¿Cómo funciona el medidor inteligente? Conozca la tecnología de la medición inteligente

¿Cómo funciona el medidor inteligente en la práctica? Muestre la corriente de suministro, convierte esas muestras en valores digitales de energía y, a continuación, transfiere los valores a otro sistema. Cualquier otra funcionalidad, desde el saldo prepago hasta los informes a distancia, se sitúa sobre esta cadena de proceso.

Este artículo analiza la cadena de proceso de forma ordenada. Verás dónde radica la precisión, dónde se almacenan los datos y dónde suelen aparecer la mayoría de las anomalías en campo. Para una visión más amplia de la compra, lee primero nuestra reseña de los contadores inteligentes de energía.

¿Cómo funciona el medidor inteligente en la etapa de muestreo?

Toda respuesta sobre cómo funciona un medidor inteligente empieza por dos señales. Un divisor de voltaje reduce el voltaje de suministro a un nivel que los dispositivos electrónicos pueden leer. Una resistencia de derivación o un transformador de corriente realiza la misma función en el caso de la corriente.

Estas señales permanecen analógicas, por lo que el medidor debe convertirlas. Un convertidor analógico a digital toma muestras rápidas de ambos canales. La frecuencia de muestreo es importante, ya que una frecuencia más alta permite captar una forma de onda distorsionada. Los equipos de soldadura y los variadores de velocidad distorsionan la onda, y una frecuencia de muestreo lenta da lugar a una lectura errónea de la energía.

El medidor también debe aislar el lado de medición del lado de comunicación, lo que protege tu lectura y a tu personal. En resumen, ¿cómo funciona el medidor inteligente en esta primera etapa? Convierte una fuente peligrosa en una señal pequeña, segura y medible.

El chip de medición y la clase de precisión

Un chip de medición dedicado realiza los cálculos matemáticos. Multiplica el voltaje por la corriente para obtener la potencia y, a continuación, integra la potencia a lo largo del tiempo para obtener la energía. El resultado se almacena en kilovatios-hora.

La precisión del medidor inteligente depende de ese chip, de la cadena de muestreo y de la calibración que se realiza posteriormente. Un medidor de Clase 1 tiene un margen de error más estrecho que un medidor de Clase 2. En el lugar, la diferencia se manifiesta como una pequeña discrepancia entre la lectura del medidor y el patrón de referencia.

La calibración reduce esta diferencia. La fábrica aplica una carga conocida, compara la salida del medidor con un patrón de referencia y almacena una corrección en la memoria. Por lo tanto, pregunta a cualquier fabricante de medidores inteligentes cómo se realiza la calibración y cómo se mantiene el registro.

El microprocesador: Tarifas, almacenamiento y control de carga

El microprocesador convierte las mediciones en valores facturables. Aplica la tabla de tarifas, que establece el precio para cada intervalo a lo largo del día. También escribe estos valores en la memoria, de modo que un fallo de comunicación no pueda borrar el consumo de ese día.

El diseño de la memoria merece una pregunta. Un medidor que solo almacena el total acumulado pierde el detalle subyacente. Un medidor que mantiene un perfil de carga continuo puede reconstruir la factura después de un corte de suministro. Por lo tanto, confirma cuántos días de datos de perfil almacena el medidor.

El control de carga se encuentra en el mismo procesador. Cuando el crédito cae a un umbral establecido, el procesador envía una señal al relé interno para que se abra. El mismo procedimiento admite un límite de demanda máxima, que protege un suministro compartido. En la práctica, el control de carga convierte un dispositivo de medición en un dispositivo de gestión.

Comunicación: Del bus RS485 a la lectura de medidores LoRa

Los datos salen del medidor a través de un puerto seleccionado. Un medidor de energía RS485 utiliza un bus de dos cables cableado y un protocolo sencillo, como Modbus o DL/T 645. El bus es adecuado para armarios, salas de control y cualquier lugar donde ya exista cableado. Es económico y fácil de diagnosticar.

Los enlaces inalámbricos cubren el resto. WiFi es adecuado para un edificio con una red existente sólida. Un módulo celular elimina por completo la red local, lo que es adecuado para un armario remoto o un poste en la calle. LoRa difunde una señal de baja potencia a larga distancia, por lo que la lectura de medidores LoRa llega a muchas unidades desde una única puerta de enlace montada en un tejado.

Cada enlace implica un compromiso. Los enlaces cableados suponen un coste de cable y mano de obra, pero no de plan de datos. Los enlaces inalámbricos suponen un coste de plan de datos, pero no de cable. Por lo tanto, elige el enlace según la disposición de tu instalación, no según la ficha técnica.

Qué aportan la puerta de enlace y la plataforma

El medidor rara vez se comunica directamente con la nube, por lo que la forma en que funciona el medidor inteligente rara vez se limita al propio medidor. Una puerta de enlace se sitúa entre ambos, leyendo un grupo de medidores y enviando los totales aguas arriba. La terminal de la puerta de enlace de datos de potencia de nuestra gama lee los medidores a través de LoRa y envía informes aguas arriba a través de 4G. También cuenta con un procedimiento de reenvío, por lo que un paquete perdido se recupera en lugar de perderse.

La integración es donde se producen los fallos en los proyectos. Pregunta temprano qué protocolo espera la plataforma, cómo se asignan las direcciones y qué sucede cuando un enlace falla durante un día. Eso decidirá si necesitas un almacenamiento local. Una unidad de carril DIN, como nuestro medidor de energía trifásico de carril DIN 4G, lleva su propio enlace celular. Esto elimina la puerta de enlace en los puntos únicos.

Puesta en servicio y anomalías comunes en campo

Sin embargo, la mayoría de las anomalías en campo se deben a cuatro causas. Una señal débil, generalmente porque la puerta del armario bloquea la antena. Una dirección incorrecta en un bus compartido, que silencia todos los medidores en él. Un terminal de corriente suelto, que produce una lectura inestable. Un relé defectuoso, que detiene el control de carga sin alarma.

Un buen diseño reduce los cuatro problemas. Además, un registro de eventos anota cada desconexión, para que puedas rastrear la anomalía posteriormente. Nuestro medidor de energía electrónico trifásico de cuatro hilos publica una precisión de energía activa cercana a ±0.2%. Esto ofrece al ingeniero de puesta en servicio una cifra para verificar.

Preguntas frecuentes

¿Funciona un medidor inteligente durante un corte de suministro? No, no puede medir sin suministro. Sin embargo, un chip de reloj y una batería de respaldo mantienen la hora y los datos almacenados.

¿Qué precisión tiene un medidor inteligente en comparación con uno analógico?

Un medidor electrónico es normalmente más estable. La precisión del medidor inteligente se clasifica en una clase definida, mientras que un medidor analógico se desvía con la edad.

¿Cómo funciona el medidor inteligente de extremo a extremo? Los circuitos de muestreo leen el suministro, un chip de medición calcula la energía, un procesador almacena y calcula el precio, y un enlace de comunicación lo transmite. Cada etapa añade una capacidad que puedes especificar.

Si tu proyecto también abarca bloques de apartamentos o naves industriales, la guía de medidores de energía inteligentes cubre la secuencia de compra.

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