Qué máquina te cuesta dinero — y lo cerca que está el taller de su límite

Un pequeño taller con alimentación trifásica: un conjunto de máquinas herramienta, un compresor de aire, una oficina, la iluminación y la ventilación. El trabajo se realiza de lunes a viernes, de ocho a seis. Aquí las preguntas no son tanto el precio por kWh como el suministro: cuánto se acerca el taller a lo que permite la conexión, qué circuito trabaja más y qué sigue consumiendo energía cuando todos se han ido a casa.

Esta guía construye ese taller sobre un hub RBgrid real. Un STD-U3I3 de rbAmp, un medidor de energía de precisión, mide la entrada trifásica, fase por fase. Tres módulos Basic, uno por fase, miden cinco circuitos. La app muestra todo en la vista Business: la entrada frente a su límite, las fases, cada línea frente a su potencia nominal y un diagrama unifilar. Es el mismo taller que el sitio Workshop de la demo en vivo, así que puede ver el resultado terminado antes de construir nada. Las capturas de esta guía proceden de la demo y muestran datos de demostración.

Lo que tendrá al final

• La potencia de la entrada frente a su límite de entrada, con la reserva que queda.
• Cada fase de la entrada, medida: potencia, corriente, tensión y la carga frente al magnetotérmico.
• Cada circuito frente a su propia potencia nominal, con las líneas que la superan marcadas.
• Un diagrama unifilar de la instalación, con sus grupos como cuadros de distribución.
• Historial de cada circuito, guardado en el hub, en energía, potencia o dinero: por hora durante 60 días, por día durante unos 13 meses y por mes durante 3 años. Puede descargar cualquiera de ellos como CSV.
• Notas de la app, entre ellas la carga base nocturna.

¿Ya monitoriza con Home Assistant? El hub también puede enviar la potencia y la energía de cada punto a Home Assistant por MQTT; su configuración actual puede seguir igual. Las lecturas por fase de la entrada trifásica, los grupos y el dinero se quedan en la app de RBgrid, con la entrada frente a su límite, las potencias nominales de las líneas, las vistas de historial y las notas. → Un medidor de energía para Home Assistant

Lo que necesita

El STD-U3I3 es un medidor de energía de precisión: en la entrada ofrece una medición exacta de todo el taller, fase por fase. Se presenta en kit de 60 A o de 100 A; para un magnetotérmico principal de 63 A, el kit de 60 A lee correctamente hasta unos 75 A (medido por rbAmp); para más margen, elija el kit de 100 A. Sus sensores están emparejados con el módulo y no son sustituibles, así que no hay pinza que comprar para la entrada ni sensor de corriente que elegir en la app.

Un módulo Basic por fase. Un módulo Basic calcula la potencia de cada canal a partir de su única entrada de tensión. Una pinza en un circuito de otra fase mediría mal. Por eso la entrada de tensión de cada módulo Basic va en una fase, y sus pinzas solo van en circuitos de esa fase:

En L1 también funciona un Basic UI3, y deja sitio para más circuitos de L1.

Las máquinas herramienta y los compresores suelen ser trifásicos. Mida una máquina así como la bomba de calor de la casa trifásica: una pinza por conductor, un punto por fase, agrupados.

Elija cada pinza de circuito como la potencia nominal más baja igual o superior al magnetotérmico del circuito (vea Elegir el tamaño de las pinzas).

La demo del taller tiene la misma disposición: el STD-U3I3 en la entrada, el Basic UI1 en L1 y un Basic UI3 en L2 y en L3, con los mismos circuitos en los mismos canales. Lleva una SCT-013-050 en las máquinas herramienta y una SCT-013-030 en cada otro canal Basic; elija las suyas según el magnetotérmico, como se ha indicado. ¿No sabe qué pinza tiene? Vea ¿Qué SCT-013 tiene?

El dibujo muestra dónde van las piezas de RBgrid en el cuadro: los sensores propios del medidor en los tres conductores de entrada, una pinza en cada circuito, los cuatro módulos y el hub en el carril. Los colores de fase indican a qué módulo Basic pertenece cada pinza. Qué dispositivos de protección necesita su cuadro y cómo se disponen es cosa de su electricista.

