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Introducción y visión general

Este documento describe el funcionamiento y la definición de la interfaz Panoramic Bridge de Alimentación Panorámico en modo autónomo. En este modo, el Bridge implementa un protocolo Modbus TCP/RTU que envía las lecturas actuales del sensor a un servidor local. El servidor local actúa como servidor Modbus maestro y el Bridge como esclavo Modbus TCP/RTU.

La imagen a continuación muestra un diagrama de red típico para un Bridge que opera en modo independiente:

• Sensor transmiten lecturas una vez cada 10 segundos al Bridge a través de comunicaciones inalámbricas patentadas.
• Para cada sensor configurado, el Bridge almacena en memoria la última medición recibida. Esta se conservará hasta que se sobrescriba con una nueva medición del mismo sensor o hasta que el Bridge se reinicie.
• Un dispositivo maestro Modbus TCP/RTU (normalmente una computadora o PLC) se conecta al Bridge a través de una red de área local (LAN) o un cable RS485 y sondea el Bridge en busca de datos de los sensores.
• El dispositivo maestro Modbus puede conectarse a varios Bridge , cada uno de los cuales recibe múltiples sensores.
• La configuración Bridge se realiza a través del servidor web integrado del Bridge , utilizando el navegador web de una computadora portátil conectada a la LAN.

Figura 1: Diagrama de red

Requisitos de hardware y red

Hardware compatible

• Sensor : PAN-10 , PAN-12 , PAN-14 y PAN-42.
• La interfaz Modbus también admite la lectura de las entradas de pulso del Bridge (Gen4 y superiores)
• La solución Modbus TCP es compatible con Gen3 y versiones posteriores y requiere el firmware v470 o superior. Para la compatibilidad con sensores PAN-42 y/o la interfaz RTU, se requiere el firmware v476.
• En el modo independiente, cada Bridge admite hasta 32 puntos de datos (un sensor monofásico o una fase de un sensor trifásico).

Redes LAN compatibles

Para funcionar en modo Modbus TCP, el Bridge debe estar configurado para conectividad Ethernet. Un Bridge configurado para conectividad de red celular admite Modbus RTU , pero no Modbus TCP.

Asignar una dirección IP Bridge fija

Para que Modbus TCP funcione correctamente, el maestro Modbus debe poder acceder repetidamente a un Bridge específico mediante su dirección IP o nombre DNS. La solución requiere una dirección IP estática fija asignada al Bridge . Esto se puede lograr seleccionando "IP fija" en la configuración de red del Bridge o, alternativamente, usando DHCP, pero asegurándose de que el servidor DHCP siempre asigne la misma dirección IP al Bridge específico.

Asignar una dirección de esclavo

Para que Modbus RTU funcione correctamente, al Bridge se le asigna una dirección base (esclavo) y el maestro Modbus debe tener una lista de todos los Bridge monitoreados y sus direcciones base (en el rango de 1 a 247).

Configuración Bridge

La configuración Bridge se realiza desde el navegador web de una computadora portátil utilizando el servidor web integrado Bridge .

La configuración inicial Bridge , incluyendo la configuración de una dirección IP fija para su uso posterior, se realiza mediante una computadora portátil conectada directamente. Consulte la sección " Acceso a la interfaz web Bridge " en el Manual Bridge Gen 4+.

Una vez asignada una IP fija al Bridge y configurada la disponibilidad de Bridge interfaz de administración del puente en la pantalla de configuración Bridge como "Siempre" , se puede realizar una configuración adicional accediendo a la dirección IP Bridge desde un navegador web. El portátil utilizado para dicha configuración debe tener una ruta HTTP al Bridge .

Requisitos de NTP

Para funcionar correctamente, el Bridge necesita obtener el reloj de tiempo real (RTC). Dado que el Bridge no tiene un RTC de hardware alimentado por batería, obtiene la hora mediante un servidor NTP estándar.

El Bridge obtiene la hora NTP, como parte del proceso de arranque, mediante el siguiente proceso:

• Si se define una IP de servidor NTP dedicada, intentará obtener la hora de ese servidor
• Alternativamente, intentará obtener la hora de una lista de servidores NTP públicos conocidos.
• Si ambas opciones anteriores fallan, obtendrá la hora del servidor basado en la nube.

La opción 3 anterior solo funciona en modo "Conectar a PowerRadar" o "Modo combinado" (consulte la sección "Configuración de la conexión" más adelante). Por lo tanto, al trabajar en modo "Modbus TCP independiente", se debe definir un servidor NTP en la LAN o, alternativamente, se debe implementar en el firewall el acceso saliente NTP a servidores públicos.

