Os presentamos uno de los proyectos realizados el año pasado por la división de instrumentación y automatización de edificios de Morgui Clima. A través de dos ingenierías diferentes hemos suministrado equipos de medición y control por la instalación HVAC del Hospital Sant Joan de Déu. 

Concretamente, se han instalado controladores de zona del modelo TRC de Produal. Estos equipos tienen hasta dos fases de control de las temperaturas de calefacción y refrigeración, control de la velocidad del ventilador, control opcional de la humedad y de los niveles de CO₂. También pueden disponer de control de la iluminación y de persianas. Estos dispositivos ofrecen un preciso control PI de ahorro de energía y una pantalla táctil de color de 3,5” con una interfaz intuitiva.

Cómo podéis ver a las fotografías anteriores, se han instalado para controlar la climatización en habitaciones, salas de espera, quirófanos, salas de enfermería y farmacia o en UCI de neonatos.

Hay que destacar que los dispositivos TRC controlan la temperatura y la humedad de todos estos espacios, incluso si cae el sistema BMS. Y, además, son unos aparatos personalizables en colores y logotipo.

Además de los controladores TRC, también suministramos unidades de ambiente y sensores.
En el primer caso, se colocaron equipos TRI, de estética muy similar a la de los TRC, para mesurar la temperatura y humedad y poder cambiar parámetros de control como, por ejemplo, el punto de consigna, la velocidad del ventilador, el modo de funcionamiento, activar o desactivar las luces y unidades de aire acondicionado. Estos transmisores de ambiente también se vinculan al sistema BMS y, en este caso concreto, permiten controlar el confort de la sala polivalente de juego.

En cuanto a los sensores, hay de varios modelos que miden la humedad, la temperatura y también la calidad del aire (CO₂ y VOC). Con su vinculación al BMS se asegura un confort en el edificio, sin problemas de frío o calor ni exceso de humedad en el ambiente. También permite poder controlar y actuar en la ventilación y renovación del aire cuando sea necesario. Algunos de estos sensores se situaron a la cafetería, salas de espera o pasillos de conexión entre edificios.

El protocolo de red Low Power, Wide Area (LPWA) conecta todo tipo de dispositivos a Internet, en una red pública o privada. Nuestra nueva y exclusiva pasarela MLB Modbus LoRaWAN, es una forma flexible de conectar cualquier dispositivo Modbus RTU de Produal, o de terceros, a LoRaWAN.  

Con la pasarela MLB, se pueden convertir mensajes Modbus RTU a comunicaciónes inalámbricas LoRaWAN, y leer y escribir registros, para transmitir mensajes como cargas de bajo peso a largas distancias. La puesta en marcha se realiza cómodamente con la aplicación móvil Produal MyTool®, donde encontrará archivos de descripción, listos para usar, de los dispositivos Produal Modbus más comunes. También es sencilla la creación de archivos de definición para cualquier otro dispositivo Modbus.

La pasarela MLB Modbus LoRaWAN está disponible con antena interna o externa. La configuración es rápida y sencilla utilizando la aplicación Mytool de Produal para sistemas Android, que permite utilizar varios perfiles de dispositivos ya preparados y archivos de descripción en la configuración.

La pasarela MLB actúa como un dispositivo maestro Modbus y puede leer y escribir 32 registros Modbus, libremente configurados, a través del bus Modbus RTU, permitiendo comunicación en dos direcciones. Basado en la banda de frecuencia de 868 MHz, la pasarela MLB es adecuada para los mercados europeos.

Como complemento, la selección de transmisores inalámbricos ERS LoRaWAN, con funcionamiento a baterías, cubre totalmente sus diferentes necesidades de medición para temperatura, humedad, CO₂, luz y sonido, además de detección de ocupación, en su red LoRaWAN.

Los problemas de comunicación RS-485 son comunes en los proyectos de automatización de edificios debido a que muchas cosas pueden salir mal durante la instalación. Este artículo le enseña lo esencial sobre la instalación de una red RS-485 para evitar problemas de comunicación. Los protocolos Modbus RTU y BACnet MSTP se implementan a través de la capa física RS-485. Por lo tanto, los siguientes consejos se aplican a ambos protocolos de bus y a su cableado.

