Un medidor o contador de energía trifásico con Modbus mide un circuito y publica sus lecturas en registros que una pasarela, un BMS o un sistema SCADA pueden leer. Cientos de modelos encajan en esa descripción, desde subcontadores para carril DIN hasta analizadores de redes de montaje en panel. Cinco preguntas acotan la elección: el suministro, la corriente, la exactitud, la interfaz y el mapa de registros. Esta guía las aborda en ese orden y después trata la puesta en servicio.
Qué mide un contador trifásico con Modbus
Un contador trifásico típico publica:
- la tensión de cada fase, entre fase y neutro y entre fases;
- la corriente de cada fase y, en algunos modelos, la corriente de neutro;
- la potencia activa, reactiva y aparente, por fase y total;
- el factor de potencia y la frecuencia;
- contadores de energía: energía activa importada y exportada (kWh) y, a menudo, energía reactiva (kvarh).
Muchos contadores también publican valores de demanda, distorsión armónica y contadores para varias tarifas. Una lista larga en la ficha técnica no significa que todos los valores estén en el mapa de registros. Compruebe en el mapa cada valor que necesite.
Elegir según el suministro
Sistema de distribución. Un suministro de cuatro hilos, tres fases y neutro (por ejemplo 230/400 V), necesita tres elementos de medida. Un suministro de tres hilos sin neutro necesita dos. La mayoría de los contadores admiten ambos, y algunos también un modo monofásico, que se selecciona con un ajuste. El contador debe corresponder a las tensiones: compruebe en la ficha técnica los intervalos entre fase y neutro y entre fases, y la alimentación de la propia electrónica del contador. La guía de potencia trifásica explica los elementos de medida.
Corriente. Un contador de conexión directa conduce la corriente de carga por sus bornes, así que sirve para circuitos de hasta su corriente nominal. Los tres contadores de la comparativa de contadores de conexión directa tienen corrientes nominales de 63 A, 65 A y 100 A. Por encima, o cuando el circuito no se puede desconectar el tiempo necesario para cablearlo a través del contador, elija un contador conectado a TC. Compruebe qué salida de TC admite: 1 A, 5 A, 333 mV o una entrada Rogowski. La guía de contadores con TC explica el ajuste de la relación, y la guía de TC de núcleo partido explica cómo colocar TC en un cable conectado.
Generación y almacenamiento. En un circuito con fotovoltaica, una batería o un generador, elija un contador con registros de energía importada y exportada separados, y anote su convenio de signos.
Exactitud y aprobación
IEC 62053-21 establece las clases de exactitud 0,5, 1 y 2 para contadores de energía activa. IEC 62053-22 establece las clases más estrictas 0,1S, 0,2S y 0,5S para contadores conectados mediante transformadores. La clase 1 sirve para la mayor parte de la monitorización energética. La clase 0,5S conviene en alimentadores grandes, en la conciliación con un contador de la compañía eléctrica y en medida y verificación.
En un contador conectado a TC, la clase se aplica solo al contador. Los TC añaden su propio error, que es mayor a baja corriente. La guía para elegir TC muestra cómo dimensionarlos y elegir su clase.
Un contador que se usa para facturar a inquilinos también debe ser de un modelo aprobado. En la UE, el anexo V de la Directiva de Instrumentos de Medida (MI-003) define las clases A, B y C y solo cubre el contador. Una clase de exactitud en una ficha técnica no es una aprobación. Pida el certificado para el código de pedido exacto, como explica la guía de submedición.
Modbus RTU o Modbus TCP
| Contador Modbus RTU | Contador Modbus TCP | |
|---|---|---|
| Interfaz | Bornes RS-485 | Puerto Ethernet |
| Cableado | Un bus de par trenzado, encadenado entre contadores y con terminación en ambos extremos | Un cable de red hasta un conmutador para cada contador |
| Ajustes | Dirección de 1 a 247, velocidad en baudios, paridad, bits de parada | Dirección IP, puerto 502, identificador de unidad |
| Quién puede leerlo | Un maestro en cada bus | Varios clientes, hasta el límite de conexiones del contador |
| Adecuado para | Contadores en un mismo cuadro, o un bus existente | Cuadros a los que llega una red gestionada |
El mapa de registros y los códigos de función son los mismos en ambos. La guía sobre Modbus TCP y RTU compara las tramas, y la guía de cableado RS-485 trata la terminación, la polarización y el cable. Para que varios sistemas lean contadores RTU por la red, se coloca una pasarela Modbus RTU a TCP delante del bus. Algunas familias de contadores existen en ambas versiones: el Eastron SDM630-Modbus tiene RS-485 y el SDM630-TCP tiene un puerto Ethernet.