Otra opción es configurar el reloj en tiempo real mediante la interfaz Modbus (escribiendo en los registros 1 y 2; véase la Tabla 1). Esto anulará cualquier hora recuperada durante el arranque.

Parámetros Modbus

Estos parámetros son necesarios al configurar la conexión desde el Modbus Master:

El Bridge La interfaz Modbus TCP se habilita a través del puerto TCP 502

El valor de tiempo de espera recomendado para el Master es de 5 segundos .

Se utiliza el orden de palabras de intercambio de bytes little endian

Para Modo Modbus RTU: interfaz RS485 configurada a 38400 baudios, 8 bits de datos, sin paridad, un bit de parada y sin protocolo de enlace (sin DSR, CTS, DTR ni RTS). Los mensajes de solicitud pueden obtener respuestas de hasta 125 registros de datos. Consulte el manual Bridge Gen 4+ para obtener más información sobre el conector Bridge (RS485). Nota: Se puede utilizar un puerto USB a RS485 para la interfaz RS485.

Bridge Modelo de software Modbus

Mapa de registros Modbus

Esta sección es para uso del programador del host Modbus. La siguiente tabla muestra el mapa de registros Bridge reflejado en el maestro Modbus:

Tabla 1: Mapa del registro Bridge

El mapa contiene 4 áreas principales:

• Configuración de fecha/hora Bridge – Registros de retención 1-2: Aquí es donde el host Modbus puede configurar o leer el reloj de tiempo real del Bridge . Se puede utilizar si el Bridge no tiene acceso a ningún servidor RTC.
• Información Bridge – Registros de entrada 1-12 - Tabla 1.1 - Varios datos de estado Bridge
• Lecturas Sensor : aquí es donde se recuperan las lecturas del sensor.
• Hay 3 tablas con lecturas de sensores : (N = número de ranura 0 a 31)
  • Tabla 1.2 – Registros de entrada 2001-2010 +20N Sensor Lecturas principales del sensor – Una matriz de 32 ranuras x 20.
  • Tabla 1.3 - Registros de entrada 3001-3004 +4N – Parámetros extendidos - Matriz de 32 ranuras x 4 registros cada una
  • Tabla 1.4 - Registros de entrada 3501-3518 +18n – Parámetros adicionales – Matriz de 9 ranuras x 18 registros cada una (para hasta 3 sensores PAN42). Aquí n = 0-8 (id_adicional x–1 de la tabla 1.3)
  •      NOTA: Para los parámetros adicionales de un sensor PAN42, utilice el additional_idx de la tabla 1.3 para obtener la entrada asociada en la tabla 1.4.
    Parámetros adicionales: Tabla 1.4(n), donde n = Tabla 1.3(id_adicionalx – 1) (rango 0-8)
• Lecturas de los contadores de pulsos 1 y 2 : Contienen los contadores de las dos entradas de pulsos del Bridge . Tablas 1.5 y 1.6: Registros de entrada 5001-5005 para el contador de pulsos 1 y 5006-5010 para el contador de pulsos 2.
  Nota: El puente e cuenta tanto los flancos ascendentes como descendentes de los pulsos. Esto significa que, para un dispositivo e con salida KY, el conteo debe dividirse entre 2.
• Informes de errores de la EEPROM del PAN42 : El PAN42 utiliza una EEPROM para guardar los contadores de energía. Los guarda cada 20 segundos. En caso de corte de suministro eléctrico, al restablecerse, se restauran los últimos valores guardados. Si falla la lectura o escritura de la EEPROM, el PAN42 envía un informe de error (error 1 o 2). Los contadores de energía se reinician cuando el valor supera los 32 bits (0xFFFFFFFF a 0). En este caso, envía un informe de error 3. El usuario puede reiniciar los contadores pulsando un botón interno (consulte el Manual del usuario del PAN-42 ). Esta acción envía el informe de error 4.
  
   

Ejemplo de asignación de ranuras Sensor

La siguiente imagen muestra un ejemplo de cómo funciona el modelo de software del sensor:

Figura 2: Ejemplo de modelo de software

En el ejemplo anterior:

• De las 32 ranuras Bridge , solo dos han sido asignadas a sensores.
• La ranura n.° 1 se ha asignado al sensor N.° de serie 12345678
• La ranura n.° 2 se ha asignado al sensor S/N 12312312
• Las ranuras n.° 3 a n.° 32 no tienen asignados ningún sensor y permanecen vacías.
• Al recibir un mensaje de uno de los dos sensores (12345678 o 12312312), se actualizará la sección de datos del sensor de la tabla. Esta actualización anulará los datos anteriores.
• También podemos ver otro sensor (N/S 55555555) que recibe el Bridge , pero que no se ha asignado a ninguna ranura. Los datos de este sensor se ignorarán cuando el Bridge esté en modo Modbus TCP.
  En el modo " Conectar a PowerRadar" o " modo combinado", todos los datos del sensor se envían simultáneamente al servidor basado en la nube, independientemente de la asignación.

