Monitorização de energia industrial via rede celular: 5 abordagens

Um sistema de monitorização de energia industrial através da rede celular possui duas partes: um medidor ou alicate amperímetro que mede o circuito e um enlace celular que transmite a leitura para fora do edifício sem a necessidade de um chamado de TI ou interrupção da rede. A parte da medição já está resolvida. O enlace celular é a parte que requer especial atenção.

Na maioria dos projetos de IoT , verifica-se o contrário. Instrumentar o mundo real — obter uma variável física de uma máquina e convertê-la num formato que possa ser transmitido para a cloud — é o que consome tempo: escolher um sensor, instalá-lo, calibrá-lo e comprovar que o valor gerado tem significado. O setor energético é a feliz exceção. Os transformadores de corrente, os contadores trifásicos e os circuitos integrados de medição são fabricados em larga escala há décadas, têm classificações de precisão publicadas e um eletricista pode instalá-los sem que ninguém tenha de inventar nada.

A parte mais difícil são os últimos cem metros. O contador está numa sala elétrica trancada, geralmente numa cave ou numa casa de bombas remota, e a ligação de rede mais próxima está a cem metros de distância, exigindo um pedido de instalação. Esta lacuna — medição precisa sem acesso à nuvem — é a razão pela qual um sistema de monitorização de energia industrial frequentemente bloqueia depois de o contador já estar instalado na parede.

A infraestrutura de rede celular resolve este problema, e existem cinco formas distintas de a implementar. Diferem numa ordem de grandeza no custo por circuito, no grau de interrupção provocado pela instalação e no que podem ser efetivamente mensurados. Este artigo compara as cinco opções, apresenta o hardware disponível para 2026 com as especificações do fabricante e conclui com um cenário de custos detalhado.

Como escolher uma abordagem para a monitorização da energia celular

O critério que define isso não consta de nenhuma ficha técnica. Na prática, uma variável determina a resposta: o grau de dispersão física dos pontos de medição. Quase tudo o resto decorre disso.

Pontos de medição dispersos: sensores sem fios ligados a um gateway centralizador

Duas situações distribuem os sensores, e ambas apontam na mesma direção — monitorização de energia sem fios, com sensores de fixação a enviar dados para um gateway.

O primeiro caso é o de uma fracção arrendada. Um piso de escritórios ou um edifício de apartamentos cujo sistema elétrico foi unificado e redistribuido ao longo dos anos acaba, geralmente, por ter um a três painéis a servir toda a unidade, localizados em divisões diferentes. Não existe um único ponto de referência para medir tudo. Passar cabos de transformadores de corrente entre os painéis requer um eletricista, um tubo de conduta e uma conversa com o proprietário; um conector de teste por circuito, ligado a um único gateway , elimina todas estas três etapas.

O segundo caso é o de uma instalação industrial que necessita de medir o consumo por máquina, e não por painel. Se a pergunta for "qual a prensa que está a apresentar desvio", um medidor na entrada não responde — o sensor precisa de ser instalado na máquina. Trinta máquinas significam trinta pontos de medição espalhados pelo chão da fábrica, e puxar trinta pares de TC até um medidor central custa mais em mão-de-obra e eletrocalhas do que os próprios sensores.

As pinças autoalimentadas são o que torna isto prático agora, de uma forma que não era há alguns anos. De acordo com a ficha técnica do CT10x, o sensor obtém energia do condutor que mede — "autoalimentado, sem necessidade de baterias ou fios externos" — pelo que uma instalação com trinta nós não tem necessidade de agendar trocas de bateria. Esta era historicamente a principal objeção à medição sem fios.

A limitação que ninguém refere: os alicates amperímetros medem a corrente, não a potência

Esta é a especificação mais importante de toda a categoria, e é fácil passar despercebida.

