Telemedida de repartidores de costes en calefacción

Debido a la reciente normativa europea que obliga a los edificios con calefacción centralizada a realizar una medición individualizada de los consumos energéticos de sus radiadores, surge la nueva necesidad de lograr la mayor eficiencia en este proceso. Para lograr la medición individualizada del consumo de cada vivienda, en la mayoría de los casos es necesaria la instalación o bien de repartidores de coste en cada radiador (instalación vertical) o bien de un contador de calefacción en las tuberías que entran en la vivienda (instalación horizontal). Ambos dispositivos envían la información mediante Wireless M-bus. Para evitar desplazamientos de operarios de medida que recojan periódicamente la información, el mercado está evolucionando hacia sistemas IoT inteligentes que mediante la existencia de concentradores Wireless M-Bus recojan todos los datos periódicamente y los transmitan hacia un servidor donde serán interpretados por una plataforma final.

Dispositivo: WebdynEasy W M-Bus 868MHz, gateway inalámbrico para metering

Plataforma: FTP

El programa de individualización de los costes de calefacción tiene como objetivo concienciar a los usuarios sobre su consumo energético mediante el cálculo de sus facturas utilizando su consumo real. Este consumo se calcula mediante dispositivos que determinan cuánto calor o frío se utiliza dentro de cada vivienda. Actualmente hay dos soluciones principales disponibles:

Contadores de energía térmica individuales: se instalan contadores individuales de energía térmica. Se colocan en la entrada de las viviendas y se utilizan para medir la cantidad de calor o frío utilizado directamente utilizando Wireless M-Bus. Se utilizan en instalaciones en horizontal/columna, y se requiere un metro por cada vivienda.

Dispositivos de distribución de costes de calefacción: cuando es económicamente viable y técnicamente posible instalar medidores individuales, se instalan repartidores de costes de calefacción que se colocan directamente sobre los radiadores. Estos miden la diferencia de temperatura entre el radiador y la habitación y, por lo tanto, calculan cuánto calor se utiliza de manera efectiva utilizando también Wireless M-Bus. Estos dispositivos están especialmente adaptados a edificios con circuitos verticales/en anillo de distribución de agua caliente.

Debido a estas características, se hace necesaria la existencia de un concentrador Wireless M-Bus que realice la función de recogida de datos de forma inteligente y automatizada. Este concentrador, además, debe disponer de conectividad celular de alta penetración para poder transmitir la información hacia la nube desde instalaciones en cuartos de contadores o de mantenimiento en grandes edificios, sin perder cobertura. Además, para reducir los costes de mantenimiento y facilitar el despliegue en campo sería interesante que dispusiera de batería y autonomía energética durante años así como protección IP frente a humedad.

El concentrador WebdynEasy W M-Bus 868MHz cumple estos y otros requisitos al estar diseñado para redes inalámbricas que utilizan tecnología de radio Wireless M-Bus en la frecuencia 868MHz. Sus funciones principales son la recopilación autónoma de datos de medidores o sensores inalámbricos M-Bus. La facilidad de instalación plug&play y configuración remota a través de Bluetooth BLE permite ser eficiente en campo de inmediato. Este nuevo producto funciona con una batería con autonomía de hasta 10 años, con la posibilidad también de conectarse a una corriente externa de 12V. Para mayor seguridad, encripta los datos que recoge y envía directamente a una FTP. Permite su instalación tanto en carril DIN como en pared, y cuenta con una protección IP67, que lo hace resistente al polvo, viento, lluvia, y otros elementos adversos en caso de ser instalado en exteriores. Su tamaño reducido lo hace ideal para una instalación en espacios limitados donde no caben equipos convencionales.

El WebdynEasy W M-Bus 868MHz recopila toda la información de los repartidores de coste a su alcance mediante Wireless M-Bus, almacena los datos y los envía a la nube mediante LTE-M1 en las ventanas de conexión establecidas. Los datos son enviados a un servidor FTP para que la plataforma final pueda usarlos para la distribuición de costes.

Autoconsumo de Energía Solar en un Supermercado de Gran Superficie

Cuando nos encontramos ante una gran instalación de autoconsumo de energía solar, el principal reto para el éxito de la misma es conseguir monitorizar todos los dispositivos de la misma y poder actuar sobre ellos para conseguir lo que denominamos “inyección cero”. La idea consiste en controlar la instalación dimensionando la producción de energía para abastecer completamente el edificio (en este caso un supermercado de gran superficie) sin sufrir un exceso de energía que deba ser vertida a la red eléctrica.