Lecturas Sensor

Como se muestra en la Figura 2, cada ranura de sensor contiene datos. En esta sección se revisarán y explicarán los datos almacenados en cada ranura.

Figura 3: Almacenamiento de datos Sensor

Como se ve en la imagen, cada ranura de sensor reserva 40 bytes de memoria y almacena los siguientes valores:

• Estado: Indica el estado de la lectura de la ranura específica.
• Sensor S/N : este es el número de serie del sensor asociado con esta ranura
• Marca de tiempo : Marca de tiempo de época UNIX del último mensaje recibido del sensor. Representa el número de segundos transcurridos desde las 00:00:00 del jueves 1 de enero de 1970, Tiempo Universal Coordinado (UTC), menos los segundos intercalares.
• Corriente [A] – La corriente calibrada (en A) medida en el último mensaje del sensor recibido.
• RSSI : una indicación del RSSI (intensidad de la señal) de la última medición en dBm .

Al leer los datos, primero se debe analizar el registro de estado. En función de su contenido, los demás registros se procesan como se muestra en la tabla:

Tabla 2: Estado Sensor

Registros de contador de pulsos

Los Bridge de 4.ª generación (y superiores) admiten dos entradas de pulsos. El Bridge cuenta los pulsos en cada entrada y proporciona estos datos en los registros.

Teclas de calibración Sensor (no PAN-42)

Cada sensor Panoramic se calibra durante la fabricación y se genera una clave de calibración única para cada sensor. Esta clave se utiliza para calibrar las mediciones brutas del sensor y lograr una precisión óptima.

Al trabajar en modo Conectado a PowerRadar, las mediciones sin procesar se calibran en la nube. Sin embargo, en modo independiente, la calibración se realiza en el propio Bridge , utilizando una clave de calibración única.

La clave de calibración es una cadena alfanumérica de 15 caracteres específica del sensor (por ejemplo, ACD43-XU3V5-Z7RF3), que se debe proporcionar al asignar un sensor para su uso en modo independiente y modo dual.

Para obtener una clave de calibración para un sensor específico, utilice una de las siguientes opciones:

• Recuperación automática de la clave de calibración : si el portátil utilizado para configurar el Bridge tiene acceso a internet, se puede recuperar automáticamente una clave de calibración al definir el sensor en el Bridge . Esta es la forma más sencilla y eficiente de obtener la clave de calibración. Solo se requiere acceso a internet para el portátil utilizado para configurar el Bridge y solo durante la configuración.
• Recuperación manual de la clave de calibración : En el improbable caso de que no haya acceso a internet durante la configuración Bridge , contacte con el equipo de soporte abriendo un ticket en www.powerradar.energy/support e indique los números de serie de los sensores necesarios. Se le proporcionará un archivo con las claves de calibración correspondientes para que las introduzca manualmente en el Bridge .

Configuración Bridge para el modo autónomo

Para funcionar en modo autónomo, el Bridge debe configurarse mediante la interfaz web integrada. Esto se explica detalladamente en el Manual Bridge Gen 4+.

Conectarse a la interfaz web Bridge

La configuración inicial Bridge se realiza forzando al Bridge al modo de configuración y conectando directamente una computadora portátil con un cable Ethernet punto a punto.

El proceso completo se define en la sección ' Acceso a la interfaz web Bridge ' del Manual Bridge Gen 4+.

Establecer el modo de red

1. Vaya a la pestaña ' Configuración de red' y configure el modo de red Bridge
2. Tenga en cuenta que solo las redes Ethernet admiten el modo Modbus TCP independiente. Este modo puede funcionar con cualquier modo de red.
3. Establezca la configuración IP del Bridge . Se debe usar una IP estática (o DHCP con garantía de IP fija) en modo autónomo para que el Modbus TCP maestro pueda acceder repetidamente a este Bridge .