A folha de dados do CT10x lista exatamente um parâmetro de deteção elétrica: corrente RMS. A energia aparece na lista de características como "suporte opcional para o relatório de consumo de energia acumulado" — opcional e derivado, uma vez que não é detetada tensão no dispositivo. A série CT3xx é igual, e a própria página da Milesight afirma isso claramente, direcionando os leitores que necessitam de tensão juntamente com corrente para o CTH01.

Por conseguinte, uma instalação com um medidor de corrente de curto-circuito fornece a amperagem e um perfil de carga. Não fornece a potência real, o fator de potência ou um valor de kWh que seja aceite numa disputa de faturação. Esta é uma clara distinção numa categoria de produtos que parece ser a mesma:

• Análise do perfil de carga, deteção de anomalias, "esta máquina está a funcionar de forma diferente do mês passado?" — os grampos são a ferramenta certa e a mais barata.
• Alocação de custos, faturação de inquilinos, correção do fator de potência, correção de harmónicos — os alicates amperímetros não resolvem isto. Necessita de tensão medida, o que significa utilizar a Abordagem 2 ou 3.

Mais dois detalhes da folha de dados que vale a pena incluir na especificação. A precisão é de ±1% acima de 5 A_rms e de ±3% em ou abaixo deste valor. Além disso, cada modelo tem uma corrente de leitura mínima — 1,5 A no CT101, 3 A no CT103 e 5 A no CT105, com um intervalo de um minuto. Se dimensionar um CT105 para um circuito com pouca carga, simplesmente não registará qualquer leitura.

Circuitos concentrados: um hub ou um barramento com fios

O caso do BEMS — gestão de energia do edifício e submedição por inquilino — é o oposto. Quando um edifício ou complexo industrial centraliza todos os circuitos num único painel ou sala de distribuição, os pontos de medição já estão concentrados num só local — e a cablagem deixa de ser a opção cara para passar a ser a opção mais barata.

Aqui, o formato clássico de um sistema de monitorização de energia com fios consiste em medidores de calha DIN montados no painel com os seus TC nas barras de distribuição, interligados em série num único barramento RS485 e consultados por uma gatewaycelular. Quatro razões, todas práticas:

• O custo por circuito diminui com a densidade. Um barramento RS485 e uma assinatura de telemóvel podem cobrir toda uma central telefónica. Os nós de rádio por circuito têm um formato inadequado quando todos os circuitos já estão ao alcance.
• Não existe enlace rádio no projeto. As salas de comutação são estruturas de aço em caves de betão. O LoRaWAN tem uma boa penetração, mas ainda pode acabar por especificar uma antena exterior e fazer uma verificação de cobertura antes da aprovação final. Um cabo não tem orçamento de ligação.
• A precisão é mais fácil de comprovar. Quando as leituras alimentam a fatura do inquilino ou um pedido de reembolso de custos, o contador é efetivamente o instrumento de registo, e os contadores de calha DIN publicam classes de precisão e dados de calibração que os sensores de fixação exteriores geralmente não possuem.
• Menos coisas para provisionar. Trinta nós LoRaWAN significam trinta registos de dispositivos, trinta conjuntos de chaves e um servidor de rede para executar. Trinta medidores Modbus num barramento significam trinta endereços escravos na gatewaylista de sondagem de

O custo da instalação com fio refere-se à mão-de-obra do eletricista, geralmente um período de paragem da energia e a passagem dos cabos de TC até cada contador. Este é um gasto único num local que já tem um eletricista contratado — que é exatamente a situação do BEMS.

Existe agora uma terceira opção para circuitos concentrados que não existia há alguns anos: um hub multicircuito único com uplink sem fios, que mantém a instalação não invasiva do método com pinças, ao mesmo tempo que mede a potência real. Esta é a Abordagem 2 abaixo, e para muitos projetos de BEMS, é a primeira opção a ser orçamentada.