Modbus es un protocolo maestro-esclavo 

Cuando se instala una red RS-485, es fundamental entender que Modbus RTU sobre RS-485 es un protocolo maestro-esclavo. Los dispositivos esclavos no pueden iniciar la comunicación; solo pueden responder a las peticiones del maestro. Por lo tanto, todos los esclavos deben estar conectados al dispositivo maestro de la instalación. Tenga en cuenta que siempre hay un solo maestro en una red RS-485, pero puede haber hasta 247 esclavos en función de la carga de la unidad.

La carga de la unidad especifica el número permitido de dispositivos

Todos los esclavos Modbus cargan el segmento, y la carga afecta al número de unidades que se pueden conectar con seguridad a un segmento. Esta carga se denomina carga unitaria (UL). Si una red está sobrecargada, el transceptor tendrá dificultades para enviar los niveles de tensión necesarios y podría, incluso, romperse.

Un segmento puede manejar hasta 32 UL. Los transceptores anteriores solían tener 1 UL, mientras que los modernos tienen capacidades de carga aún menores, como 1/10 UL o 1/4 UL. Por ejemplo, los controladores Modbus Produal Proxima® CU-LH y HLS 44-SE utilizan transceptores 1/10 UL. En teoría, se puede construir una red RS-485 hasta un segmento completo de 247 dispositivos. Sin embargo, no es fácil de conseguir debido al cable utilizado, su longitud y la calidad general del trabajo de instalación. No obstante, con unas buenas prácticas de instalación y un cable adecuado, se pueden conseguir con seguridad segmentos de 60-90 unidades.

Elija los cables adecuados y compruebe las conexiones

La red RS-485 suele denominarse sistema de dos hilos. Sin embargo, según el estándar Modbus, la mejor práctica, para tener un equilibrio, es incluir una toma de tierra entre todos los dispositivos de un segmento. Por ello, se recomienda utilizar siempre al menos tres hilos para la transmisión de datos (2 x 2 pares trenzados).

Utilice A+ y B- con un par y G0 con uno de los hilos del segundo par. Un buen G0 sólido para cada unidad estabiliza el potencial de tierra y evita el riesgo de posibles problemas de tierra. Asegúrese de no mezclar las conexiones de los terminales A+ y B-; deben ser las mismas en cada dispositivo esclavo.

Cuando elija un cable, recuerde que la longitud máxima de un segmento es de 1200 m. entre 9600 baudios y 38400 baudios. Por ejemplo, Belden 9842 es una opción sólida.

Evite a toda costa los ramales largos

Otra cuestión crítica que ayuda a evitar problemas de comunicación en las redes RS-485 es evitar a toda costa los ramales largos y utilizar siempre un tipo de conexión encadenada. Por "ramales" nos referimos a conexiones cortas y largas con un cable RS-485 desde el dispositivo hasta el cable de red principal.

Los ramales largos pueden interferir en las comunicaciones, y el maestro y los esclavos podrían tener problemas para detectar los niveles de señal. Por lo tanto, siempre se recomienda utilizar conexión encadenada cuando sea posible. Por ejemplo, vea la imagen que ilustra las diferencias en los niveles de señal (extraído de "Tutorial 763 / Guidelines for Proper Wiring of an RS-485 (TIA/EIA-485-A) Network" con la aprobación de Analog Devices Inc.)

Mantenga la terminación equilibrada en ambos extremos

Una terminación correcta desempeña un papel fundamental para garantizar una señal clara. La terminación en un segmento RS-485 se consigue cuando se conectan dos resistencias de 120 ohmios a la primera y última unidad del segmento. La terminación se añade para dar a la red la misma impedancia en el cable y reducir las reflexiones de la señal.

Si los niveles de ohmios de la terminación son diferentes en cada extremo, las señales podrían ser poco claras y estar llenas de señales de reflejo. El reflejo de la señal, a su vez, pueden interferir en la comunicación de la red y provocar errores. Por lo tanto, es fundamental asegurarse de tener siempre los niveles de terminación en la primera y última unidad del segmento.

Finalizar la instalación con el apantallamiento correcto

El apantallamiento no siempre es necesario, pero se recomienda si hay dispositivos eléctricos ruidosos cercanos, como los convertidores de frecuencia. Si se utiliza un apantallado, hay que tener cuidado de conectarlo correctamente; el apantallamiento nunca debe conectarse directamente a las tomas de tierra de todos los dispositivos. En cambio, la toma de tierra del apantallado solo debe conectarse en un extremo, preferiblemente en la pasarela Modbus. Vea el siguiente dibujo de ejemplo del apantallamiento adecuado.