Dispositivo: WebdynsunPM, gateway industrial para Energía Solar

Plataforma: Cualquier plataforma de Energía Solar

En este tipo de instalaciones de grandes dimensiones adquiere una especial importancia poder leer de manera independiente cualquier marca de inversor y poder comunicarse con ellos para, en caso de necesidad, dimensionar la producción de energía para lograr el “zero injection”. También es relevante poder controlar el mayor número de inversores posible, lo que nos permitirá reducir costes. Además, sería adecuado que con el mismo equipo de conectividad se puediese monitorizar también los sensores de la instalación así como el propio contador de submetering. Por último, es también importante que la información recogida por nuestros dispositivos de comunicación y control pueda comunicarse de forma trasparente con cualquier plataforma de control de Energía Solar del mercado.

Para poder cubrir estos requerimientos, nuestra propuesta para este tipo de instalaciones es el gateway especializado en Energía Solar WebdynSun PM. Gracias a sus características se pueden monitorizar con un único dispositivo todos los datos de una instalación solar.

  • Mediante sus entradas digitales o analógicas puede medir los registros de los sensores ambientales (temperatura, intensidad de la luz solar, velocidad del viento…).
  • Gracias a su interfaz modbus puede comunicarse, con un único gateway, con hasta 100 inversores de las principales marcas del mercado.
  • Al estar especializado en Energía Solar, el modelo WebdynSun PM permite actúar sobre los inversores en caso de sobreproducción de energía para evitar la inyección a la red y logrando así el “inyección cero”.
  • A través de sus entradas RS485 modbus puede obtener las lecturas del contador de submetering.
  • Trabaja de manera independiente con cualquier plataforma final del mercado, sin necesidad de cambiar la instalación dependiendo de la empresa de gestión.

Al tener monitorizada toda la instalación mediante un único gateway, se simplifica su gestión y se reducen los costes. Además, al tratarse de un dispositivo que trabaja de forma independiente con las principales marcas de inversores y de plataformas finales, se maximiza la rentabilidad de los equipos al no tener que cambiarlos dependiendo de los diferentes elementos de la solución.

Monitorización de agua en entornos rurales

A la hora de sacar el máximo partido a una instalación agraria, uno de los principales retos es poder monitorizar y controlar dichas instalaciones de manera remota, pudiendo obtener toda la información de la calidad del agua así como poder controlar el consumo y actuar, remotamente, sobre las bombas de agua. Este reto se hace todavía mayor si tenemos en cuenta que algunas de las instalaciones se encontrarán en entornos de mala cobertura, por lo que se hace indispensable una solución que aporte seguridad de conectividad para poder reducir los desplazamientos aumentando así la eficiencia de la instalación.

Dispositivo: MTX-Router-EOS, router IoT industrial compacto con LTE, dual SIM y 3x Ethernet

Plataforma: Cervello Stem IoT Platform

El proyecto de monitorización de agua en entornos rurales suele estar compuesta de varios elementos. El primero de ello es la propia instalación, que cuenta con diferentes sensores que permiten controlar la calidad del agua (conductividad, PH, temperatura, etc.), el consumo (caudal, presión, etc.) y una bomba que actúa extrayendo agua cuando sea necesario. Por otro lado, es necesario un elemento que aporte conectividad a la instalación y que permita, en remoto, acceder a toda esa información y actuar, en caso de necesitarse, sobre la bomba de agua. Finalmente, el último e imprescindible elemento es una plataforma IoT donde se puedan recepcionar todos los datos y desde donde se puedan realizar actuaciones sobre los dispositivos del conjunto tanto de manera automática como de forma manual. En el caso de estudio en el que nos encontramos daremos solución a estos dos últimos elementos.

Para poder dotar de conectividad a la instalación, debemos tener en cuenta que está formada por diversos sensores y una bomba de agua, todos ellos conectados a un PLC que es el que reúne toda la información y permite actuar sobre la bomba de agua. Este PLC normalmente dispone de una salida Ethernet mediante la que se puede obtener todos los datos. Debemos tener en cuenta, además, las condiciones especiales de cobertura y conectividad que pueden tener las instalaciones. No en vano, se trata de instalaciones en entornos rurales donde la cobertura es mala o falla frecuentemente. Para dar solución a todos estos requerimientos, el dispositivo más adecuado sería un MTX-Router-EOS, pues dispone de tres entradas Ethernet (pudiendo conectar hasta tres PLC con el mismo dispositivo) y conectividad LTE/4G, además de dual SIM (pudiendo en caso de necesidad usar dos tarjetas SIM de operadoras diferentes para asegurar la conectividad en caso de fallo de cobertura). Por otro lado, en entornos rurales o ubicaciones con poca cobertura, es adecuado el uso de antenas especiales que permitan amplificar al máximo las débiles señales disponibles de radiofrecuencia LTE/4G. En estos casos es adecuado el uso de antennas fiberglass omnidireccionales de alta ganancia o bien antenas direccionales del tipo panel o yagi.