As perguntas secundárias

Uma vez que a dispersão tenha escolhido a família, quatro questões escolhem o modelo:

• Necessita de potência ou apenas de corrente elétrica? A distinção acima é crucial. Responda a esta pergunta antes de comparar preços, pois isso elimina várias possibilidades.
• É possível desenergizar o painel? Uma modernização com o painel energizado exige a utilização de terminais de núcleo dividido e sondas de tensão magnéticas. Um encerramento planeado liberta medidores com fio e transformadores de corrente (TCs) de barramento.
• Existe energia no ponto de medição? Um quadro elétrico está ligado à rede elétrica. Uma estação elevatória remota ou um armário de campo podem necessitar de energia solar e de uma bateria, o que descarta qualquer solução que pressuponha um fornecimento permanente de energia.
• Quem detém os dados? Vários dispositivos de energia são enviados com a nuvem do fabricante como destino padrão, o que significa que o seu histórico de dados está protegido por logins e políticas de exportação de terceiros. Os dispositivos que utilizam MQTT ou Modbus nativamente permitem o encaminhamento direto para IoT plataformas Ubidots , mantendo os dados em bruto.

Abordagem 1: Transformadores de corrente LoRaWAN com um Gateway celular

Os sensores de fixação sem bateria medem cada ramo, comunicam via LoRaWAN com um gateway algures no edifício, e o gateway fornece uma ligação celular para toda a frota.

série CT da Milesight é a implementação de referência. De acordo com a folha de dados do CT10x: o CT101 tem uma classificação de 100 A_rms, o CT103 de 250 A_rms e o CT105 de 500 A_rms, todos com uma amostragem de 3,3 kHz e uma resolução de 1 mA. A série CT3xx utiliza um design de um para três — CT303 com 300 A, CT305 com 500 A e CT310 com 1000 A — medindo até três circuitos a partir de um único nó, o que torna o sistema trifásico viável sem a necessidade de três rádios por ponto.

Ambas as famílias instalam cabos de núcleo dividido em torno de um condutor energizado, sem desenergização, e ambas são autoalimentadas pelo condutor medido, com uma entrada USB-C como reserva. Ambas medem apenas corrente.

Escolhendo o Gateway

A escolha gateway depende principalmente do ambiente. Todos os quatro modelos abaixo são gatewayLoRaWAN de 8 canais; o que os diferencia é a proteção contra a entrada de água e poeiras, a gama de temperaturas e se possuem conectividade celular integrada.

O UG67 é a opção ideal quando o local não dispõe de qualquer ligação Ethernet: integra um modem LTE Cat 4 e uma ranhura para SIM, necessitando apenas de alimentação e de um cartão SIM M2M. A Milesight documenta que o SG50 funciona durante aproximadamente quatro dias sem luz solar com a sua bateria interna, o que torna viáveis ​​locais remotos sem energia elétrica.

Exemplos implementados

Duas implementações públicas demonstram a aplicação desta abordagem em larga escala. A Twin4Green utilizou sensores CT101 em estações ferroviárias do Reino Unido para a LNER, alimentando um gémeo digital cognitivo com dados de desagregação elétrica através do AWS IoT Core, juntamente com o controlo de iluminação WS558 para estabelecer uma linha de base de energia antes de uma modernização para LED. Já numa série de implementações em Espanha, a Monolitic combinou o CT101 com sensores de qualidade do ar, ruído e contagem de pessoas numa sala de concertos, onde a eletricidade representa uma das principais despesas operacionais.

Ambas são aplicações de perfilamento de carga e definição de linhas de base, que é exatamente o que os sensores que medem apenas a corrente fazem bem.

Ideal para: pontos de medição dispersos em que a questão é o comportamento da carga e não a energia faturável.

Abordagem 2: Um hub LoRaWAN multi-circuito no painel

Esta é a abordagem que fecha a lacuna deixada pelas braçadeiras, e é a mais recente das cinco.