Seguridad. Para cualquier trabajo dentro de un cuadro eléctrico, llame a un electricista cualificado.

Pince solo un conductor (L) por circuito, nunca el cable entero: las corrientes en L y N se anulan entre sí.

Una carga trifásica lleva una pinza en cada uno de sus conductores L1, L2 y L3, cada una en el módulo Basic de esa fase; ninguna en N.

1. Cablear, grabar el firmware y conectar

1. Cablee los módulos: el STD-U3I3, el Basic UI1 y los dos Basic UI3, sus entradas de tensión y sensores.
   • El STD-U3I3: sus entradas de tensión se cablean como las de un módulo Basic: cable AWG26–22, un fusible de hasta 0.1 A en cada línea L, y necesita el neutro (terminales N, L1, L2, L3). Sus tres sensores van en los tres conductores de entrada, cada uno con su flecha en el sentido de importación, desde la red hacia el taller.
   • Cada módulo Basic: su entrada de tensión a su propia fase y N a través de su fusible; sus pinzas en los circuitos de esa fase (la tabla de arriba), cada una con la flecha apuntando hacia la carga. Un módulo Basic cuenta solo en un sentido, así que una pinza puesta al revés no marca nada.

El conductor que llame L1 debe ser el mismo en todas partes: el sensor L1 y el terminal de tensión L1 del STD-U3I3, la entrada de tensión L1 del módulo Basic y las pinzas de ese módulo. Lo mismo para L2 y L3. La comprobación del paso 5 lo confirma.

Coloque cada módulo a menos de 15 cm del hub. Para tramos más largos, vea la sección sobre la longitud del bus de la wiring guide de rbAmp. Los cables I²C de los módulos se conectan al hub uno a uno más adelante, durante Add a module, con el hub apagado.

2. Conecte solo el STD-U3I3 al hub por ahora (alimentación, GND, SDA, SCL), en su dirección I²C de fábrica 0x50. → Quick start, paso 1
3. Grabe el firmware del hub, conéctelo a su Wi-Fi y abra la app, en webapp.rbgrid.io o instalada en el hub: siga los pasos 2–4 de la Quick start y después vuelva aquí.

Un hub nuevo convierte por sí mismo el módulo en 0x50 en su entrada de red y añade un punto de tensión. No hay nada que vincular. En el paso 3 la convierte en una entrada trifásica.

2. Ejecutar el asistente de configuración

La app se abre con un aviso, The hub still has its factory settings. Elija Set up →. → The setup wizard

• Seguridad: defina un token de API y anótelo.
• Sitio y hora: un nombre de sitio (la demo usa "Workshop (demo)") y su zona horaria; compruebe que el reloj muestra synchronized. El escenario se define en el paso 6.
• Sensores: la entrada de red ya está. Deje el resto para el paso 5.
• Tarifa: el formulario rápido se ajusta al plan de la demo. Introduzca el precio diurno, active There is a night rate (23:00–07:00) e introduzca el precio nocturno. Deje Price as on the bill — incl. VAT activado si los precios de su factura incluyen IVA, y revise el VAT, %: un hub nuevo empieza con 21 %. Deje The grid pays per exported kWh vacío: el taller no tiene solar.

La demo usa Day 07:00–23:00 a 0.36 y Night 23:00–07:00 a 0.18 por kWh con un IVA del 20 % incluido (su plan los guarda sin IVA, como 0.30 y 0.15, que es lo que muestra la captura de Tariffs). Use los precios de su propia factura. Los costes en RBgrid se basan en la energía: el «Standing charge» mensual de la demo no se incluye, así que no lo copie. Deje Net metering desactivado en la página Tariffs: el taller no exporta nada.

3. Convertir la entrada en trifásica

Una entrada trifásica es compatible con un único STD-U3I3. Abra Points: la tarjeta del STD-U3I3 muestra la entrada de red.

1. En la tarjeta del módulo, pulse Use as the three-phase input.
2. Confirme Use as the input. La entrada conserva su historial.
3. Pulse Restart now.

