CALEFACCIÓN POR DISCRIMINACIÓN HORARIA 2º Parte

 SEGUNDA PARTE

En la entrada anterior, Describí el funcionamiento del sistema de calefacción por discriminación horaria, usando los relojes horarios analógicos, y terminé diciendo como el autómata LOGO podría sustituir a los relojes horarios que controlan el encendido y apagado de los circuitos de la calefacción. Bueno, pues eso es lo que voy a describir.

LA INSTALACIÓN

Al instalar el LOGO en el cuadro eléctrico, después de quitar los dos interruptores horarios analógicos, conseguimos que un único LOGO sea capaz de controlar los dos tramos horarios en los que se divide la franja horaria barata (recordar que son 14 horas divididas en dos franjas de 7 horas cada una). Por si alguno se pregunta cual es el montante de quitar los interruptores horarios por un LOGO, le diré que dos relojes analógicos, dependiendo de la marca, vienen a costar entre 45 y 70 euros cada uno. Un LOGO como el de la foto 1, es decir, con pantalla y en su versión 8, está entre los 140 a 180 euros dependiendo de donde se compre. Si el LOGO es sin pantalla, su precio se reduce hasta los 120 ó 130 euros. La instalación eléctrica del LOGO es bastante sencilla y está ilustrada en la foto 1.

En esa imagen, se puede observar que la fase, representada con una línea roja, aguas abajo del magnetotérmico, también alimenta a cada una de las cuatro salidas. En éste caso solo se van a usar dos salidas, pero es conveniente, cuando se instala el LOGO, alimentar también a las salidas que no se usen, así éstas se quedan listas por si en el futuro se realiza una ampliación del programa, y hay que usar más salidas. Una vez que el LOGO esté convenientemente instalado en el cuadro eléctrico, lo siguiente es realizar el programa para que LOGO comience a controlar la calefacción.

LA PROGRAMACIÓN

Un programa para el LOGO, que realice el control de la calefacción mediante discriminación horaria, puede ser tan complicado, o tan sencillo, como queramos hacerlo. Solo hay que tener en cuenta las horas de cada franja horaria y cuándo queramos que se activen o desactiven éstas. Hay que tener en cuenta que, aunque ya no haga falta el reloj que la compañía instalaba en el cuarto de contadores, esa franja horaria la sigue controlando la compañía a través de los contadores de telegestión (los inteligentes), y no nos interesa pasarnos de tiempo o quedarnos demasiado cortos. El tema es aprovechar, en nuestro beneficio, las franjas horarias baratas lo más posible. Vamos a ver como se realizaría el programa de control.

Una vez abierto el programa Logo Soft Confort en el ordenador (en la versión que tengamos) es insertar, en el lienzo de programación, dos funciones de temporización llamadas Temporizadores Semanales. Esas funciones están en la librería de funciones especiales, apartado temporizadores, y serán las encargadas de controlar las horas de las franjas de 7 horas. Solo hay que hacer clic en la función, y después se vuelve hacer clic, dos veces, en el lienzo de programación. Tendremos dos funciones identicas insertadas. Foto 2. Por cierto, esas dos funciones, como me imagino que habrás adivinado, son las que sustituyen a los relojes analógicos del cuadro.

Lo siguiente es realizar la programación de esas dos funciones, para ello se hace clic, sobre una de ellas (la B001 por ejemplo) con el botón secundario del ratón, y elegimos, del menú que aparece la opción Propiedades del Bloque. Tendremos una ventana como la que muestra la foto 3. En la ventana de programación del temporizador semanal, veremos que en la pestaña General, hay tres levas de programación horaria, nosotros solo vamos a usar la leva 1. Y en esa leva programamos las horas que se pueden ver en la foto 3, y que se coresponden con el activado y desactivado de la franja 1, la que va desde las 22:00 hasta las 5:00 horas.

 

Como se puede ver en la foto 3, la hora de activado será a las 22:02 y la hora de desconexión es 1 minuto antes de las 5 de la mañana. El motivo de elegir esas horas, es para asegurarnos que cuando los acumuladores se enciendan, ya estemos en la llamada tarifa valle, es decir, la más barata, y esa precisión no se puede conseguir con los relojes analógicos. También se puede ver que están marcadas todas las casillas pertenecientes a los días de la semana, así, esa programación ocurrirá todos los días, luego desmarcamos las casillas Inactivo, así podremos introducir los tiempos de activación y desactivación de las franjas horarias en las cajas correspondientes. Una vez programadas las horas hacemos clic en Aceptar para guardar en la función las horas programadas.