O Hub de Monitorização Inteligente de Energia Milesight CTH01 é uma unidade única para calha DIN com 12 canais de corrente e 3 canais de tensão — até quatro circuitos trifásicos ou doze monofásicos a partir de um único dispositivo. De acordo com a ficha técnica do produto, realiza amostragem a 8 kHz e reporta tensão e corrente RMS, fator de potência, potência ativa, reativa e aparente, energia importada e exportada, desequilíbrio de tensão e THDv e THDi. A capacidade padrão é de 1.000 A, expansível até 4.000 A com bobinas Rogowski. A unidade mede 49,3 × 98 × 90 mm, pode ser montada em calha DIN-35 ou magneticamente e opera com 12 V CC a um consumo máximo de 5,8 W.

O que torna isto interessante é o método de instalação. A corrente provém de transformadores de corrente (TCs) de núcleo dividido, como nos alicates amperímetros. A tensão provém de sondas magnéticas que encaixam nos parafusos do disjuntor — sem cablagem nos terminais, sem descascamento de fios, sem interrupção do condutor. Assim, fornece a tensão medida e, portanto, a potência e a qualidade de energia reais, sem o desligamento que as derivações de tensão de um medidor de calha DIN convencional normalmente exigem.

Esta combinação é invulgar: é a única abordagem aqui que é não invasiva de instalar e capaz de gerar kWh de forma defensável. Para adaptações de sistemas de gestão de edifícios em edifícios ocupados, onde uma janela de desligamento é o aspeto mais difícil de obter, esta é normalmente a propriedade decisiva.

A densidade de canais também altera os cálculos. Doze circuitos trifásicos necessitam de 36 canais de corrente, o que corresponde a três hubs — e não a doze dispositivos, e não a trinta e seis rádios.

A Milesight posiciona o CTH01 para edifícios comerciais, instalações industriais, centros de dados e apartamentos com múltiplos inquilinos. Ao contrário do CT10x, não encontrámos nenhum relato independente de implementação por terceiros em fontes públicas — trata-se de um produto mais recente, pelo que a base de evidências consiste em documentação do fornecedor e não em relatos de clientes.

Ideal para: circuitos concentrados num edifício que não pode ser desligado, onde necessita de dados reais de consumo de energia em vez de um registo de corrente.

Abordagem 3: Um Gateway celular para a sondagem de contadores Modbus RS485

Este é o caminho que a maioria dos integradores de sistemas escolhe para projetos de monitorização de energia comercial , e é o que permite a implementação de contadores com capacidade de gerar receitas. Os medidores dedicados realizam as medições, um celular IoT gateway consulta-as através de um barramento RS485 partilhado utilizando Modbus RTU, e o gateway gere o uplink.

Os contadores concebidos especificamente para uma faturação precisa tendem a utilizar Modbus em vez de um rádio proprietário, e um único barramento pode transportar vários contadores — pelo que uma única gateway cobre toda uma central de comutação.

Escolhendo o Gateway Teltonika

A seleção de modelos aqui tem uma armadilha e um vencedor claro.

A armadilha: o TRB245 aparece em conteúdos de integração mais antigos, mas a Teltonika lista-o agora como descontinuado, com datas de fim de encomendas e fim de suporte publicadas. Não o especifique.

Para medição específica, o vencedor é o TRB247 — e esta é a recomendação da própria Teltonika, não a nossa. O seu caso de utilização para monitorização remota de contadores de energia menciona-o diretamente: um gateway com RS485, RS232 e Ethernet, suporte nativo para Modbus, DNP3 e ​​​​DLMS , dual SIM com até sete perfis eSIM para failover em áreas com sinal fraco e uma funcionalidade Data-To-Server que envia as leituras diretamente para uma plataforma na nuvem através de MQTT ou HTTPS.

• TRB247 — a escolha ideal para a medição. O DLMS é importante se tiver de lidar com medidores de nível de concessionária.
• TRB145 — LTE Cat 1, apenas RS485, ultracompacto. A escolha certa quando um único nó monitoriza um medidor e nada mais. A Teltonika documenta o seu funcionamento com um consumo inferior a 5 W, alimentado a energia solar ou a bateria, na monitorização de turbinas eólicas e em oleodutos e gasodutos.
• TRB246 — LTE Cat 4 com um conjunto de interfaces mais completo, ideal para locais que necessitem de Ethernet e E/S, bem como série.