Figura 4: La pantalla de configuración de red

Establecer modo de conexión

1. Vaya a la pestaña ' Configuración de conexión' para establecer las preferencias de conexión Bridge .
2. De forma predeterminada, el Bridge está configurado para "Conectarse a PowerRadar".
3. Marque ' Habilitar modo Modbus independiente' para habilitar la opción de modo Modbus.
4. Marque ' Modbus TCP ' para habilitar la opción Modbus TCP, o ' Modbus RTU ' para habilitar la opción Modbus RTU.
5. Para la opción Modbus RTU, ingrese la ' Dirección base Modbus ' (1 a 247).
6. Establezca la velocidad del puerto RTU (bps) desde el menú desplegable.
7. Tenga en cuenta que es posible configurar simultáneamente los modos "PowerRadar" y " Modbus " . En este caso:
   1. El Bridge enviará datos de los sensores al servidor basado en la nube (todos los sensores recibidos).
   2. Paralelamente, pondrá a disposición los datos de los sensores para Modbus (sólo sensores asignados).

Figura 5: La pantalla de configuración de la conexión

Definir la accesibilidad de la interfaz de usuario Bridge

Para mayor seguridad, la interfaz de usuario Bridge es accesible de manera predeterminada solo durante el modo de configuración, utilizando una computadora portátil conectada por cable.

Es posible cambiar esta configuración, lo que permite acceder a la interfaz de usuario desde cualquier portátil en la misma LAN que el Bridge . Aunque es menos seguro, este modo puede ser útil durante las pruebas y la configuración de sensores cuando se realizan cambios frecuentes en la interfaz de usuario Bridge . Se recomienda encarecidamente configurar una contraseña de administrador única.

1. Vaya a la pestaña ' Configuración Bridge '
2. Elija la accesibilidad de la interfaz de usuario Bridge :
   1. Seleccione ' Solo en modo de configuración' para máxima seguridad : en este modo, la interfaz de usuario Bridge solo es accesible desde una computadora portátil con conexión Ethernet directa y solo cuando el Bridge se coloca en modo de configuración.
   2. Seleccione " Siempre" para máxima flexibilidad . En este modo, la interfaz de usuario Bridge está disponible desde cualquier dispositivo con acceso a la red Bridge . Se recomienda este modo solo durante la configuración y después de configurar una contraseña de administrador única.

Figura 6: Configuración Bridge

Asignar sensores a ranuras

Cualquier sensor que se utilice en la interfaz Modbus debe asignarse primero a una ubicación específica (ranura) dentro del Bridge . Una vez asignada, se garantiza que las lecturas de este sensor siempre estarán en una dirección de registro fija.

Las lecturas de los sensores que no fueron asignados a una ranura no se proporcionarán a través de la interfaz Modbus (pero continuarán enviándose al servidor basado en la nube si " Conectar a PowerRadar" está configurado en la página de configuración de conexión).

Figura 7: La pestaña del Sensor

Asignar un sensor a una ranura

1. Vaya a la pestaña ' Sensor ' 
2. Seleccione una ranura vacía y presione el icono "+". Para el sensor PAN42, asegúrese de que las dos ranuras siguientes también estén disponibles (el sensor PAN42 requiere 3 ranuras vacías consecutivas).
3. 

Figura 8: El menú de selección del tipo de Sensor

1. Para PAN10, PAN12 y PAN14:
   4. Seleccione Sensor .

Figura 9: Ventana emergente para agregar Sensor

b. Escriba el número de serie del sensor.
c. Escriba la clave de calibración si la tiene o haga clic en " Obtener clave de calibración" para que se recupere e inserte automáticamente (el sitio web debe ser accesible desde la computadora portátil de configuración).
d. Pulse el botón Guardar .

Figura 10: Agregar ventana emergente Sensor PAN42

a. Escriba el número de serie del sensor. El sensor está registrado en 3 ranuras (para 3 fases).
b. Pulse el botón Guardar .

El sensor ya está asignado a la ranura. Las nuevas lecturas se mostrarán en esta pantalla y estarán disponibles a través de la interfaz Modbus TCP/RTU.

Nota 1: El modo independiente admite los siguientes tipos de sensores: PAN10, PAN12, PAN14 y hasta 3 sensores PAN42.

Nota 2: La clave de calibración es un valor único, por sensor, que el Bridge utiliza para calibrar la precisión de cada lectura. Es un valor obligatorio y específico del sensor. El PAN42 no necesita calibración.

Nota 3: Al hacer clic en "Obtener clave", su navegador se comunica con la plataforma para obtener la clave de calibración. Por lo tanto, es fundamental que la computadora portátil tenga conexión a internet.

Nota 4: Si tiene problemas para recuperar la clave de calibración, comuníquese con el soporte técnico, que puede proporcionarle una lista sin conexión de claves de calibración que deben ingresarse manualmente.

Eliminar un sensor de la lista

Para eliminar un sensor de la lista, pulse el icono de la papelera al principio de la línea. Confirme la eliminación.

