Control,protección y monitorización de motores

Primero presentaré ambos equipos por separado, para entender claramente de dónde partimos y donde queremos llegar.

Punto de partida:

UMC100.3: solución ABB para arranque y protección avanzada de motores. Este tipo de solución además de las prestaciones básicas que nos aportaría un guardamotor, nos permite controlar directamente la maniobra del motor, ofrece un nivel de protecciones con una casuística mucho mayor y además, al incorporar la posibilidad de añadir comunicaciones, podemos monitorizar en tiempo real toda la instalación.

Una visión esquemática de este tipo de instalación sería la siguiente:

Por otro lado el EQmatic es una pasarela de monitorización, especialmente enfocada a la eficiencia energética. Es decir, al registro y visualización de datos de consumo energético para su posterior análisis. La flexibilidad de este equipo nos permite ir más allá de estas funciones y poder integrar más funcionalidades. además, una de las grandes ventajas es, que aunque con los contadores y otros equipos ABB funciona en modo plug&play, no se limita a funcionar con estos y podemos integrar cualquier otro, incluso de terceras marcas.

Para verlo de forma gráfica:

Este equipo dispone de un servidor local, al cual accedemos de forma remota desde nuestra red, y podemos visualizar toda la información procedente de los equipos conectados. Estos se conectan por medio de un bus ModbusRTU (RS485,3 hilos) o bien M-bus.

Ejemplo de visualización:

Objetivo:

En el último release de FW del EQmatic se permitía la opción de lectura usando la función Modbus 0x04 para lectura de múltiples registros. Por lo tanto, se pretende testear esta nueva funcionalidad, así como poner a prueba el procedimiento de integración de equipos ya sean de terceras partes o bien, no directamente compatibles.

Además se pretende presentar las capacidades de ambos productos, dando una solución sencilla a la vez que flexible para la monitorización de equipos y eficiencia energética.

Resolución:

Primero debemos tener claro qué para metros podemos leer del controlador de motor y qué protocolo dispone el equipo. Este dispone de ModbusRTU,ModbusTCP, Profibus... Seleccionamos el módulo para ModbusRTU y lo integramos en el controlador. Ahora veremos el mapa de memoria disponible para este protocolo y seleccionamos cuales son interesantes para analizar:

Aquí un extracto de dicho mapa, con los principales registros que nos son de interés. Nos centraremos en los útiles para la eficiencia energética en este caso:

• 0x0200 Intensidad nominal
• 0x0201 Tensión de alimentación
• 0x0202 Potencia activa
• 0x203 Número de disparos de motor
• 0x204 Factor de potencia

Pasamos a definir los parámetros de comunicación en el UMC100.3 usando el display de configuración de este (configuración sencilla y directa) :

Modbus node: 63

Modbus baudrate: 9600 baudios

Parámetros standard: 8 bits, paridad N, 1 bit de parda

La parte del controlador de motor quedaría así configurada, aquí la instalación de pruebas usada:

El siguiente paso sería añadir el UMC100.3 al bus de comunicación modbusRTU bajo RS485 del EQmatic. En la práctica no es más que conectar el controlador de motor con 3 hilos de comunicación, el diagrama del bus de comunicaciones sería el siguiente:

Una vez cableado el bus la parte de hardware y configuración de este quedaría finalizada, solo restaría la integración del UMC100.3 en el EQmatic, para ello aquí vuelvo a referirme la nota técnica desarrollada dentro de soporte técnico:

Enlace:

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Inciso técnico:

Una de las ventajas del UMC100.3 es la posibilidad de configurar y programa el equipo a "bajo nivel" lo que nos permite adaptarlo a casi cualquier aplicación.

Ello se consigue mediante el software "Custom application editor", en este caso y puesto que todas las pruebas se han realizado en una instalación de pruebas, donde el consumo del motor era de unos 200 mA, necesitábamos cambiar el rango de la medida de intensidad por comunicaciones. Es decir, de Amperios transformar la medida para obtenerla en mA, con mayor precisión:

Por si os es de interés un poco más de información:

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Una vez realizado este procedimiento y comprobado que la comunicación con el UMC100.3 está funcionando solo queda configurar la ventana visual de información dentro del servidor local del EQmatic, aquí nuestro dashboard personalizado para este caso:

En la parte izquierda vemos los tres contadores EQmeters de ABB, mientras en la derecha vemos los datos obtenidos directamente del UMC100.3.

El diagrama eléctrico de la instalación sería el siguiente:

Es interesante que, aunque no dispongamos de un meter físico que mida el consumo total de la instalación, sí podamos crear uno virtual que agrupe todos los consumos y demás información [primer contador en la parte superior izquierda de nuestro dashboard].

Otro elemento de información al que tendríamos acceso es al de comparativa y estudios de consumo en determinados periodos, función de benchmark.

Conclusión

Se ha conseguido monitorizar bajo una misma plataforma y sin necesidad de recurrir a un PLC y servicio especializado de integración, todos los equipos comunicables de una posible planta.

Además, con la nueva función de lectura 0x04 del EQmatic se amplia considerablemente los equipos de los que extraer información.