Tras el reinicio, la entrada es un único punto, L1–L3, con una lectura por cada fase. → Use as the three-phase input

Después abra Settings → Mains y elija Three phase. Mains system se aplica de inmediato, y la lista de fases de cada punto ahora ofrece L1, L2 y L3. La tensión nominal y la frecuencia, si las cambia, se aplican tras reiniciar el hub (Save and restart). Los valores predeterminados sirven para un suministro de 230/400 V. → Settings

En la entrada de red, abra Point setup y configure:

• Input limit, kW: lo que permite su contrato de suministro; sin una cifra contratada, use el magnetotérmico principal (A × 230 V × 3). 43 kW en la demo. Es la cifra con la que la vista Business mide la entrada;
• Input breaker, A: 63 A en la demo.

Los sensores del STD-U3I3 se calibran de fábrica con el módulo, así que no hay sensor de corriente que elegir.

La vista Business toma el menor valor entre el límite de entrada y lo que deja pasar el magnetotérmico (63 A × 230 V × 3 = 43.47 kW). Aquí eso es 43 kW. → Grid input vs limit

4. Añadir los tres módulos Basic

Conecte los módulos Basic uno a uno, con Points → Add a module. Todo módulo recién salido de la caja responde en la misma dirección, 0x50. Así que cada vez, primero se traslada a una dirección libre el módulo que responde en 0x50, y después se conecta el nuevo módulo en 0x50. En la primera ronda eso es el STD-U3I3: se traslada y conserva sus puntos, historial y ajustes. → Adding modules

Para cada módulo Basic (el UI1 para L1, después el UI3 para L2 y luego el UI3 para L3):

1. La app ofrece una dirección libre, por ejemplo 0x51, y traslada allí el módulo que ahora está en 0x50.
2. Apague el hub y conecte el cable I²C del nuevo módulo al hub. Responderá en 0x50.
3. Encienda el hub, abra de nuevo Add a module, pulse Scan y después Add.

Los canales de cada módulo aparecen ahora en Free sensors. Las direcciones finales dependen del orden en que añada los módulos, y no importan: los puntos se identifican por sus nombres. La página Points de la demo muestra otro conjunto de direcciones.

5. Vincular los cinco circuitos

Primero cree dos grupos: Settings → Consumer groups → Add group, «Production» y «Building», y después Save. En el diagrama unifilar se convierten en los cuadros de distribución. → Consumer groups

Después Bind cada sensor libre con su nombre, role, fase y potencia nominal de línea. Abra el Point setup de cada punto nuevo para el magnetotérmico, el sensor de corriente y el grupo.

• Line rating es lo que permite el magnetotérmico del circuito: magnetotérmico × 230 V (por ejemplo, 10 A → 2.3 kW, 16 A → 3.68 kW, 25 A → 5.75 kW). La vista Business compara cada línea con ella. La demo usa sus propias cifras: 9, 3, 3, 2 y 6 kW, en el orden de la tabla.
• Role Heating/cooling saca la ventilación del cálculo de carga base de la app, porque funciona con su propio horario.
• Fase: la fase de la entrada de tensión del módulo; cada canal de un módulo está en esa fase.
• Current sensor debe coincidir con la pinza realmente instalada. → Points

Los nombres cortos de la captura, "Machines" y "HVAC", son el Short name de cada punto, definido en Point setup.

Reinicie el hub (Settings → Administration). Un punto recién vinculado muestra valores en vivo de inmediato y empieza a guardar historial tras el reinicio; no se pierde nada medido antes. El hub guarda historial de hasta 12 puntos; el taller tiene seis. Una carga trifásica medida por conductor usa tres de las 12 ranuras de historial, así que planifique el crecimiento.

Compruébelo: encienda una carga que conozca, como un hervidor en el circuito de la oficina. Su punto debería mostrar más o menos la potencia nominal del hervidor, y la L2 de la entrada debería subir más o menos lo mismo.

