Lectura de controladores de refrigeración por Modbus: Danfoss, Carel y Dixell

Un mueble frigorífico o una cámara frigorífica ya llevan un ordenador. El controlador lee sus propias sondas, gobierna el compresor o la válvula, programa los desescarches y genera sus propias alarmas. La mayoría de los controladores comerciales también pueden comunicar todo eso por Modbus RTU. Leerlos añade a un sistema de monitorización la consigna, el estado de desescarche, la temperatura del evaporador y las alarmas del controlador, que explican por qué se movió una temperatura.

Esta guía trata las cuatro familias de controladores más habituales en la distribución alimentaria y la restauración europeas: el Danfoss EKC 202, los Carel MPXPRO e ir33 y la gama Dixell XR. Las tablas de registros proceden de los perfiles Modbus que EpiSensor utiliza en estos controladores, contrastados con los documentos de los propios fabricantes. Cuando ambas fuentes discrepan, o un fabricante no publica un valor, la guía lo indica.

Por qué leer el controlador, y por qué no solo el controlador

Las sondas del controlador están colocadas para regular. Un Danfoss EKC 202D lee el aire antes y después del evaporador (S3 y S4) y el propio evaporador (S5). Un Carel MPXPRO usa una sonda de impulsión, una de retorno y una de desescarche. Un Dixell XR usa una sonda de termostato y una de evaporador. Ninguna está en la posición del alimento más caliente, y cualquiera con acceso al menú del controlador puede cambiar la consigna.

Por eso, use las dos señales:

La EN 12830, la norma de los registradores de temperatura, hace la misma separación: la medida del registrador debe ser independiente de la que se usa para controlar la refrigeración. La guía sobre EN 12830 explica cuándo se aplica esa norma. La guía de ubicación de sondas explica dónde va la sonda independiente y cómo el estado de desescarche del controlador puede evitar falsas alarmas.

La conexión

Cada uno de estos controladores es un esclavo Modbus RTU en un par RS-485. Una interfaz Modbus ZMB actúa como maestro: sondea los registros que usted configura y envía los valores por la malla Zigbee a un Gateway con Edge. No hay ningún cable de datos de vuelta hasta un cuadro. Un ZMB lee muchos registros por controlador: 8 o más, y hasta 16 o más según el modelo. Un ZMB-30 añade su propia sonda de temperatura impermeable de 2,5 m, de modo que un solo dispositivo puede leer el controlador y llevar la sonda independiente de alimento del mismo equipo.

Cada controlador tiene una página de dispositivo con su mapa de registros y una plantilla de Edge de solo lectura: Danfoss EKC 202, Danfoss ERC 21x, Danfoss AK-CC55, Eliwell IDNext, Carel MPXPRO, Carel ir33, Carel pRack, Dixell XR60CX, Dixell XR77CX y Dixell XR170C. La guía de monitorización de temperaturas APPCC muestra las lecturas del controlador junto a sondas independientes.

Modbus sobre RS-485 admite un maestro por bus. Si un sistema de supervisión, como un gestor de sistema Danfoss o un Carel PlantVisor, ya sondea los controladores, un segundo maestro en el mismo par provoca colisiones. Lea entonces los datos del sistema de supervisión, o use el segundo puerto serie de un controlador si lo tiene. La guía de cableado RS-485 trata la terminación y la polarización de un bus nuevo.

Danfoss no indica los ajustes serie del EKA 178A en sus documentos públicos; los valores anteriores son los que usó el perfil de EpiSensor. Carel y Dixell fijan los suyos, y los controladores Carel detectan automáticamente el protocolo Carel o Modbus. El perfil de EpiSensor lee el ir33 con un bit de parada y respondió, pero los manuales del MPXPRO y del ir33 Universale de Carel indican dos; use dos. En una red Carel MPXPRO, solo la unidad Master está en el RS-485. A las unidades Slave se accede a través de ella, en la dirección de la Master más el número de la Slave.

Lectura de un registro de temperatura

Las cuatro familias envían las temperaturas del mismo modo: un entero de 16 bits con signo en décimas de grado, en un registro de retención que se lee con la función 03. Decodificarlo lleva tres pasos:

1. Lea un registro con la función 03 en la dirección de base cero.
2. Trate los 16 bits como un entero con signo (complemento a dos): los valores a partir de 32.768 son negativos.
3. Multiplique por 0,1 para obtener °C, o °F si el parámetro de unidad del controlador está en Fahrenheit.

Un congelador que marca 6.535,6 °C tiene un registro con signo decodificado como si no lo tuviera. El decodificador de registros Modbus muestra juntas todas las interpretaciones de una palabra bruta.

En Edge, un registro del ZMB se configura con la dirección del esclavo, la dirección de base cero en decimal o hexadecimal, el formato de datos (16 bits con signo), Read from (origen de la lectura) en registro de retención (función 03) y Write (escritura) en Read only (solo lectura). En nombres y escalado, ponga el multiplicador en 0,1 y la unidad en °C. Después, una plantilla de dispositivo copia la misma configuración a cada ZMB conectado al mismo modelo de controlador.

Danfoss EKC 202

Danfoss identifica cada valor con un número de parámetro (PNU), y el registro Modbus es el PNU menos uno, leído con la función 03. Los valores van en décimas, con rango con signo.

Los seis se probaron con los perfiles de EpiSensor y coinciden con las listas de parámetros de Danfoss para los EKC 202B y 202D1. El registro 2575 es el valor mostrado, que incluye cualquier corrección de pantalla ajustada en r04. El valor bruto del sensor del termostato, u69 Sair, es el PNU 2589, registro 2588.