Puede eliminar un sensor PAN-42 presionando la Papelera en cualquiera de las 3 líneas de sensor, se eliminarán las 3 líneas.

Ver lecturas Sensor

Las lecturas Sensor están disponibles en la pestaña " Sensor ". Cada sensor asignado mostrará la última lectura recibida. Una nueva lectura anulará la anterior.

1. Vaya a la pestaña " Sensor " . Esta pestaña solo es accesible cuando está marcada la opción " Configuración de conexión" > " Habilitar modo Modbus independiente " .
2. Las ranuras asignadas mostrarán los siguientes valores para PAN10, PAN12, PAN14 y PAN42:
   1. Sensor S/N : El número de serie del sensor asignado
   2. Corriente [A] : La última medición calibrada en amperios.
   3. RSSI [ dBm ]: La intensidad de la señal recibida de la última medición.
   4. Marca de tiempo : la hora de la última medición.

Nota 1: Las lecturas actuales que se muestran aquí ya han sido calibradas individualmente por el Bridge para garantizar su precisión, utilizando la tecla de calibración.

Nota 2:
Las lecturas de corriente de PAN10 y PAN12 se pueden usar tal cual. Para PAN14, estos valores deben multiplicarse por la capacidad del TC utilizado. (La capacidad del TC se define como el cociente entre la capacidad del TC utilizado y 5; por ejemplo, para un TC de 400 A, la capacidad del TC es 400/5 = 80).

Para PAN42 la tabla mostrará los siguientes valores adicionales:

1. Voltaje [V] : La última medición en voltios RMS
2. Potencia activa [W] : La última medición en vatios
3. Potencia reactiva [VAR]: La última medición en VAR
4. Factor de potencia : El último factor de potencia medido
5. Frecuencia [Hz] : La última medición en hercios

Nota 3:
Para PAN42 , los valores de lectura de corriente, potencia activa y potencia reactiva se deben multiplicar por la tasa de TC del TC utilizado.

Nota 4 :
Para PAN42, los valores de Energía Activa Consumida y Energía Activa Exportada deben multiplicarse de la siguiente manera:

Energía [Wh] = Valor X Tasa CT X 15.625 

Figura 11: Lista de Sensor – Valores principales

Desplácese hacia la derecha para ver lecturas adicionales:

Figura 12: Lista de Sensor – Lecturas adicionales 
 

Configurar la interfaz Bridge Pulse

1. Vaya a la pestaña 'Configuración de pulso' 
2. Habilitar entrada de pulso 1, 2 o ambas
3. Los pulsos habilitados se ponen a disposición de Modbus TCP /RTU según el valor de ' Configuración de conexión' > ' Habilitar modo Modbus independiente' y se envían al servidor basado en la nube según el valor de ' Configuración de conexión' > ' Conectar a PowerRadar' .
4. Las entradas de pulsos son de tipo KY (2 terminales), pero el contador cuenta tanto el flanco ascendente como el descendente de los pulsos. Si el dispositivo conectado es de tipo KY, debe dividir el valor del contador entre 2. Si el dispositivo conectado es de tipo KYZ, conecte los terminales K e Y o los terminales K y Z. No es necesario dividir el valor del contador entre 2.

Figura 13: Pestaña de configuración de pulso 
 

Configuración de LED Bridge para modos independientes

El Bridge contiene tres indicadores LED de hardware que cambian según las operaciones Bridge .

En un " modo independiente", el LED central del Bridge (LED de estado del enlace) admite el siguiente comportamiento:

Modo Modbus TCP:

• Parpadeo lento en amarillo durante 1 segundo hasta que se establece la conexión a la red local (igual que en el modo " Conectar a PowerRadar" ). Verde fijo al finalizar.
• Verde , parpadeo más rápido de 0,4 segundos si se establece una conexión de red local pero no se detecta una conexión Modbus desde un dispositivo maestro .
• Verde fijo cuando se detecta una conexión de dispositivo maestro Modbus.

Modo Modbus RTU:

• Verde fijo cuando se detectan mensajes de solicitud de un dispositivo maestro Modbus.
• Verde , parpadeo más rápido de 0,4 segundos después de aproximadamente 45 segundos sin solicitudes de dispositivo maestro Modbus .

En un modo ' Combinado' (Servidor basado en la nube y Modbus )

Para la comunicación con la red, no hay ningún cambio en el comportamiento del LED cuando está en ' Conectar a Modos PowerRadar o Combinado . El LED verde indica la comunicación con el Maestro, como se describe arriba, en paralelo con la red.