6. Cambiar a la vista Business

Abra Settings → Site scenario, elija Business y confirme Change. Necesita el token de API, si lo ha definido. Se aplica de inmediato, para todos los que abran este hub. Just preview lo muestra solo en este navegador. → Site scenario

7. Lo que muestra la app

El Overview en el escenario Business se abre en potencia. → The Overview

• Grid input vs limit: la potencia de la entrada frente al límite de 43 kW, con una barra y la reserva que queda.
• Phases, measured at the input, con "breaker 3 × 63 A (per phase)": la potencia, la corriente y la tensión de cada fase, una barra frente al magnetotérmico y el desequilibrio de corriente. En un hub real la tarjeta también indica el orden de fases.
• Load lines: cada circuito con su potencia, su coste por hora, su corriente, su energía de hoy y su Load frente a su potencia nominal.
• Needs attention: las líneas que requieren revisión, cada una enlazada a su punto.
• Single-line diagram: la entrada, el bus principal y después los cuadros "Production" y "Building" con sus líneas.

En dinero, el coste de cada circuito es su energía al precio de compra de la zona: una hora en la zona Day al precio diurno, una hora en la zona Night al precio nocturno.

History para 7 days, en dinero, muestra los días laborables, un fin de semana tranquilo y hoy hasta ahora. En la captura (de martes a lunes) son cuatro días laborables completos, dos barras bajas de fin de semana y la mañana del lunes, todavía incompleta. Hoy en potencia, solo para el compresor, muestra su patrón de horas de trabajo. → History

History avanza por horas en su resolución más fina; las lecturas en vivo se actualizan cada 3 segundos en el Overview (y por MQTT). La energía de los módulos que cuentan a bordo avanza en pasos de 15 minutos.

Details añade el gráfico por horas, la tabla de puntos y Insights. El escenario Business los redacta para un negocio. En la demo, un lunes por la tarde después del trabajo (19:30), dicen:

• Expensive now: Day — 2.0× the "Night" rate, con la nota de la app de que flexible loads (heating, charging, batches without a fixed schedule) are cheaper to run in the "Night" zone;
• Where the energy goes today y Month consumption forecast;
• Today uses ≈ 503% more than yesterday by this hour: un lunes comparado con un domingo. Es un artefacto de día laborable frente a fin de semana de la demo;
• Base load outside working hours ≈ 1060 W, con la línea de la app Check what can be switched off on a schedule. Es el mínimo nocturno de la app, de las horas tranquilas 01:00–05:00: la misma estimación que Standby use en la vista Home, mostrada con el nombre Business. No hay ajuste de horario laboral. La ventilación no se cuenta en ella, porque funciona con su propio horario.

Son estimaciones de la app con sus tarifas actuales, marcadas con ≈. RBgrid no apaga nada: qué desconecta, y cuándo, depende de usted. → Insights

El compresor por encima de su potencia nominal

La línea del compresor de la demo tiene una potencia nominal de 3 kW. En horas de trabajo el compresor alterna: unos 3.8 kW en las horas pares (08, 10, 12, 14, 16) y unos 1.5 kW en las impares. 3.8 kW en una línea de 3 kW son alrededor de 127 % de la potencia nominal de la línea; la captura de las 10:00 recoge 3.75 kW, 125 %.

La demo exagera esto para mostrar la marca. 3.8 kW en una línea de 16 A es más de lo que un magnetotérmico real de 16 A soportaría durante mucho tiempo.

La app marca esto en tres lugares mientras dura:

• Load lines: el estado del compresor muestra above limit;
• Needs attention: "3.8 kW — 127 % of the line's rating", etiquetado above rating;
• la tabla Points bajo Details: above rating.

En una hora impar la marca se borra, y después de las 18:00 el compresor se detiene. En History, hoy por horas en potencia, el compresor dibuja un diente de sierra durante la jornada.

En una instalación real la misma marca significa que la potencia nominal de la línea, tal como se introdujo, es menor de lo que consume la máquina. RBgrid solo muestra la cifra; la potencia nominal que usted introduce decide cuándo aparece la marca. Es una marca de potencia nominal de línea, no de pinza: 3.8 kW son unos 16.5 A, dentro del rango de una pinza de 20 A, así que la pinza no genera sensor limit ni clipping.

