Manual de SENTRON PAC 4200
1. Introducción
1.1. Volumen de suministro
El paquete incluye: 1 multímetro PAC4200, 1 pila, 2 soportes para empotrarlo en el panel del tablero y 1 instructivo de PAC4200.
Accesorios disponibles:
● Software powerconfig: (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/63452759)
● Software powermanager: (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/64850998)
1.2. Información Actual
Información de actualidad : Encontrará más asistencia en Internet: (http://www.siemens.de/lowvoltage/technicalassistance).
Información sobre software externo:
Este producto, solución o servicio ("producto") contiene los siguientes componentes de software externo. Se trata de software Open Source bajo licencia reconocida por la iniciativa Open Source (https://opensource.org/) o considerada equiparable por Siemens ("OSS") o software comercial o freeware.
Usted estará autorizado a editar el producto conectado para sus propios fines y, en particular, para vincularlo con un módulo licenciado con una versión modificada del LGPL y efectuar ingeniería inversa a dicho producto conectado, si bien únicamente para corregir fallas de sus ediciones. El derecho de edición no incluye el de distribución. Deberá tratar confidencialmente toda información obtenida por ingeniería inversa del producto conectado.
Garantía sobre el uso del software Open Source:
Si modifica el producto o los componentes de OSS o los usa de modo distinto al especificado por SIEMENS, expira la garantía y no ha lugar a asistencia técnica. Para mayor claridad se hace mención de que SIEMENS no traspasa obligaciones de garantía por ni para licenciantes externos.
1.3. Información de seguridad
Para proteger las instalaciones, los sistemas, las máquinas y las redes de amenazas cibernéticas, es necesario implementar (y mantener continuamente) un concepto de seguridad industrial integral que sea conforme a la tecnología más avanzada. Los productos y las soluciones de Siemens constituyen únicamente una parte de este concepto. Los productos y las soluciones de Siemens están sometidos a un desarrollo constante con el fin de mejorar todavía más su seguridad. Siemens recomienda expresamente realizar actualizaciones de producto en cuanto estén disponibles y utilizar únicamente las últimas versiones de los productos. El uso de versiones anteriores o que ya no se soportan puede aumentar el riesgo de amenazas cibernéticas.
Nota: El dispositivo dispone de varios mecanismos de protección activables. Para reducir el riesgo de manipulación del dispositivo, se recomienda activar los mecanismos de protección disponibles en el dispositivo.
Símbolos de seguridad que se verán en el dispositivo:
2. Descripción
2.1. Características
SENTRON PAC4200 es un multímetro (analizador de red) que permite medir las
magnitudes eléctricas básicas en una distribución de energía eléctrica en baja tensión. El
dispositivo puede realizar mediciones monofásicas, bifásicas y trifásicas, y puede utilizarse
en redes TN, TT e IT de dos, tres o cuatro conductores.
Gracias a su amplio rango de tensiones de medición, SENTRON PAC4200 con fuente de
alimentación de amplio rango de entrada puede conectarse a cualquier red de baja tensión
con una tensión nominal de red de hasta 690 V (máx. 600 V para UL). Para la versión con
fuente de alimentación de muy baja tensión está permitida la conexión directa a redes de
hasta 500 V. Pueden medirse tensiones superiores si se usan transformadores de tensión.
Para la medición de corriente se pueden utilizar transformadores de corriente x/1 A y x/5 A. En la gran pantalla gráfica se pueden leer todos los valores medidos y configurar el dispositivo
Para la comunicación se puede utilizar la interfaz Ethernet integrada o la interfaz de un
módulo de ampliación opcional. Las funciones del dispositivo pueden ampliarse por medio de
módulos de ampliación opcionales. SENTRON PAC4200 dispone de dos interfaces en las
que solo pueden conectarse simultáneamente hasta dos módulos de ampliación externos.
Medición:
● Medición de todas las magnitudes eléctricas relevantes de un sistema de corriente
alterna.