Repetimos esos mismos pasos con el otro temporizador, el B002, solo que la hora de conexión será las 5:02 y la de desconexión será las 11:59. Así nos aseguramos que la segunda franja horaria no se solapa con la primera, y su apagado no será fuera de la tarifa barata. Una vez realizadas las dos programaciones horarias, las funciones tendrán el aspecto que muestra la foto 4, en la que se puede ver, en color verde, el momento de activación y desactivación de las salidas de las dos funciones, así como cuando ocurrirán esas activaciones a lo largo de la semana, es decir, todos los días.

Lo siguiente que vamos hacer es insertar una entrada que va a servir de interruptor de encendido y apagado, para cuando no sea necesario activar la calefacción, como por ejemplo en verano. Lo que en realidad vamos a hacer es conexionar físicamente a la entrada I1 del LOGO, un pulsador normal y corriente, de tal manera que cuando le demos al pulsador estaremos enviando una señal eléctrica a la entrada I1. Así cada vez que apretemos la tecla del pulsador, activaremos, o desactivaremos, el programa. Y para que el usuario sepa como está el programa (activado o no), en la pantalla del LOGO se mostrará un mensaje de información. Si el LOGO no tiene pantalla, se puede usar una de las salidas libres para conectar un pequeño piloto que indique el estado del programa. Por ejemplo, si el piloto está apagado, el programa está desconectado. Y activado si el piloto está encendido. Así es que después de insertar la entrada I1, insertamos una función de flanco ascendente (B003), un relé de impulsos (B004), dos funciones de texto (B006 y B007) y una puerta NOT (B005), y tendremos lo que muestra la foto 5.

EL RESTO DE LOS ELEMENTOS

Lo siguiente es insertar el resto de los elementos que se necesitan para que el programa pueda funcionar como queremos y pueda controlar el encendido y apagado de los acumuladores. Esos elementos son seis y son los siguientes: Dos puertas lógicas AND (la B008 y la B009), dos funciones más de Texto de Aviso (la B010 y la B011), que serán las que nos indiquen, en la pantalla del LOGO, como están, en ese momento, los respectivos circuitos. Evidentemente si el LOGO no tiene pantalla no es necesario insertar esas funciones de texto. Por último, se insertan las dos salidas (Q1 y Q2) que serán a donde se conecten las bobinas de los dos contactores que activarán, o descativarán, los dos circuitos. Una vez insertadas esos nuevos seis bloques, el programa quedara como muestra la foto 6.

EL CONEXIONADO DE LAS FUNCIONES

Vamos a proceder ahora al conexionado de todas los bloques insertados, comenzando por los dos temporizadores B001 y B002. Lo haremos por líneas horizontales y dado como está estructurado el programa, comenzamos por la función B001, haciendo clic en su salida y sin soltar el botón del ratón (el izquierdo) arrastramos éste hasta la puerta AND B008. En el liezo aparecerá una línea que representa la conexión eléctrica entre ambos bloques. NOTA: Ésta acción se repetirá para conexionar todos los bloques, por lo que ya no lo describiré. Después conexionamos la salida de la puerta AND B008 con la entrada del bloque B010, el texto de aviso. Y por último conexionamos la salida de la función B010 con la salida Q1. Así habremos terminado con la primera línea del programa.

En la segunda línea, comenzamos por la Entrada I1, conexionándola con una de las entradas de la función B003, la puerta AND con evaluación del flanco positivo. Si alguien no sabe que es eso del flanco positivo, le recomiendo que lea ésta entrada, donde se decribe que es un flanco. Por cierto, la entrada I1 hay que configurarla como pulsador, y para ello hacemos clic, con el botón secundario del ratón, para mostrar las propiedades de la entrada. Luego, en la pestaña Simulación, se hace clic en la opción Pulsador normalmente abierto. Seguimos, la salida de la función B003, la conexionamos con la entrada Trg de la función B004. Y ya tenemos terminada la segunda línea del programa. Ahora enlazamos esa segunda línea con la primera, y para ello hacemos clic en la salida de la función B004 y arrastramos hasta la entrada de la función B007, el texto de aviso que cuando se active, nos mostrará en la pantalla del LOGO, cuando se activan los dos circuitos. Para finalizar ese enlace, hacemos clic en la salida de la B007 y arrastramos el ratón hasta una de las entradas de la función B008. 

Continuamos haciendo los enlaces eléctricos y seguimos con la última línea, partiendo de la salida de la función B002 hasta una de las entradas de la puerta AND B009. Ahora, la salida de la función B009, la enlazamos con la entrada de la función B011, el texto de aviso que nos indicará que el circuito 2 está activado. Por último conectamos la salida de la función B011 con la salida Q2. 

