智慧建築 BA BMS Modbus TCP 電表模擬器

智慧建築 BA / BMS
Modbus TCP 電表模擬器

Energy Meter Simulator

專為智慧建築、Building Automation（BA）、 BMS 中央監控、EMS 能源管理與 SCADA 系統開發測試所設計。
使用大型園區與工廠歷史能源資料， 在沒有實體智慧電表與現場設備的情況下， 即可模擬多顆 Modbus TCP 電表持續產生真實感的能源數值。

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特盧斯

Energy Meter Simulator

不需要實體電表，也能測試完整 BA / BMS 系統

Tellus Energy Meter Simulator 是專為智慧建築、 Building Automation（BA）、 Building Management System（BMS）、 EMS 能源管理與 SCADA 系統開發所設計的 Modbus TCP 虛擬電表工具。

程式可在單一 Windows 電腦中建立多組虛擬智慧電表， 每一組電表具有獨立的 Modbus Slave ID， 讓中央監控或能源管理平台 可以像連接真實現場電表一樣持續輪詢數值。

因此，即使工程仍處於軟體開發、 設備尚未進場或現場電表尚未安裝完成， BA 工程師與 SI 系統整合商 仍可以提前完成通訊、畫面、趨勢及能源分析測試。


Tellus Energy Meter Simulator 智慧建築 BMS 電表模擬器操作畫面

智慧建築與 Building Automation 應用

智慧建築與 BA 系統通常需要整合 空調、照明、給排水、電力、 電梯、消防介面及各類機電設備。

在其中，智慧電表是 BMS 與 EMS 常見的重要能源資料來源。 系統會透過 Modbus RTU、Modbus TCP 或其他通訊方式， 取得電壓、電流、實功率、 功率因數、累積用電與需量等資訊。

使用 Energy Meter Simulator， 即可在沒有大量實體電表的情況下模擬這些資料， 適合用於：

✔ 智慧建築 BA 系統整合測試
✔ BMS 中央監控點位輪詢測試
✔ EMS 能源管理系統開發
✔ SCADA 圖控與歷史趨勢測試
✔ Modbus TCP Master 開發測試
✔ SI 系統整合商專案前期測試
✔ 智慧電表點位及資料格式驗證

真實歷史能源資料，不是單純亂數

一般簡易的 Modbus Simulator 多半只提供固定值或隨機數值， 雖然可以測試通訊， 卻很難拿來測試真正的能源管理功能。

Tellus Energy Meter Simulator 主要使用歷史能源時間序列進行資料重播。 程式會依目前的月、日與時間， 對應至歷史資料中的相同日期及時間， 不強制對應年份。

因此白天、夜間、工作時間及非工作時間， 都能保留原始能源資料的變化特性。 相鄰時間點之間也會進行數值插值， 讓 Modbus Master 持續輪詢時， 數值能自然且平順變化。

大型園區與工廠兩種能源資料模式

程式目前提供兩種不同應用情境的能源資料模式：

I-BLEND 大型園區
提供多棟建築、 變壓器及不同區域的歷史能源資料， 適合模擬大型建築、 校園、商辦、住宅社區 以及智慧建築能源系統。

Factory 43 Assets 工廠（15 分鐘彙整資料）
提供 43 組工業設備、 公用設備及能源資產的歷史用電資料。 原始資料以 15 分鐘為一個能源統計區間， 包含 15 分鐘用電量、平均功率及需量等欄位， 適合測試工廠 EMS、 設備耗能排行、 需量管理、 能源基線與異常耗能分析。

Simulator 會依目前時間對應歷史資料， 並在資料時間點之間進行數值插值， 因此即使原始 Factory Dataset 為 15 分鐘彙整資料， Modbus Master 仍可持續輪詢到平順變化的即時模擬數值。

兩種資料模式皆可直接於程式中切換， 不需要另外安裝不同版本。

可模擬的智慧電表數值

每一組虛擬智慧電表 都可以提供能源管理常用的 Modbus 數值：

✔ Voltage 電壓 V
✔ Current 電流 A
✔ Active Power 實功率 kW
✔ Reactive Power 無功功率 kvar
✔ Apparent Power 視在功率 kVA
✔ Power Factor 功率因數 PF
✔ Frequency 頻率 Hz
✔ Energy 累積電量 kWh
✔ Demand 需量 kW

不同資料集的原始欄位可能不同。 缺少的電表欄位會依現有能源資料進行合理推導， 主要用途為系統整合、 通訊及能源管理功能測試。

可直接測試能源管理 EMS 功能

因為虛擬電表資料會持續變化， 不只可以測試 Modbus 通訊， 也可以拿來測試完整能源管理功能。

例如：

✔ 能源總覽 Dashboard
✔ 建築能源架構樹
✔ Sankey 能源流向
✔ 日 / 月 / 年能源趨勢
✔ 耗能排行榜
✔ Energy Heatmap
✔ 最大需量分析
✔ EnPI 能源績效指標
✔ Energy Baseline 能源基線
✔ 異常耗能偵測與能源預測

建議系統規格

◉ Windows 10 / Windows 11
◉ .NET Framework 4.8
◉ Intel Core i3 或同等級以上處理器
◉ RAM 8GB 以上
◉ 建議保留足夠磁碟空間供歷史能源資料使用
◉ TCP/IP 網路環境