Finalmente, la plataforma Cervello IoT permite recepcionar, almacenar y mostrar en diferentes dashboards (con tablas y gráficas) la información recibida del PLC. Además, Cervello puede enviar comandos y parámetros de ajustes al PLC, pudiendo actuar remotamente sobre el funcionamiento de la bomba de agua. Toda esta comunicación bidireccional se realiza a través del MTX-Router-EOS.

Gracias a esta solución, basada en un equipo MTX con conectividad LTE/4G y tres interfaces de Ethernet, que además aporta fiabilidad en la conectividad con su dual SIM y el uso de una antena omnidireccional LTE/4G de alta ganancia externa, la monitorización y gestión del agua en entornos rurales es mucho más sencilla y, sobre todo, eficaz. Se evitan, gracias a la tecnología IoT, los desplazamientos hacia las instalaciones remotas en entornos rurales, facilitando su gestión y reduciendo los costes de mantenimiento y de explotación.

Monitorización de la Red Eléctrica

La monitorización de la red eléctrica es una típica solución de IoT industrial en el que se usan las ventajas que otorgan los nuevos dispostivos IoT inteligentes para detectar fallos en el suministro de energía. Gracias a la precoz detección de los problemas eléctricos, se evitan males mayores mediante una actuación rápida y eficaz. Esto se produce gracias a la recopilación de la información en tiempo real de los indicadores de averías (fault indicators) mediante módems inteligentes que transmiten la información mediante LTE/4G. Este caso de estudio está basado en un proyecto real en la zona del sudeste asiático y el Pacífico (APAC).

Dispositivo: MTX-IoT-S, módem IoT programable 4G con 8x E/S digitales, 2x ADC y batería

Plataforma: Cervello IoT Platfotm / Owner IoT Platfotm

En estos casos de monitorización de la red eléctrica al mantenedor de la instalación necesita conocer, en tiempo real, el estado de cada uno de los puntos críticos. Para ello se hace uso de diferentes indicadores de avería (fault indicators). Estos dispositivos contienen un relé interno que se abre cuando el sensor detecta fallas de tierra o corto circuitos. En caso de detección, este relé interno se abre y emite una señal digital de avería. Una vez señalizada la avería, precisa de un relé externo que reinicie el dispositivo para volver al punto inicial de monitorización.

Las necesidades de esta solución requieren de un dispositivo con el mayor número de entradas digitales posibles (para así poder monitorizar más de un indicador de avería), batería para que el equipo de comunicaciones siga funcionando ante la caída de energía, control de relés para realizar el reinicio del indicador de avería y caja industrial con montaje en carril DIN, para poder instalarlo fácilmente. Debido a esta lista de requerimientos, el dispositivo MTX aplicado es el módem MTX-IoT-S, que cuenta con 8 entradas digitales, montaje en carril DIN y la posibilidad de incluir una batería interna directamente en la caja del módem. Para cubrir la necesidad del control de los relés, se realizó por parte del departamento de desarrollo de Matrix algunas modificaciones en el hardware y el firmware adaptando el equipo standard para acoplarse perfectamente a los requerimientos de la solución.

La descripción del funcionamiento de la solución sería el siguiente: El indicador de avería contiene un relé interno que se encuentra cerrado. En caso de avería en la red, el sensor detecta el fallo y abre el relé interno. Este cambio es detectado a través de una de sus entradas digitales por el módem MTX-IoT-S, que envía una trama específica mediante MQTTs hasta la plataforma de gestión. Un disparador automático activa un relé del MTX-IoT-S que retorna a su estado inicial al indicador de avería, dejándolo listo para continuar con la monitorización.

Gracias al envío de tramas mediante MQTTs, el MTX-IoT-S es compatible tanto para una solución integral usando la plataforma IoT Cervello, como para una solución en la que la plataforma de gestión sea aportada por la empresa que se encarga de la monitorización de la red eléctrica.

Gracias a la comunicación bidireccional, desde la plataforma se puede actuar directamente sobre los indicadores de avería mediante la activación discrecional del relé del MTX-IoT-S, permitiendo el reinicio de los dispositivos. Además, tanto desde Cervello IoT Platform como desde la plataforma propietaria del cliente, se pueden realizar gestiones de Device Manager, conociendo el estado de todos los dispositivos desplegados y pudiendo realizar tareas de gestión remotas como actualizaciones de firmware o configuraciones.

Gracias a esta solución inteligente de monitorización de la red eléctrica, las empresas concesionarias del mantenimiento del suministro energético pueden disponer de información en tiempo real del estado de la red, detectando fallos y averías en el mismo momento en el que se producen, mejorando notablemente el estado general de la red y realizando un mantenimiento más eficaz.