● Determinación del valor eficaz real de tensión y corriente hasta el 63.º armónico.
● Medición en 4 cuadrantes (importación y exportación).
● Promediado de todos los valores medidos directamente en el dispositivo en dos niveles
libremente configurables e independientes entre sí (agregación).
● Muestreo sin lagunas (en inglés: zero blind measurement).
● Alta precisión de medida: p. ej., clase de precisión 0,2 según IEC 61557-12 para la
energía activa. Esto es, una precisión del 0,2 % respecto a la medida en condiciones de
referencia.
● Detección de caídas de tensión, sobretensión y cortes de tensión con umbrales definidos
por el usuario.
● Medición de la corriente diferencial y por conductor PE a través de un transformador
sumador de corriente1).
● Medición de magnitudes físicas (p. ej., temperatura, presión, humedad) con transmisores
externos de 0/4 mA a 20 mA1).
Contadores y valores medios de potencia:
● Un total de 10 contadores de energía miden la energía reactiva, aparente y activa,
discriminando por tarifa baja y alta, importada y exportada.
● 2 contadores universales configurables para el conteo de:
– Violaciones de límite
– Cambios de estado en la entrada digital
– Cambios de estado en la salida digital
– Impulsos de un generador de impulsos conectado
● Contador de horas de funcionamiento para el monitoreo del tiempo de servicio de un
consumidor conectado. Solo cuenta con conteo de energía por encima de un umbral
ajustable.
● Un contador de energía aparente, un contador de energía activa y un contador de
energía reactiva que miden y muestran en pantalla la energía total importada con
independencia de la tarifa activa. Es
posible poner en marcha y parar los contadores de energía de proceso a través de una
de las entradas digitales existentes.
● Contador de horas de funcionamiento para medir la duración de un proceso de
fabricación. Este contador de horas de funcionamiento se pone en marcha y se detiene
con las órdenes de arranque y parada de la entrada digital que controla el contador de
energía de proceso.
Los textos visualizados se pueden parametrizar libremente a través del software de
configuración SENTRON powerconfig.
Funciones de monitoreo:
SENTRON PAC4200 monitorea hasta 12 límites, así como un límite que puede obtenerse
mediante una operación lógica de los 12 límites en cuestión.
Visualización de eventos:
● Visualización de los eventos en una lista de eventos
● Notificación de los eventos en la pantalla
● Clasificación de avisos del modo siguiente: Información, Advertencia y Alarma
Visualización y manejo:
● Pantalla LCD
● Cuatro teclas de manejo con asignación de funciones variable
● SENTRON powerconfig
● SENTRON powermanager
● Servidor web (HTTP)
Interfaces:
● Ethernet
● 2 entradas digitales multifuncionales integradas
● 2 salidas digitales multifuncionales integradas
● RS485 (si se utiliza un módulo de ampliación SENTRON PAC RS485)
● PROFIBUS (si se utiliza un módulo de ampliación SENTRON PAC PROFIBUS DP)
● Opcionalmente, hasta 8 entradas digitales conectables
● Opcionalmente, hasta 4 salidas digitales conectables
● 2 slots para el uso de módulos de ampliación opcionales
Gateway
● Modbus Gateway para integrar esclavos Modbus RTU en una red Ethernet (Ethernet
Modbus TCP ⇔ RS485 Modbus RTU).
● Gateway serie para conectar dispositivos RS485 compatibles con Modbus RTU y
protocolos similares.
Memoria:
● Los parámetros de dispositivo ajustados se guardan de forma permanente en la memoria
del dispositivo.
● Reloj interno del dispositivo (respaldado por pila).
● Memorización de curvas de carga (respaldada por pila).
● Memorización de eventos (respaldada por pila)
Tarifas
● Control del cambio de tarifa:
El cambio de tarifa (tarifa baja/alta) se puede controlar a través de la entrada digital o las
interfaces de comunicación.