Los EKC 202A, B y C usan Sair para la regulación y S5 para el desescarche, o como sensor de producto o de condensador (o70). El EKC 202D combina S3 y S4 para la regulación (r15), la pantalla (o17) y las alarmas (A36). Los fallos de sensor se comunican como códigos de alarma (E27 para S5, E29 para Sair; E25 y E26 para S3 y S4 en el 202D) y como parámetros de alarma, no como un valor especial en el registro de temperatura.

Carel MPXPRO e ir33

Carel numera sus variables de supervisión por tipo: analógicas (A), enteras (I) y digitales (D). En la tabla del ir33+, el registro Modbus de una variable analógica es igual a su índice Carel, el de una variable entera es su índice más 100, y las variables digitales se leen como bobinas con el mismo número.

Carel no publica la lista de variables de supervisión del MPXPRO en su manual de usuario, así que las filas del MPXPRO se basan solo en las pruebas de EpiSensor. El perfil de EpiSensor recoge también un tercer registro del ir33 en 0x000F, que la tabla del ir33+ no define (de 11 a 14 son calibraciones de sonda); no lo use salvo que la documentación de su controlador lo nombre.

Las funciones de las sondas dependen de la configuración. En el MPXPRO, por defecto, S1 es la sonda de impulsión (Sm), S2 la de desescarche (Sd) y S3 la de retorno (Sr). En el ir33, S1 regula, y el parámetro /A2 convierte la sonda 2 en sonda de producto, de desescarche o de condensador. Los fallos de sonda son variables digitales (de 10 a 13 en el ir33+) y aparecen en pantalla como E0 a E3.

Ambos controladores tienen una función HACCP que registra las alarmas de alta temperatura (HA) y las alarmas tras un corte de alimentación (HF) con fecha, hora y duración, en los modelos con reloj. Viene desactivada por defecto (parámetro Htd = 0). El MPXPRO, con las sondas NTC estándar de Carel, está declarado según la EN 13485 como termómetro («air, S, 1, −50T90 °C»), no según la EN 12830 como registrador.

Carel pRack

El pRack pR300 es un controlador de central de compresores, no de mueble. Su dirección de supervisión por defecto es 196, pero su protocolo por defecto es pRACK Manager: configúrelo como esclavo Modbus antes de leerlo. Sus presiones están en barg (o psig), no en grados, aunque una lista de registros etiquete cada valor como °C. Carel facilita la lista completa de variables de supervisión bajo pedido, así que consígala antes de fiarse de un registro de presión.

Serie Dixell XR

El documento Modbus de Dixell fija la línea en 9600 baudios, 8 bits de datos, sin paridad y un bit de parada, con las funciones 03, 06 y 16. Los valores de las sondas se disponen a partir de 0x0100, cada uno seguido de un registro de estado que contiene la unidad, la resolución, los bits de alarma y el bit de error de sonda.

Los parámetros de usuario empiezan en 0x0300, pero su orden cambia entre modelos y versiones de firmware, por lo que la consigna está en una dirección distinta en cada uno. Dixell no publica las direcciones de parámetros de cada modelo en su documento general, y las direcciones de sonda del XR60CX que probó EpiSensor difieren de la disposición que muestra ese documento. Confirme cada registro con la pantalla del controlador antes de fiarse de él, y registre el modelo y el firmware junto con el perfil.

El XR60CX necesita una pieza más. No tiene bornes RS-485. Según su manual, la línea serie TTL del conector HOT KEY se conecta a un sistema de monitorización Modbus RTU mediante el conversor externo TTL/RS485 XJ485-CX. Conecte el lado RS-485 del conversor al ZMB. El mismo conector admite también la llave de programación HOT KEY y la pantalla repetidora opcional X-REP, y la X-REP excluye la conexión serie.

Funciones de las sondas: P1 es la sonda del termostato (cámara), P2 la del evaporador, P3 es configurable y P4 está en el conector HOT KEY. Los límites de alarma del XR60CX y del XR77CX vienen por defecto en 110 °C de alta y −50 °C de baja (ALU y ALL), así que, de fábrica, sus alarmas de temperatura están en la práctica desactivadas.

Siempre en solo lectura

Todos estos controladores aceptan escrituras. Danfoss marca como de lectura y escritura la consigna, el diferencial, los límites de alarma y el interruptor principal r12; escribir 0 en r12 detiene la refrigeración. Carel permite escribir parámetros y enviar órdenes de desescarche, encendido y apagado. Dixell acepta las funciones 06 y 16 en sus parámetros.

Un sistema de monitorización no tiene ningún motivo para escribir en ninguno de ellos. Configure cada registro con Write en Read only, y no añada una función de escritura a un perfil del ZMB para un controlador cuyo control no le corresponde. Los perfiles de EpiSensor recogen funciones de escritura para las consignas porque el controlador las admite, no porque deban usarse. Un cambio de consigna corresponde al frigorista, en el propio controlador.

Puesta en marcha de la lectura de un controlador

1. Registre el modelo del controlador, el código de pedido y el firmware, y los parámetros de configuración de las sondas.
2. Compruebe que ningún otro maestro sondea el bus.
3. Ajuste la línea serie y la dirección, y termine el bus en ambos extremos.
4. Configure los registros como 16 bits con signo, función 03, multiplicador 0,1 y solo lectura.
5. Compare cada valor con la pantalla del controlador, incluido un valor negativo en un congelador.
6. Anote qué sonda lee cada registro (aire, evaporador o pantalla), para que nadie la confunda con la sonda del alimento.
7. Compruebe el estado de desescarche con un desescarche real, si lo usa para bloquear alarmas.

La guía de puesta en marcha de Modbus RS-485 trata el acta de aceptación completa, y la guía de límites críticos del APPCC explica cómo los datos del controlador apoyan un registro de temperatura sin sustituirlo.