更多智慧建築系統整合工具

除了 Energy Meter Simulator， 特盧斯亦提供 BACnet / Modbus 系統整合工具， 以及 Tellus ARC Center 智慧建築中央監控平台。

BACnet 轉 Modbus TCP 系統整合工具

Tellus ARC Center 智慧建築中央監控平台

系統架構

Architecture

歷史能源資料

大型園區 / 工廠
真實時間序列

→

Energy Meter Simulator

時間映射
數值插值
多電表模擬

→

Modbus TCP

FC03 / FC04
多 Slave ID

→

BA / BMS / EMS

中央監控
SCADA
能源管理

功能特色

Features

智慧建築 BA 測試

智慧建築
BA 測試

BMS 中央監控測試

BMS 中央
監控測試

EMS 能源管理測試

EMS 能源
管理測試

Modbus TCP 多 Slave ID

Modbus TCP
多 Slave ID

歷史能源資料重播

歷史能源
資料重播

SCADA 系統整合測試

SCADA / SI
整合測試

Modbus TCP Register

每一顆虛擬電表皆使用相同的 Register Map， 透過不同 Slave ID 區分不同電表或能源資產。 預設資料格式為 Float32， 每一個數值佔用 2 個 16-bit Register， 資料順序為 Big Endian / High Word First， 可使用 FC03 Holding Register 或 FC04 Input Register 讀取。

若 Modbus Master 設定欄位使用 4xxxx 顯示位址， 請使用 40001、40003、40005……； 若使用 Protocol Address / Offset， 則使用 0、2、4、6……16。

顯示位址 Protocol Address 中文參數 英文參數 單位 型別 代表意義
40001 ~ 40002 0 ~ 1 電壓 Voltage V Float32 目前電表電壓
40003 ~ 40004 2 ~ 3 電流 Current A Float32 目前電表電流
40005 ~ 40006 4 ~ 5 有功功率 Active Power kW Float32 目前實際消耗的有功功率
40007 ~ 40008 6 ~ 7 無功功率 Reactive Power kvar Float32 目前無功功率
40009 ~ 40010 8 ~ 9 視在功率 Apparent Power kVA Float32 有功與無功合成後的視在功率
40011 ~ 40012 10 ~ 11 功率因數 Power Factor - Float32 功率因數，數值範圍 0 ~ 1
40013 ~ 40014 12 ~ 13 頻率 Frequency Hz Float32 目前電源頻率
40015 ~ 40016 14 ~ 15 累積電量 Energy kWh Float32 依歷史功率資料累積的用電量
40017 ~ 40018 16 ~ 17 需量 Demand kW Float32 程式目前輸出的需量功率值

如何使用

How To Use

1

下載並安裝程式

下載 Tellus Energy Meter Simulator， 完成 Windows 安裝後開啟程式。

2

選擇資料來源

在 DATASET 選擇 I-BLEND 大型園區 或 Factory 43 Assets 工廠。

3

下載資料

第一次使用該資料集時， 按「下載資料」。 程式會自動下載並解壓歷史能源資料。

4

載入資料

下載完成後按「載入資料」。 畫面出現各電表 / Asset 的即時數值， 即代表資料已載入完成。

5

設定 Port 並啟動

MODBUS Port 預設為 1502。 確認 Port 後按「啟動 Modbus」， 啟動 Modbus TCP Server。

6

BA / BMS 開始輪詢

在 BA、BMS、EMS 或 Modbus Master 設定 Simulator 主機 IP、Port、Slave ID 與下方 Register Address，即可開始讀取。

連線範例 Simulator 與 BMS 在同一台電腦時，可使用 IP 127.0.0.1； 不同電腦但位於同一網段時，請填入 Simulator 電腦的區域網路 IP。 Port 預設 1502，Slave ID 請依程式畫面中的電表 / Asset 編號設定。 例如讀取「電壓」時，Protocol Address 使用 0，資料型別使用 Float32。

常見問題 FAQ

Energy Meter Simulator 可以用來測試哪些系統？

可用於智慧建築、 Building Automation（BA）、 BMS 中央監控、 EMS 能源管理、 SCADA 與其他支援 Modbus TCP 的系統開發及整合測試。

是否需要購買實體智慧電表？

不需要。 Energy Meter Simulator 本身即可作為 Modbus TCP Server， 並模擬多顆具有不同 Slave ID 的智慧電表。

模擬的用電數值是完全隨機的嗎？

不是。 主要負載變化來自歷史能源時間序列， 再依目前日期及時間進行對應與插值， 因此可保留較自然的日夜與用電變化。

可以同時模擬很多顆電表嗎？

可以。 每組能源資產可對應不同 Modbus Slave ID， BMS 或 Modbus Master 可依 Slave ID 分別進行輪詢。

可以拿來測試能源趨勢與最大需量嗎？

可以。 因為電表數值會持續依歷史能源資料變化， 可供趨勢圖、 耗能排行、 Heatmap、 最大需量、 EnPI 與其他能源分析功能進行測試。

Tellus Energy Meter Simulator 是否免費？

本工具免費提供系統開發、 測試及整合用途使用。 實際能源資料來源仍依各公開資料集 原始授權條款使用。

免費下載 Tellus Energy Meter Simulator

不需要實體智慧電表， 即可開始測試 Modbus TCP、 智慧建築 BA、 BMS 中央監控與 EMS 能源管理系統。

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