Una conmutación en función de la hora únicamente puede realizarse mediante un
sistema de rango superior.
● Cambio de tarifa tras la sincronización
Si se sincronizan las medias a través de una de las interfaces de comunicación o de la
entrada digital, el cambio de tarifa solo es efectivo una vez concluido el periodo. Sin la
sincronización, el cambio de tarifa es efectivo inmediatamente.
Seguridad:
● Protección por clave
● Protección contra escritura en hardware
● Control de acceso a dispositivos (filtro IP)
● Puerto Modbus TCP configurable
● Protocolo DHCP incluido.
● Protocolo SNTP incluido.
● Modificar parámetros en el dispositivo.
● Resetear máximos.
● Resetear mínimos.
● Resetear contadores.
● Restablecer dispositivo.
● Restablecer ajustes de fábrica del dispositivo.
● Restablecer clave.
● Actualizar firmware del dispositivo.
2.2. Características:
Medición de corriente:
Corriente de medición de 1 A o 5 A para la conexión de transformadores de corriente.
Cada entrada de medición de corriente puede soportar permanentemente 10 A.
Medición de tensión:
Medición directa en red o a través de un transformador de tensión. Tensión de medición hasta 400 V/690 V (máx. 347 V/600 V para UL) en dispositivos con fuente de alimentación de amplio rango de entrada. Tensión de medición hasta 289 V/500 V en equipos con fuente de alimentación de muy
baja tensión.
Tipos de conexión:
Hay 5 tipos de conexiones previstas para la conexión a redes de dos, tres o cuatro
conductores con carga balanceada (simétrica) o desbalanceada (asimétrica).
2.3. Magnitudes medidas:
El alcance de las magnitudes que pueden representarse está predeterminado por el tipo de
conexión del dispositivo. La disponibilidad de las magnitudes depende del tipo de lectura.
2.3.1. Medias móviles
La media móvil es la media aritmética que se obtiene de los valores medidos que se generan en un periodo de promedio configurable. "Móvil" significa que el intervalo para calcular la media se desplaza en el tiempo de forma continua.
SENTRON PAC4200 proporciona las medias móviles de numerosas magnitudes
● Por fase o como total de todas las fases.
● Con máximo, mínimo y etiqueta de fecha/hora del valor mín./máx.
Las medias móviles se muestran en la pantalla y pueden consultarse a través de las interfaces de comunicación.
El periodo de la media puede ajustarse en la pantalla o a través de la interfaz de comunicación.
Pueden ajustarse: 3, 5, 10, 30, 60, 300, 600 o 900 segundos
2.3.2. Promediado de los valores medidos (agregación)
Con un registro adecuado de valores medidos en el tiempo, el consumidor puede optimizar su sistema de forma específica.
Los valores se sincronizan y actualizan en intervalos parametrizables:
● Media 1 de valores medidos (File 1) está ajustado a 10 segundos como periodo
predeterminado.
● Media 2 de valores medidos (File 2) está ajustado a 15 segundos como periodo
predeterminado.
● Media de armónicos (File 3)
2.3.3. Otras características de la representación de magnitudes medidas
Límite inferior de medición de corriente:
El límite inferior de medición de corriente se puede ajustar a través de la interfaz en un rango entre el 0 % y 10 % de la intensidad asignada primaria del transformador de corriente externo en pasos de 1 % (valor predeterminado 0,0 %).
2.4. Curva de carga:
La curva de carga registra la evolución en el tiempo de la potencia eléctrica y documenta la distribución de oscilaciones y picos de potencia. SENTRON PAC4200 puede determinar la curva de carga con el método "Fixed Block" o el método "Rolling Block". En ambos métodos, la curva de carga se guarda en el dispositivo y se pone a disposición en las interfaces de comunicación.