Y si se encuentra con problemas en su red RS-485, a continuación os dejamos una serie de consejos para tratar de solucionarlos: 

En primer lugar, inspeccione los parámetros de comunicación

La forma más fácil de solucionar los errores en las redes RS-485 es comprobar el estado general del producto, como los parámetros de comunicación. Todos los dispositivos Modbus conectados deben tener los mismos parámetros de comunicación para garantizar la funcionalidad de la red. Por lo tanto, asegúrese de que los parámetros de comunicación coinciden con cada dispositivo de la red y que el maestro tiene los mismos parámetros de comunicación que los esclavos.

Además, busque ID de esclavos Modbus duplicados: todos los dispositivos de la red deben tener un ID de esclavo único entre 1 y 247. Si los esclavos tienen identificaciones idénticas, y tratan de comunicarse simultáneamente, podrían dañar el transceptor.

A continuación, examine la alimentación de cada unidad de la red para que no haya sobrecarga en el transformador. El nivel de voltaje debe ser de alrededor de 27 Vac, pero incluso 22 Vac es seguro. Si cae por debajo de los valores recomendados, las comunicaciones en la red podrían verse afectadas.

Compruebe dos veces el cableado y las conexiones

Asegúrese de que los cables de comunicación A+ y B- son los mismos en toda la red. Si se cruza un par, es probable que la comunicación se detenga ahí, haciendo que todos los dispositivos detrás del cruce no respondan.

Compruebe que el apantallado no se ha utilizado como conexión a tierra (en una cadena), ya que podría debilitar las señales en todo el segmento. Si utiliza una terminación de 120 ohmios, compruebe que solo se utiliza en la primera y la última unidad del segmento para evitar la sobrecarga.

Además, la ausencia de una conexión a tierra puede provocar fallos en la misma. Por lo tanto, utilice siempre un tercer cable para conectar la tierra entre cada esclavo Modbus y la pasarela.

Buenas prácticas para comprobar la red en busca de errores de comunicación

La comunicación con cada dispositivo esclavo Modbus de la red puede examinarse con un ordenador portátil, un USB, un convertidor RS-485 y un programa Modbus (como Modbus Poll). Lea a continuación nuestras buenas prácticas sobre cómo utilizarlas eficazmente.

5 pasos para encontrar y solucionar errores de comunicación en una red RS-485:

1. Desconecte la pasarela Modbus y conecte los cables al adaptador RS-485 para obtener el control total de la red. 
2. Examine cada ID de esclavo Modbus con un registro Modbus válido. Si el software Modbus no tiene respuesta, indica un error de comunicación con la unidad esclava, si hay un problema con el dispositivo, o la instalación.
3. Desconecte los esclavos Modbus individualmente para identificar la ubicación exacta del problema. A continuación, examine los dispositivos disponibles y comprueba dónde falla la conexión. Sugerencia: Para aligerar la carga de trabajo, divida la red por la mitad al escanear los errores. 
4. Anule temporalmente una unidad defectuosa y compruebe los dispositivos que hay detrás para asegurarse de que siguen funcionando correctamente.
5. Sustituya una unidad que no funcione por otra similar que sí lo haga.

Nota: Asegúrese de que todas las conexiones están hechas correctamente antes de sustituir una unidad defectuosa. La nueva unidad puede dañarse si hay un error de instalación subyacente.

¿Sigue teniendo problemas? Póngase en contacto con nuestros expertos para obtener ayuda.

La ventilación y la calidad del aire interior ocupan puntos relevantes en el orden del día de las constructoras e ingenierías. Ambos conceptos son ahora de vital importancia y han dejado de tener papeles secundarios en los nuevos proyectos, así como en instalaciones ya existentes.

La contaminación, pero sobre todo la pandemia, han despertado la preocupación por el aire que respiramos y sus efectos directos a nuestra salud. Además, tenemos que tener en cuenta que los hábitos de la gran mayoría de la población, que vive en grandes ciudades, se traducen en pasar mucho tiempo en espacios cerrados compartidos con más personas. Por este motivo, el control de la calidad del aire interior es ahora un factor esencial.