Leer el mapa de registros
El mapa de registros del modelo y el firmware exactos indica, para cada valor:
- el código de función: 03 para registros de retención o 04 para registros de entrada;
- la dirección, en la notación del manual (30001, 40001 o un número desde cero);
- el tipo de datos: entero de 16 o 32 bits, o coma flotante IEEE 754 de 32 bits;
- el orden de palabras de los valores de 32 bits: cuál de los dos registros va primero;
- la escala y la unidad: por ejemplo kWh, o Wh con un multiplicador.
En el Eastron SDM630, por ejemplo, la energía activa importada es un valor de coma flotante de 32 bits en los registros de entrada 30073 y 30074, que se lee con el código de función 04. La referencia del tipo 30001 se convierte en la dirección 72 de la petición:
Si los dos registros devuelven 4640 E666, con la palabra alta primero, el valor es 12.345,6 kWh:
Un contador float32 pierde resolución a medida que crece: por encima de 100.000 kWh resuelve unos 0,01 kWh, y por encima de 10 millones de kWh, alrededor de 1 kWh. Cuando un contador también ofrece un contador de energía entero de 32 o 64 bits, prefiéralo para facturación y conciliación. La guía de mapas de registros trata el orden de palabras, la escala y las comprobaciones para cada tipo de datos.
Poner en servicio el contador
- Configure el modo de conexión (trifásico de cuatro hilos, trifásico de tres hilos o monofásico) según el circuito.
- En un contador conectado a TC, configure el primario y el secundario del TC, y anótelos.
- Configure la dirección Modbus, la velocidad en baudios y la paridad, o la dirección IP y el identificador de unidad, según el plan de direcciones de la instalación.
- Lea por Modbus un valor que muestre el contador, como la tensión de L1. Compare el valor y su escala con la pantalla.
- Compruebe cada fase en carga: kW positivos para una carga que importa, un factor de potencia plausible y una corriente dentro de la tolerancia de una pinza amperimétrica.
- Cargue el resto del mapa de registros y lea los contadores de energía dos veces, con un intervalo conocido entre ambas lecturas, y compruebe que la diferencia corresponde a la potencia media.
La guía de puesta en servicio de Modbus RS-485 ofrece la secuencia completa y los registros que conviene conservar, y la guía de resolución de problemas de Modbus trata los tiempos de espera y los códigos de excepción.
Leer contadores trifásicos Modbus con Edge
Edge en el Gateway ZGW-20 lee contadores Modbus TCP en la red de la instalación y contadores Modbus RTU en un puerto serie, o mediante una interfaz Modbus ZMB montada junto al contador, que envía los registros por la malla Zigbee para que no haya que tender un cable de datos hasta el Gateway. Las páginas de dispositivo del SDM630-Modbus, el SDM630MCT, el Carlo Gavazzi EM24 y el Siemens SENTRON PAC2200 incluyen cada una una plantilla inicial de solo lectura con las direcciones de registro, los tipos de datos y el orden de palabras ya configurados.
Para probarlo con un contador antes de comprar un Gateway, una Raspberry Pi configurada con System Manager ejecuta Edge con un dispositivo Modbus de hasta 32 registros licenciado gratis, con todos los paneles y todas las herramientas de análisis y alertas. La Pi funciona desde una tarjeta microSD, así que úsela para evaluar, no en una instalación crítica para el negocio. Consulte evaluar Edge en una Raspberry Pi.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un contador de energía Modbus?
Un contador eléctrico con interfaz Modbus, normalmente RS-485 para Modbus RTU o Ethernet para Modbus TCP. Mide tensión, corriente, potencia y energía, y publica cada valor en registros que una pasarela, un BMS o un sistema SCADA pueden leer.
¿Necesito un contador trifásico en un suministro trifásico?
Para medir el circuito completo, sí. Un contador trifásico mide la corriente y la tensión de cada fase y suma las tres potencias de fase, así que sigue siendo correcto cuando la carga está desequilibrada. Un contador monofásico en una fase de un circuito trifásico solo mide esa fase.
¿Debo elegir un contador Modbus RTU o Modbus TCP?
Modbus RTU conviene para contadores en uno o dos cuadros, o para contadores que se añaden a un bus RS-485 existente. Modbus TCP conviene para cuadros a los que ya llega una red gestionada, y para instalaciones donde varios sistemas deben leer el mismo contador. Los mapas de registros y los códigos de función son los mismos; solo cambia el transporte.
¿Qué registro contiene los kWh totales?
Depende del modelo, así que use el mapa de registros del contador y el firmware exactos. En el Eastron SDM630, por ejemplo, la energía activa importada es un valor de coma flotante de 32 bits en los registros de entrada 30073 y 30074, que corresponden a la dirección 72 de la petición.