O UC300 (telemóvel) da Milesight é uma alternativa viável quando o mesmo nó necessita também de instrumentação não Modbus. De acordo com o guia do utilizador, possui RS232 e RS485 com Modbus RTU, quatro entradas e duas saídas digitais, duas entradas analógicas de 4–20 mA e duas de 0–10 V, além de duas entradas RTD PT100, com modos de aplicação 4G, MQTT, TCP/UDP e SMS.

RS485 para MQTT: Obtenção das leituras

No que diz respeito aos contadores, o Eastron SDM630MCT com TCs de núcleo dividido é uma especificação comum — trifásico, Modbus RTU sobre RS485, variantes com certificação MID disponíveis e documentação de registo amplamente divulgada.

O gateway realiza a tradução. Consulta os registos de cada contador em intervalos fixos e republica os valores como payloads MQTT. A execução da conversão RS485 para MQTT desta forma mantém o medidor no protocolo para o qual foi concebido, ao mesmo tempo que oferece ao lado da cloud um transporte moderno — e significa que a plataforma nunca precisa de comunicar via Modbus.

Documentámos este processo diretamente: ligando um gateway ao Ubidots via MQTTe ligando um medidor da série Eastron SDM230M para o mapeamento de registos do lado do medidor.

Os dispositivos de segurança que os tutoriais omitem

Uma instalação de um tomógrafo computorizado com fio utiliza componentes que nunca constam de uma lista de peças elaborada por alguém que nunca fez uma instalação deste tipo. Especifique-os:

• Um curto-circuito no TC ou um bloco de teste em cada secundário. Um secundário de TC aberto sob carga gera uma tensão perigosa. Isto não é opcional.
• Derivações de tensão com fusíveis e isolamento em cada fase.
• Tomógrafos de núcleo dividido, pelo que o alimentador nunca é aberto.
• É necessária uma caixa DIN separada no caso de o painel existente não ter espaço livre nos carris, o que é comum.

Esta é também a resposta honesta à questão de saber porque é que o hardware da Approach 3 parece mais barato e, muitas vezes, não é: o medidor é barato, mas a instalação segura do mesmo não é.

Ideal para: circuitos concentrados onde existe uma janela de desligamento disponível e a precisão da medição necessita de resistir a uma contestação de faturação.

Abordagem 4: Um medidor celular para calha DIN sem Gateway

A quarta abordagem elimina toda uma classe de hardware. Em vez de sensores e de uma gateway, o próprio medidor carrega o rádio.

O Acrel ADW300 é o exemplo mais claro. De acordo com o manual de instalação da Acrel, trata-se de um contador trifásico para calha DIN com um módulo sem fios integrado que suporta 4G LTE, Wi-Fi, NB-IoT, LoRa e LoRaWAN, bem como RS485 — e comunica através de MQTT, Modbus-RTU e Modbus-TCP. Mede a potência ativa e reativa, a corrente, a tensão e os harmónicos com uma precisão de classe 0,5S, em gamas de 45 a 65 Hz e CA 230/400/690 V, com suporte até 3×2000 A através da bobina Rogowski. Está montado em calha DIN de 35 mm, opera de −40 a +70 °C e armazena 12 meses de histórico de consumo. O ADW300 utiliza TCs internos; o ADW300W utiliza TCs externos, sendo esta a variante para adaptação em barramentos existentes.

O suporte MQTT é o que torna o produto interessante para quem não quer uma cloud de fornecedor no caminho — um monitor de energia trifásico torna-se um dispositivo único, sem gateway para configurar, alimentar ou substituir.

A questão não é a precisão, mas sim a multiplicação. Um medidor mede uma instalação trifásica, e cada medidor tem o seu próprio chip SIM. Com uma ou duas instalações, esta é a arquitetura mais simples apresentada nesta página. Com doze, significa doze subscrições de telemóveis, e o custo recorrente rapidamente supera a poupança com o hardware.