Elegir el tamaño de las pinzas

Una pinza tiene un rango, y los dos extremos importan. Si es demasiado pequeña, sus lecturas se cortan por encima de su potencia nominal; si es demasiado grande, las corrientes pequeñas se leen como cero en un módulo Basic. Una pinza con la potencia nominal igual al magnetotérmico del circuito se mantiene dentro de ese rango, y por eso la tabla asigna a cada pinza su magnetotérmico. → Elegir el tamaño de las pinzas

Si un punto avisa de que su pinza es demasiado pequeña: la app compara el magnetotérmico con la corriente a la que la pinza empieza a recortar, una cifra que informa el hub; para un SCT-013 es unos 16 % por encima de su potencia nominal, es decir, unos 11.6 A para una pinza de 10 A. Así que la pinza de 10 A de la iluminación, en su magnetotérmico de 10 A, se lee bien. Una pinza con la potencia nominal igual al magnetotérmico es correcta y ya no avisa. En la app v1.1.4 y anteriores la comprobación usaba un límite 10 % por debajo de la potencia nominal, así que avisaba justo en esa combinación — "The line breaker 10 A is above the sensor's limit (9 A)…" — aunque la pinza leyera bien a su potencia nominal.

Datos de demo frente a su taller

• En la demo cada día laborable es igual, y el patrón del compresor sigue el reloj (horas pares e impares), no la presión del aire.
• Las fases de la demo son un reparto fijo de la potencia de la entrada, no medido por fase. En un hub real el STD-U3I3 mide cada fase en la entrada, y los restos por fase siguen su cableado real.
• Las potencias nominales de línea de la demo (9, 3, 3, 2 y 6 kW) son sus propias cifras, y su compresor está configurado para superar su línea y mostrar la marca.
• La demo lleva una SCT-013-030 en cada canal Basic excepto en las máquinas herramienta; elija sus pinzas según sus propios magnetotérmicos.
• El historial de dinero de la demo omite el IVA. La actualización de firmware de sus módulos es simulada.
• El historial empieza cuando configura el hub; los datos de otros sistemas no se importan.
• Sus cifras dependen de sus circuitos y de su ritmo de trabajo; esta guía no garantiza ninguna cifra.

Si algo falla

• Use as the three-phase input no aparece: el STD-U3I3 debe estar presente y la entrada no debe ser ya trifásica. → Sensors and modules
• Add a module no encuentra nada nuevo: compruebe que solo hay un módulo nuevo conectado y que el hub estaba apagado al conectarlo. → Adding modules
• "Input limit is not set" en el Overview: defina Input limit, kW en el Point setup de la entrada.
• Un circuito marca 0 mientras su carga funciona: la pinza puede estar al revés (el punto indica sensor reversed — not metered).
• Un circuito marca una potencia no plausible: compruebe que su pinza está en el módulo cuya entrada de tensión está en la misma fase.
• Sensor limit o clipping en un punto: el circuito consume más que la potencia nominal de su pinza; vea Elegir el tamaño de las pinzas.
• Business view not saved ("Admin token required."): introduzca el token de API en Settings → Security.

Siguiente

• Añada más circuitos: los módulos L2 y L3 tienen cada uno un canal libre para un circuito de su fase; un hub admite hasta ocho módulos y guarda historial de hasta 12 puntos. → Sensors and modules
• Lleve los datos a sus propias herramientas (para usuarios con experiencia). Además de las descargas CSV de History, sus herramientas pueden leer el historial de cualquier punto que guarde historial (hasta 12 puntos) a través de la API REST del hub: GET /api/v1/history?unit=…&period=hour|day|week|month|year&type=energy|electrical|economics, con un token de lectura si lo ha definido. O por MQTT: el cmd history, con la respuesta en cmd/resp. Los comandos MQTT todavía no comprueban un token de lectura, así que use un broker con sus propios usuarios. → MQTT
• Compruebe qué parte de la entrada cubren sus circuitos: Balance: input and lines. → Economics
• Afine la tarifa: más zonas, cargos por kWh. → Tariffs
• Envíe los datos a Home Assistant. → Un medidor de energía para Home Assistant
• Recorra el taller terminado: demo.rbgrid.io, Workshop
• La entrada trifásica por sí sola — las comprobaciones de fase, los dos modos de medición, el historial: Su suministro trifásico se mide en una sola fase