Configuración de la determinación de la curva de carga
Los siguientes parámetros controlan el registro:
● Duración del periodo de medida o del subperiodo
● Número de subperiodos por periodo de medida. El número define el método para
determinar la curva de carga: "Fixed Block" o "Rolling Block"
● Tipo de sincronización
El software de configuración permite ajustar adicionalmente lo siguiente:
● Tipo de potencia reactiva Qtot, Q1 o Qn
Las opciones Q1 y Qtot ajustables con powerconfig se corresponden con las potencias reactivas representadas en el tetraedro de potencias:
Q1 = potencia reactiva de desplazamiento en la fundamental U1
Qtot = potencia reactiva total
Qn no puede representarse gráficamente y se explica del modo siguiente:
Qn = potencia reactiva de desplazamiento en la fundamental U1 + armónicos Uv
Debido al factor fundamental de la tensión, que en la práctica tiende a ser alto, se obtiene:
Qn ≈ Q1
Relaciones matemáticas:
Modificación de la configuración durante el servicio:
El dispositivo finaliza el registro en curso y borra totalmente los datos de la memoria de curvas de carga. La nueva configuración no tiene ningún efecto en los contadores del dispositivo. El dispositivo no se resetea
Métodos de determinación de la curva de carga:
SENTRON PAC4200 admite los siguientes métodos para la determinación de la curva de
carga:
● Fixed Block
● Rolling Block
Está preajustado el método "Fixed Block" con una duración del periodo de medida de
15 minutos.
Método "Fixed Block"
Los datos de la curva de carga se calculan y se guardan al final de cada periodo de medida.
Método "Rolling Block"
El método "Rolling Block" divide el periodo de medida en subperiodos. Los datos de la curva
de carga se calculan y se guardan al final de cada periodo de medida y de cada subperiodo.
Parametrización de los métodos "Fixed Block" y "Rolling Block"
SENTRON PAC4200 trata el método "Fixed Block" como caso especial del método "Rolling Block". El criterio de diferenciación determinante es el número de subperiodos.
Número de subperiodos:
El periodo de medida puede dividirse en 5 subperiodos como máximo.
● El número "1" define el procedimiento "Fixed Block". En este caso, la duración del
subperiodo es idéntica a la duración del periodo de medida.
● Los números "2" a "5" definen el procedimiento "Rolling Block".
Duración del subperiodo:
La duración del subperiodo es una parte entera de una hora completa. El dispositivo permite
las siguientes duraciones en minutos:
1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60 min
Duración del periodo de medida:
La duración del periodo de medida no puede configurarse directamente. Se define como el producto de la duración del subperiodo y del número de subperiodos.
Duraciónperiodo medida = n • Duraciónsubperiodo; n = Número de subperiodos
Cálculo de la media de potencia y del valor de potencia acumulado
Media aritmética de potencia:
Cálculo aritmético de la media de potencia con respecto a la duración real del periodo de
medida. Con potencia constante, la media aritmética de potencia permanece constante en el
periodo momentáneo.
Valor de potencia acumulado:
Cálculo acumulativo de los valores de potencia con respecto a la duración configurada del
subperiodo. Con potencia constante, el valor de potencia acumulado aumenta de forma
lineal en el periodo momentáneo.
A partir del valor de potencia acumulado puede calcularse la energía del siguiente modo:
Energía = (potencia acumulada) • (duración del periodo configurado)
2.4.1. Datos históricos de la curva de carga
Los valores se registran por periodo de medida o por subperiodo:
● Método "Fixed Block"
Todos los valores se registran por periodo de medida.
● Método "Rolling Block"
Las medias aritméticas de potencia se registran por periodo de medida.
Los valores de potencia acumulados y los valores mín./máx. se registran por subperiodo.
Acceso a la memoria de curvas de carga
Acceso a la memoria de curvas de carga
● La memoria de curvas de carga puede leerse completamente.
● Puede leerse una cantidad de periodos determinable a partir de un número de periodo
determinable.
● La memoria de curvas de carga puede borrase completamente.