Ideal para: um único serviço principal ou alguns painéis, onde minimizar o número de dispositivos é mais importante do que o detalhe por filial.

Abordagem 5: Uma construção personalizada com um módulo celular

A quinta abordagem é para quando nada disponível no mercado tem o formato adequado — um fabricante de equipamento original (OEM) que incorpora a medição no seu próprio produto, um invólucro invulgar ou uma medição que os medidores comerciais não oferecem.

O Blues Notecard é o componente básico comum. A especificação de 2026 refere: o Notecarrier-B , que aparece em descrições de projetos mais antigos, foi descontinuado, e a Blues direciona os utilizadores para os Notecarrier X e XM. A actual linha de cartões é composta por CX, F, X, XM, XS, Pi e A.

Na área da rádio, o Notecard Cellular está disponível nas variantes LTE Cat 1 bis, Cat 1, Cat M e NB-IoT , com cobertura na América do Norte, EMEA e a nível global. O Notecard Cell+WiFi acrescenta failover Wi-Fi, o Notecard LoRa satisfaz as necessidades de baixo consumo de energia e, como novidade para 2026, o Notecard para Skylo combina satélite 5G NTN com NB-IoT/LTE-M celular, Wi-Fi e GNSS por $— o que torna possível o acesso a estações de bombagem ou subestações remotas sem a necessidade de um terminal de satélite dedicado. 89

Como é que isso se traduz comercialmente

A Output Industries é o exemplo público mais claro desta norma, embora valha a pena descrevê-la com precisão: trata-se de uma plataforma de desempenho para a manufatura, e não de uma implementação puramente energética. A empresa construiu o Busroot, um produto de inteligência para o chão de fábrica, com base na conectividade da Blues — especificamente Wireless para Opta, combinando o Notecard com o controlador industrial Opta da Arduino — de forma a que a plataforma seja fornecida com a sua própria ligação celular e não exija alterações na rede de TI do cliente. A Blues reporta "cinco a dez dispositivos implementados e a transmitir dados num dia" e melhorias de produtividade de 20 a 25%, e cita uma empresa de reciclagem de metais que transformou a monitorização de energia em proteção de lucros, sem divulgar números específicos.

Esta é a verdadeira questão para a Abordagem 5. Não que seja a forma mais barata de medir um painel — não é —, mas sim que, se vende um produto de monitorização, possuir o dispositivo significa possuir a conectividade, a caixa e a experiência de instalação. A Blues mantém também uma página de soluções de monitorização de energia que abrange a análise de consumo, a manutenção preditiva baseada na assinatura energética e a gestão de pico de carga.

Na cloud, a Blues documenta o encaminhamento dos dados do Notecard para Ubidots criando uma rota HTTP/HTTPS geral no Notehub, apontando-a para o endpoint do dispositivo com um token de autenticação no cabeçalho e aplicando uma transformação JSONata para formatar a carga útil. O dispositivo nunca comunica diretamente com a plataforma — quem o faz é o Notehub.

Ideal para: Fabricantes de equipamento original (OEMs) e construtores de produtos, onde a dimensão ou o formato é o factor diferenciador.

Um cenário prático: doze impressoras, um MCC

Comparar cinco abordagens em abstrato só vai até certo ponto. Eis um exemplo concreto.

Uma fábrica de injeção de plásticos opera com doze prensas, cada uma com o seu próprio alimentador trifásico com uma capacidade até 250 A, todas alimentadas por um único CCM (Centro de Controlo de Motores) numa sala de distribuição. A energia é um dos três principais custos variáveis ​​— aquecedores de cilindro e bombas hidráulicas — e o responsável da fábrica pretende o valor em kWh por mil peças, por prensa, para que uma máquina com problemas de deriva seja contabilizada como custo antes de se tornar uma avaria.

