Monitorización de la Red Eléctrica

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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.

Submetering de Contadores Eléctricos IEC870-5-102

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Nos encontramos en un contexto de gran oportunidad para los asesores energéticos. Con un vasto mercado de contadores eléctricos digitales de compañía desplegados a lo largo del país y con un panorama de costes crecientes de la energía, se convierte en necesario hacer un uso inteligente de esa infraestructura para optimizar los consumos y efectuar un uso racional de la electricidad. Ahora es posible ofrecer soluciones de ahorro energético gracias al protocolo IEC870-5-102 de los contadores eléctricos inteligentes desplegados en España, junto con la posibilidad de enviar la información de submetering mediante LTE/4G de forma casi inmediata a la plataforma del asesor de eficiencia energética.

Dispositivos: MTX-IoT-S,MTX-IoT-XS,MTX-IoT,MTX-T,MTX-T2, módems IoT 4G con MTX-Tunnel IEC870 software

Plataforma IoT: Cervello IoT Platform

Cuando nos enfrentamos a un escenario en el que queremos realizar un proyecto de eficiencia energética basada en submetering, la opción más recomendable es aprovechar el propio contador registrador de la instalación, una infraestructura ya desplegada y que nos resulta útil para nuestro proyecto siempre que seamos capaces de leer y entender el protocolo que usan, el IEC870-5-102.

Actualmente existe en España un parque de contadores de varios millones de unidades sobre los que se podría sacar mucho más partido del que actualmente se obtiene. Los contadores se clasifican, según el reglamento de puntos de medida (RD 1110/2007), en cinco tipos distintos dependiendo de la potencia contratada en la instalación. Los contadores para instalaciones con potencia contratada mayor de 15kW disponen del mismo protocolo de comunicaciones: el IEC 870-5-102.

Estos contadores, ya instalados en suministros con tarifas de tres y seis periodos, constituyen una gran fuente de información dado que permiten obtener información eléctrica de manera retroactiva. Almacenan hasta seis meses de curva de carga (valor de potencia activa promedio), la energía reactiva de los cuatro cuadrantes y los doce últimos cierres de facturación (distribuciones de consumos y fechas de maxímetros en los distintos periodos de tarificación).

Las necesidades, por tanto, de la empresa de asesoría en eficiencia energética pasan por poder monitorizar varios de estos indicadores en tiempo real (lecturas cada 15 minutos) de los datos de Energía absoluta Activa (VabA), Energía absoluta Reactiva Inductiva (VabRi), Energía absoluta Reactiva Capacitiva (VabRc) de un contador IEC 870-5-102. Además, necesita que, en caso de mala cobertura el equipo de conectividad almacene las lecturas registradas y las envíe en el momento en que la cobertura regrese.

Para este cometido, el dispositivo de conectividad que MTX propone es el módem MTX-T (aunque valdría cualquier módem con el firmware MTX-Tunnel), un módem básico a un precio competitivo con interfaz RS232 (para conectarse con el contador) y conectividad 4G/LTE. Gracias al firmware de este módem, el MTX-Tunnel, el dispositivo puede ser configurado para realizar las lecturas de los valores requeridos, almacenarlas en la memoria interna y transmitirlas inmediatamente o, en caso de mala cobertura, en el momento en el que recupere la conectividad.

La configuración del módem, al tener recogido el protocolo IEC 870-5-102 en su firmware, pasa únicamente por indicar el identificador, la dirección de red, la dirección punto medida y el password del contador, además de otras configuraciones genéricas como el funcionamiento del datalogger, la información de los puertos o de la conectividad. Toda esta configuración se realiza mediante un simple y cómodo archivo TXT que se carga directamente en el módem.

Una vez leídas y almacenadas las lecturas del contador, el MTX-T envía los datos a la plataforma final del asesor de eficiencia energética, que analizará los datos del submetering realizado para ofrecer toda la información detallada al cliente final.

Además, gracias a Cervello Stem, es posible la gestión de todos los dispositivos de la red IoT de una forma rápida, cómoda e intuitiva. Desde esta plataforma IoT de gestión de dispositivos puede monitorizar el estado y conectividad de los modems, además de poder configurar alarmas, ejecutar comandos de configuración o realizar actualizaciones remotas del firmware.