника до понедельника) это четыре полных рабочих дня, два низких столбца за выходные и утро понедельника, ещё неполное. Сегодня в мощности, для одного компрессора, показывает его рабочий режим по часам. → История

История идёт по часам с максимальной детализацией; живые значения обновляются каждые 3 секунды на «Обзоре» (и по MQTT). Энергия на модулях, которые считают на борту, меняется шагом 15 минут.

Подробно добавляет почасовой график, таблицу точек и Подсказки. Сценарий «Предприятие» формулирует их для бизнеса. В демо, в понедельник вечером после работы (19:30), они звучат так:

• Сейчас дорого: День — в 2.0× тарифа «Ночь», с пояснением приложения, что гибкие нагрузки (отопление, зарядка, пакетные задачи без фиксированного расписания) дешевле в зоне «Ночь»;
• Куда уходит энергия сегодня и Прогноз потребления за месяц;
• Сегодня к этому часу расход ≈ на 503% больше, чем вчера: понедельник сравнивается с воскресеньем. Это артефакт демо из-за разницы будня и выходного;
• Базовая нагрузка вне рабочего времени ≈ 1060 Вт, с строкой приложения Проверьте, что можно отключить по расписанию. Это ночной минимум приложения, по тихим часам 01:00–05:00: та же оценка, что «Тихое потребление» на виде «Дом», показанная под названием «Предприятие». Настройки рабочего времени нет. Вентиляция в неё не входит, потому что работает по своему расписанию.

Это оценки приложения по вашим текущим тарифам, отмеченные знаком ≈. RBgrid ничего не переключает: что и когда вы отключаете, решаете вы. → Подсказки

Компрессор выше номинала

Линия компрессора в демо рассчитана на 3 кВт. В рабочее время компрессор работает попеременно: около 3.8 кВт в чётные часы (08, 10, 12, 14, 16) и около 1.5 кВт в нечётные. 3.8 кВт на линии 3 кВт — это около 127 % номинала линии; снимок в 10:00 поймал 3.75 кВт, 125 %.

Демо преувеличивает это, чтобы показать флаг. 3.8 кВт на линии 16 А — это больше, чем реальный автомат 16 А вынес бы долго.

Приложение отмечает это в трёх местах, пока это длится:

• Линии нагрузки: статус компрессора — выше лимита;
• Требует внимания: «3.8 кВт — 127 % номинала линии», с меткой выше номинала;
• таблица Точки в разделе Подробно: выше номинала.

В нечётный час флаг снимается, а после 18:00 компрессор останавливается. В истории, сегодня по часам в мощности, компрессор рисует пилообразную линию в течение рабочего дня.

На реальном объекте этот флаг означает, что номинал линии, как его ввели, ниже того, что потребляет машина. RBgrid только показывает цифру; номинал, который вы введёте, определяет, когда включается флаг. Это флаг номинала линии, а не флаг клещей: 3.8 кВт — это около 16.5 А, что внутри диапазона клещей 20 А, поэтому клещи не выдают предел датчика или срез.

Выбор размеров токовых клещей

У клещей есть диапазон, и важны оба его конца. Слишком маленькие — их показания обрезаются выше номинала; слишком большие — малые токи на модуле Basic читаются как ноль. Клещи с номиналом, равным автомату линии, остаются в этом диапазоне, поэтому таблица подбирает к каждым клещам автомат. → Выбор размеров токовых клещей

Если точка предупреждает, что ваши клещи слишком малы: приложение сравнивает автомат с током, при котором клещи начинают обрезать показания, — цифрой, которую сообщает хаб; для SCT-013 это примерно на 16 % выше номинала, то есть около 11.6 А для клещей 10 А. Поэтому клещи освещения 10 А на автомате 10 А читаются нормально. Клещи с номиналом, равным автомату, в порядке и больше не предупреждают. В приложении v1.1.4 и ранее проверка использовала предел на 10 % ниже номинала, поэтому предупреждала именно об этой паре — «Автомат линии 10 А выше предела датчика (9 А)…» — хотя клещи читались верно при своём номинале.

Демо-данные и ваша мастерская

• В демо каждый рабочий день одинаков, а паттерн компрессора следует часам (чётные и нечётные), а не давлению воздуха.
• Фазы в демо — фиксированное деление мощности ввода, а не измерение по фазам. На реальном хабе STD-U3I3 измеряет каждую фазу на вводе, а остатки по фазам следуют вашей реальной проводке.
• Номиналы линий в демо (9, 3, 3, 2 и 6 кВт) — его собственные цифры, а компрессор настроен выходить за свою линию, чтобы показать флаг.
• В демо на каждом канале Basic, кроме станков, стоит SCT-013-030; выбирайте клещи по своим автоматам.
• Денежная история демо не учитывает НДС. Обновление прошивки модуля в демо симулировано.
• История начинается с момента настройки хаба; данные из других систем не импортируются.
• Ваши цифры зависят от ваших линий и режима работы; ничто в этом гиде не обещает конкретной цифры.

Если что-то не так

• Сделать трёхфазным вводом не предлагается: STD-U3I3 должен присутствовать, а ввод не должен быть уже трёхфазным. → Датчики и модули
• Добавить модуль ничего не находит: проверьте, что подключён только один новый модуль и что хаб был выключен при подключении. → Добавление модулей
• «Лимит ввода не задан» на «Обзоре»: задайте Лимит ввода, кВт в Настройка точки ввода.
• Линия показывает 0, пока нагрузка работает: клещи могут стоять не в ту сторону (точка показывает датчик перевёрнут — не учитывается).
• Линия показывает неправдоподобную мощность: проверьте, что её клещи стоят на модуле, вход напряжения которого на той же фазе.
• Предел датчика или срез на точке: линия потребляет больше номинала своих клещей; см. Выбор размеров токовых клещей.
• Вид «Предприятие» не сохранён («Нужен админ-токен.»): введите API-токен в Настройки → Безопасность.

Дальше

• Добавьте линии: у модулей L2 и L3 есть по свободному каналу для линии своей фазы; хаб принимает до восьми модулей и хранит историю до 12 точек. → Датчики и модули
• Читайте данные в свои инструменты (для опытных пользователей). Помимо CSV-загрузок в разделе История, ваши инструменты могут читать историю любой точки, которая ведёт историю (до 12 точек), через REST API хаба: GET /api/v1/history?unit=…&period=hour|day|week|month|year&type=energy|electrical|economics, с токеном чтения, если вы его задали. Или по MQTT: команда с cmd = history, ответ в cmd/resp. Команды MQTT пока не проверяют токен чтения, поэтому используйте брокер со своими пользователями. → MQTT
• Проверьте, какую часть ввода покрывают ваши линии: Баланс: ввод и линии. → Экономика
• Уточните тариф: больше зон, сборы за кВт·ч. → Тарифы
• Отправьте данные в Home Assistant. → Измеритель мощности для Home Assistant
• Посмотрите готовую мастерскую: demo.rbgrid.io, Workshop
• Трёхфазный ввод отдельно — проверки фаз, два режима учёта, история: Ваше трёхфазное питание измеряется только по одной фазе