Ya solo queda realizar las conexiones libres que quedan en el programa, y para ello hacemos clic en una de las entradas libres de la función B008, y la enlazamos con una de las entradas libres de la función B009. Luego la salida de la función B004, la conectamos con la entrada de la función NOT B005, y ya está, ya tenemos todas las funciones conectadas. La foto 7, muestra como queda el programa ya conectado.

 

Una vez todo conectado y revisado que esté bien, pulsamos la tecla F3 para iniciar la simulación. Al iniciarla, si todo está bien, en la pantalla debería de aparecer una ventanita que representa al texto de aviso que mostrará el LOGO, foto 8, indicando que los circuitos están apagados, y que se debe activar el pulsador para que el programa comience a funcionar. Al hacerlo, se debería de mostrar otro aviso que dirá las horas a la que se activan los dos circuitos. Foto 9. Es decir, que el circuito 1 se activará a las 22:02 horas, y el circuito 2 se activará a las 05:02 horas.

Lo único que falta, es transferir el programa a la memoria del LOGO (pincha aquí para ver cómo se realiza esa transferencia) para que éste sea el encargado de controlar los dos circuitos de la calefacción.

Solo decir una última cosa: Tal y como está realizado éste programa, no es necesario quitar los magnetotérmicos que protegen a cada acumulador, si no se necesita la calefacción. Bastará con pulsar el pulsador conectado a la entrada I1, para que la calefacción no se encienda, aunque en realidad el programa no está desconectado del todo, los temporizadores B001 y B002 siguen funcionando en un segundo plano tal y como lo haría un reloj, gastando menos de medio vatio y menos, muchísimo menos de medio amperio. Espero que éstas dos entradas dedicadas a la calefacción por dicriminación horaria, os hayan sido útil y hasta la próxima.

Ángel Tejedor

Técnico en Automatización

 

CALEFACCIÓN POR DISCRIMINACIÓN HORARIA 1º Parte

PRIMERA PARTE

PRELIMINARES

Hace un tiempo que las compañías de la luz idearon la Tarifa Nocturna. Esa tarifa se creo para que el uso de la calefacción por acumulación no fuese excesivamente cara. Lo cierto es que esa tarifa funcionó muy bien, y mucha gente se apuntó a esa tarifa, incluido el que escribe ésto. Después de un tiempo, esa tarifa cambió y se llamó, y llama, Tarifa por Discriminación Horaria, que básicamente es igual a la tarifa nocturna pero con la diferencia que ahora, la franja horaria en que la luz es más barata, es más amplia que antes. Concretamente 14 horas frente a las 10 horas que era antes. (Creo. No estoy seguro).

La modificación de la tarifa, tuvo unas consecuencias en el cuadro eléctrico de los usuarios. Por de pronto, todo el sistema de control que hacía el cambio de tarifa, y que estaba situado en el interior del cuarto de contadores, ahora tenía que instalarse en el cuadro eléctrico dentro de las viviendas, con lo que habría que modificar ese cuadro para instalar en él los relojes de control para el cambio de tarifa.

Lo que yo voy a comentar en ésta entrada es la posibilidad de sustituir los relojes de control, que en muchos casos son analógicos, por un autómata como el LOGO y con su correspondiente programa de control para automatizar el encendido y apagado de la calefacción. Hay que entender que éste tipo de calefacción, la que funciona  con la tarifa discriminación horaria, lo hace mediante unos dispositivos llamados Acumuladores de Calor.

Esos dispositivos tienen unas resistencias que están envueltas por unas piedras especiales que son las responsables de acumular el calor producido por la, o las resistencias. Se llaman Piedras Refractarias, y tienen la capacidad de tener mucha inercia térmica, es decir, cuando están frías, les cuesta mucho alcanzar una temperatura elevada (sobre los 60 o 70 grados centígrados). Pero cuando están muy calientes, tardan mucho tiempo en enfriarse, lo que provoca que estén "soltando" calor sin consumir energía eléctrica cuando ésta es más cara.

 Cuando se cambia de la tarifa nocturna a la discriminación horaria, el control de la activación y desactivación de los acumuladores, como he dicho antes, se hace desde el mismo cuadro eléctrico del usuario. En ésta ocasión voy a describir como se puede llevar a cabo éste control, con un autómata programable como el LOGO. Pero ¿cómo se hace? ¿cómo se cambian los relojes por un LOGO?