Vale a pena analisar este cenário porque inverte a regra que este artigo acabou de estabelecer em duas mil palavras. As prensas estão fisicamente dispersas pelo chão da fábrica — o caso clássico da fixação em máquinas. Mas estão concentradas eletricamente: cada prensa tem um alimentador dedicado que termina numa sala de distribuição. Os dados de cada máquina estão, portanto, disponíveis sem que seja necessário aproximar-se dela.

Este simples facto elimina o principal argumento a favor da abordagem dispersa, e vale a pena verificar isto em qualquer local antes de especificar o hardware. Solicite o esquema unifilar antes de pedir um orçamento.

Custo do hardware, doze pontos trifásicos

Doze pontos trifásicos significam 36 canais de corrente, e este número controla tudo o que está abaixo. Os preços indicados são os preços de tabela de distribuidores dos EUA, referentes a setembro de 2026; não incluem a instalação e os preços variam consoante a região.

Fontes: Preços do Milesight CT, gateway e UC300 da MCCI; CTH01 e os seus transformadores de corrente RCT-RJ11 da Choovio; TRB247 da NTS Direct; Notecard e Notecarrier da loja Blues; preço de mercado do SDM630MCT para a versão de ligação direta V2 — a variante MCT difere e necessita de uma cotação específica. A Teltonika e a Acrel não publicam preços de tabela, razão pela qual uma linha indica "cotação via distribuidor" — esta classe de dispositivos não é adquirida com base numa lista de preços.

Lendo a tabela

A opção mais barata não é a resposta, e nem a mais cara.

A primeira abordagem é desqualificada pela sua capacidade, não pelo preço. Custando aproximadamente $, encontra-se numa gama intermédia, mas os alicates amperímetros CT303 medem apenas corrente. O requisito é de kWh por mil unidades. Os sensores que medem apenas corrente não conseguem atingir esta quantidade.

A abordagem 3 tem o menor custo de hardware e o maior custo total. Doze contadores e um gateway custam cerca de $, mas a lista de equipamento está incompleta: 36 transformadores de corrente de núcleo dividido, um bloco de curto-circuito por secundário, derivações de tensão com fusíveis por fase e provavelmente uma caixa DIN separada, tudo isto precisa de ser instalado por um eletricista licenciado durante uma janela de paragem programada que uma fábrica de moldagem não quer conceder. Ainda assim, continua a ser a solução ideal caso as leituras sejam questionadas comercialmente.

A Abordagem 2 é a opção com o hardware mais caro e provavelmente a especificação correta neste caso. Cerca de $compram três hubs, 36 transformadores de corrente (TCs) e um gateway — e é a única opção na tabela que oferece potência e qualidade de energia reais numa instalação em funcionamento. Sem despedimentos, sem secundários de TC para proteger, sem conversas com o proprietário do imóvel. Numa central onde o tempo de inatividade é medido em ciclos perdidos, isto vale mais do que a $3.500

A abordagem 4 falha no custo recorrente, não no capital. Doze medidores significam doze SIMs. Mesmo com uma baixa taxa mensal por SIM, doze subscrições ativas durante toda a vida útil da instalação excederão a capacidade de processamento do hardware, e cada uma delas representa um problema distinto a notar quando deixa de funcionar.

A Abordagem 5 não é uma compra, é um projeto. A lista de materiais é a mais barata da página, cerca de $, e é o número mais enganador da tabela: doze nós de firmware personalizado, design de armários, seleção e calibração de TC constituem um programa de engenharia. Isto é totalmente racional se for a Output Industries e a medição for o seu produto. Não é racional instrumentar apenas uma planta.

A lição geral aplica-se para além deste cenário. O custo do hardware é o termo mais baixo da equação e o único que alguém inclui numa folha de cálculo. Interrupções na instalação, quantidade de SIMs e se o dispositivo consegue medir o que realmente prometeu são os fatores que determinam o resultado.