Sistema de almacenamiento de la memoria de curvas de carga:
Sistema de almacenamiento de la memoria de curvas de carga:
La memoria de SENTRON PAC4200 está diseñada como búfer circular. Si se sobrepasa la
memoria máxima disponible, los datos nuevos sobrescriben los datos más antiguos.
Capacidad de almacenamiento de la memoria de curvas de carga:
El volumen de datos generado del registro de curvas de carga depende de la duración del
periodo.
Con la siguiente configuración, SENTRON PAC4200 puede registrar los datos de la curva
de carga durante 40 días:
● "Fixed Block":
Duración del periodo de medida: 15 minutos
● "Rolling Block":
Duración del subperiodo: 15 minutos
Esto equivale al registro de 3840 periodos como máximo.
Este cálculo es válido en el caso ideal de que la duración real del periodo se corresponda
con la duración configurada en todos los periodos a lo largo de todo el tiempo que dura el
registro de la curva de carga. Las diferencias entre la duración real y la duración configurada
de los periodos incrementan adicionalmente los volúmenes de datos.
2.4.2. Datos actuales de la curva de carga en las interfaces de comunicación
Datos actuales de la curva de carga
SENTRON PAC4200 proporciona en las interfaces de comunicación los datos de la curva
de carga del periodo transcurrido y del periodo momentáneo.
● El periodo transcurrido es el último periodo concluido.
● El periodo momentáneo es el periodo en curso que todavía no ha concluido.
En el apéndice encontrará información sobre cómo tener acceso a los datos vía Modbus.
2.4.3. Sincronización de la curva de carga
El dispositivo espera el impulso de sincronización al inicio del periodo.
La sincronización puede iniciarse de varias formas:
● Con un impulso de sincronización en la entrada digital
● Con un comando de sincronización a través de la comunicación
● Con el reloj interno del dispositivo
2.4.4. Información adicional sobre las curvas de carga
SENTRON PAC4200 capta la siguiente información adicional para cada periodo:
● "Postsincronizado": El dispositivo ha provocado la finalización prematura del periodo a causa de una
irregularidad de la sincronización. Mientras dure la indeterminación de la hora
permanece activo este identificador. La hora puede estar indeterminada porque no ha
podido ser respaldada por la pila, p. ej porque está agotada.
● "Falla en alimentación":
El dispositivo ha provocado la finalización prematura del periodo a causa de una falla de
la alimentación.
● "Incierto": Los datos de la curva de carga no son seguros.
– La corriente o la tensión de medición se encuentra fuera del rango especificado.
– El tipo de potencia reactiva ha sido modificado.
La información adicional se guarda con los otros datos de la curva de carga y puede
consultarse a través de las interfaces de comunicación.
2.5. Tarifas:
SENTRON PAC4200 admite 2 tarifas para los contadores de energía integrados (tarifa alta y baja). El cambio de tarifa baja/alta puede solicitarse a través de una entrada digital o por medio de las interfaces de comunicación. Una conmutación en función de la hora únicamente puede realizarse mediante un sistema de rango superior.
El periodo momentáneo mantiene la última tarifa hasta la conclusión del periodo. La nueva tarifa es efectiva a partir del momento en que se inicia el periodo siguiente. Los contadores de energía de SENTRON PAC4200 cambian a la otra tarifa tras concluir el periodo de medida en curso.
Sin la sincronización, el cambio de tarifa es efectivo inmediatamente.
2.6. Características técnicas relativas a la calidad de la alimentación:
SENTRON PAC4200 proporciona las siguientes magnitudes medidas para evaluar la calidad de la red:
1. Armónicos hasta el 64.º armónico
2. THD en tensión y corriente
3. Desfase φ
4. Coseno del desfase φ
5. Ángulo de fase U
6. Desbalance de tensión y desbalance de corriente
7. Caídas de tensión, sobretensiones e interrupciones de tensión