Calidad del aire

Para conseguir ambientes seguros es indispensable que exista una renovación del aire, es decir, una impulsión de aire exterior y una extracción del aire viciado. Por consiguiente, es determinante disponer de un sistema automatizado que controle los equipos de ventilación para garantizar una calidad del aire según las normativas vigentes. 

Al hablar del aire interior, Salud Pública de la UE enumera ocho factores que determinan la calidad del aire: la temperatura, la humedad, la ventilación, las partículas en suspensión, los microbios, los productos químicos, el radón, así como los animales domésticos y las plagas. La OMS ha concluido que las partículas PM son uno de los contaminantes más peligrosos para la calidad del aire.

Las directrices de la OMS sobre las PM 2,5:

●      El límite máximo anual no debe superar los 5 μg/m3 (anteriormente 10 μg/m3).

●      El límite diario de PM 2,5 no debe superar los 15 μg/m3 (anteriormente 25 μg/m3).

Conseguir y mantener estos niveles tanto en el exterior como en el interior es crucial. Aunque la calidad del aire exterior sea mala, podemos controlar los factores nocivos de la calidad del aire en el interior con una medición frecuente y una filtración adecuada.

Control y automatización

El control y la automatización de la calidad del aire es básico para poder actuar debidamente en la calidad del aire en espacios interiores. Además, permite hacer un uso eficiente de las instalaciones. El RITE dispone 6 tipologías posibles de control de la calidad del aire. La opción más completa y sofisticada es la IDA-C6, que consiste en el control mediante sensores que miden parámetros de calidad del aire interior (CO₂ o VOC). Esta elección se emplea para locales de ocupación variable, como teatros, cines, salones de actos, aulas, recintos para el deporte y similares.

Con la marca finlandesa Produal, hemos introducido en España un nuevo transmisor de calidad del aire multiparámetro llamado SIRO.

Estos nuevos equipos incorporan la medición de temperatura y humedad + PM1/PM2.5/PM10 o la combinación con CO₂ y VOC.

Funcionan con la recomendada tecnología de infrarrojos NDIR y su protocolo de comunicación es Modbus.

Actualmente, ya se han instalado exitosamente en decenas de grandes establecimientos del sector retail en nuestro país.

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Además, la instalación de estos equipos es muy útil para obtener las certificaciones tipo LEED®, BREEAM®, RESET®, WELL®, DGNB® o VERDE®. Estos son algunos estándares de certificación de edificios ecológicos más conocidos que también hacen referencia a la calidad del aire. En particular, WELL, el primer sistema que se centra exclusivamente en la salud y el bienestar de los ocupantes de los edificios, se refiere en detalle, por ejemplo, a la concentración de CO₂, CO, TVOC y partículas finas PM. RESET es también un estándar interesante para la certificación de edificios comerciales, y su papel e importancia aumentaron durante el COVID-19. Este subraya la importancia de la calidad del aire interior al controlar, medir y presentar continuamente los datos a los usuarios del edificio, especialmente sobre las concentraciones de PM 2,5, TVOC, CO₂, y CO, así como el estado de la temperatura y la humedad. En concreto, exige que los sensores y transmisores cubran el 80 % de los espacios habitualmente ocupados del edificio.

En la mayoría de los casos, estos certificados también hacen hincapié en la eficiencia energética de los edificios y su capacidad de reducir el consumo energético. Con la automatización de control, se consigue un gran ahorro energético, activando la ventilación solamente cuando es necesario y de la manera más eficiente. Además, el retorno de la inversión queda más que asegurado con la futura economización de costes en energía y mantenimiento.

La medición continua es la clave para un aire saludable

Cumpliendo la normativa de las autoridades, basada en las directrices del Parlamento Europeo y de la OMS, y teniendo en cuenta las recomendaciones de los estándares de certificación, podemos garantizar que el aire que respiramos es saludable. La forma más fiable de conocer la calidad de nuestro aire interior es medir los principales factores que la afectan.

Desde Morgui Clima ayudamos a conocer la calidad del aire interior ofreciendo una amplia gama de sensores y transmisores que miden con precisión los parámetros más cruciales, CO₂, TVOC y PM 2,5. Mediante la medición, se pueden tomar medidas decisivas e inmediatas para garantizar la seguridad del aire interior ahora y en el futuro.