 FUNCIONAMIENTO

Antes de ver como acoplar el autómata LOGO al cuadro eléctrico, es necesario entender el funcionamiento de éste sistema de control, sobre todo para todas aquellas personas que no conozcan el funcionamiento de éste sistema. Un cuadro eléctrico adaptado a la tarifa nocturna puede tener el aspecto que muestra la figura 1. En esa figura podemos ver en la línea inferior, de izquierda a derecha, el magnetotérmico principal de la calefacción, que se usa para desconectar la calefacción en el verano. A su derecha está el contactor de 40A que se activa cuando el reloj instalado en el cuarto de contadores, entra en funcionamiento. Por último, a su derecha están los 4 magnetotérmicos que controlan a cada uno de los acumuladores. Más o menos así eran todos los cuadros eléctricos acogidos a la tarifa nocturna. El reloj que cambiaba de una tarifa a otra estaba instalado en el cuarto de contadores y era la compañía eléctrica quien lo ponía en hora y lo ajustaba. Cuando las eléctricas cambiaron a la tarifa discriminación horaria, el reloj del contador dejo de tener sentido, ya que al cambiar de tarifa también se cambió la franja horaria, y las compañías decidieron que el control de la tarifa pasara a estar en el interior de los cuadros horarios de los usuarios.

Por ese motivo el cuadro eléctrico acogido a la discriminación horaria, pasó a tener el aspecto que muestra la figura 2. Al final de la primera línea, se puede observar el diferencial general de la calefacción, que antes no estaba. En la línea inferior, a la izquierda, están los dos relojes horarios que controlan la activación y desactivación de las franjas horarias. Cada uno de esos relojes controlan esas dos franjas horarias en que se dividen las 14 horas que dura la tarifa barata. Es decir, dos franjas horarias de 7 horas cada franja. El primero de esos relojes controla la franja 1, que se activa a las 22:00 y se desactiva a las 5:00 de la madrugada. El segundo reloj, que controla la franja 2, se debe activar diez o quince minutos después de las 5:00 de la madrugada, y desactivarse a las 12:00 de la mañana, y siempre en horario de invierno. El motivo de que el segundo reloj se active 10 ó 15 minutos después de haberse desactivado el primero, es para evitar que ambas franjas horarias se solapen en el tiempo, así se evita que los acumuladores de la franja 1 estén en funcionamiento sumultaneamente con los acumuladores de la franja 2.

A la derecha de esos relojes, están los dos magnetotérmicos que cortan la alimentación de los dos contactores que activan cada uno de los dos circuitos de los acumuladores. El motivo de la existencia de esos magnetotérmicos, es porque en verano la calefacción no se usa, y por lo tanto no es necesario que los contactores estén funcionando en vacio, o sea, sin activar los acumuladores. Hay que tener en cuenta que los contactores, cuando trabajan en vacío, gastan la misma cantidad de energía que si activaran algo, y gastar por gastar, tal y como están las cosas, no es una opción.

Por último están los cuatro magnetotérmicos DPN que controlan, de manera independiente, a cada uno de los acumuladores. Al cambiar los elementos de éste cuadro, el cable rojo de maniobra, de 1,5 mm² de sección, que venía desde el cuarto de contadores al cuadro de la vivienda, para activar el contactor de 40 amperios de la figura 1, dejó de tener sentid. Por lo que, por regla general, ese cable rojo se quitaba del cuadro eléctrico, o se anulaba. Y lo mismo para el contactor que se ha visto en el cuadro eléctrico de la figura 1, y el magnetotérmico a la izquierda de ese contactor en la misma figura 1. Es decir, se quitaban.

En el nuevo cuadro eléctrico, figura 2, cuando el reloj del circuito 1 llega a las 22:00 horas, se activa dicho circuito y por ende los 2 acumuladores adscritos a él. Llamémosles acumulador 1 y 2, del circuito 1. A las 5 de la madrugada se desactiva el circuito 1, apagándose los acumuladores 1 y 2. Unos minutos más tarde, el reloj 2, activa el segundo circuito, haciendo que los acumuladores 3 y 4 se enciendan. A las 12:00 horas del día siguiente, el circuito 2 se desactiva y los acumuladores 3 y 4 se apagan. Desde las 12:00 horas hasta las 22:00, los acumuladores estarán emitiendo calor sin gastar energía eléctrica. O lo que es lo mismo; 10 horas emitiendo calor sin gastar en electricidad.

Llegados aquí, y si alguien está interesado en las particularidades, ventajas e inconvenientes de éste tipo de sistema de calefacción, puede ponerme un correo y si hay muchos interesados, escribiré una entrada al respecto.

En la próxima entrega, que será el año que viene, describiré como el LOGO sustituye a los dos relojes horarios.

 

Ángel Tejedor

Técnico en Automatización