Como inserir os dados numa plataforma de monitorização

Todas as cinco abordagens convergem para a mesma questão, e é ela que decide se a monitorização remota de energia funciona realmente: como é que a leitura chega a um dashboard? Três meios de transporte abrangem o tema.

MQTT — O padrão para Gatewaye contadores

O MQTT é a escolha certa sempre que o dispositivo o suporta, incluindo o ADW300, o UC300 e as Teltonika TRB gateway.O dispositivo publica num broker num tópico e a plataforma inscreve-se. É eficiente em redes celulares, lida com ligações intermitentes e não exige que o dispositivo mantenha uma ligação aberta como acontece com o polling HTTP.

Gateway LoRaWAN sobre MQTT

As abordagens 1 e 2 têm um passo extra: os sensores comunicam via LoRaWAN com o gateway, e o gateway encaminha os dados para um servidor de rede. A partir daí, uma LoRaWAN MQTT gateway faz a ponte com a plataforma. Existem dois formatos comuns — o gateway a publicar diretamente através do MQTT ou um servidor de rede, como o The Things Stack, atuando como intermediário.

Documentámos ambos os processos: Milesight gateway ao Ubidots via MQTT para o caminho direto e a ligação de sensores Milesight através do The Things Industries quando já está instalado um servidor de rede.

Encaminhamento HTTP e de nuvem para nuvem

A abordagem 5 normalmente encaminha a comunicação de nuvem para nuvem, como a rota do Notehub acima. O dispositivo comunica com a nuvem do fornecedor, e a nuvem do fornecedor comunica com a sua — o que é conveniente e vale a pena confirmar se consegue exportar dados dessa nuvem.

Qual a abordagem que deve escolher?

Responda a duas perguntas por ordem, e o campo reduzir-se-á a uma ou duas opções.

Primeiro: precisa de potência ou apenas de corrente? Se um perfil de carga responder à sua pergunta, os alicates amperímetros são a ferramenta mais barata e a Abordagem 1 será provavelmente a solução. Se precisar de kWh que qualquer pessoa aceite, ou de factor de potência, ou de harmónicos, a Abordagem 1 está descartada antes mesmo de o preço entrar na discussão.

Segundo: os circuitos estão dispersos ou concentrados? Os dispersos — vários painéis numa unidade alugada ou uma necessidade real de isolar cada máquina — apontam para a Abordagem 1 com uma gateway. Concentrados num único painel ou sala de distribuição apontam para a Abordagem 2 se não puder suportar um desligamento, e para a Abordagem 3 se puder e os números precisarem de ser defensáveis. Um único serviço trifásico sem necessidade de um gateway aponta para a Abordagem 4. E se estiver a desenvolver um produto em vez de instrumentar um local, a Abordagem 5.

Uma decisão é comum a todas as cinco: antes de comprar, confirme se o dispositivo consegue publicar dados num broker ou endpoint que controla. Um hardware que apenas comunica com a cloud do fabricante pode satisfazer as suas especificações de precisão, mas ainda assim não cumprir os requisitos de retenção de dados dois anos depois.

Inicie um Ubidots teste e crie os dashboards de acordo com a abordagem que melhor se adapta ao seu website.

Perguntas frequentes

Os transformadores de corrente LoRaWAN medem kWh?

Não de forma fiável. A folha de dados do Milesight CT10x lista a corrente RMS como o seu único parâmetro de deteção e descreve o relatório de energia acumulada como opcional, uma vez que o dispositivo não mede a tensão. Obtém amperes e um perfil de carga. Para medir kWh, fator de potência ou harmónicas, necessita de um dispositivo com entradas de tensão, como o CTH01 ou um medidor para calha DIN.

Devo utilizar sensores sem fios ou um medidor com fios para monitorizar o consumo de energia?

Depende da dispersão dos pontos de medição, e não do tamanho do local. Se os circuitos estiverem distribuídos por vários painéis ou se necessitar do consumo por máquina, a instalação de sensores sem fios ligados a um único gateway terá um custo mais baixo. Se todos os circuitos terminarem num painel central, um hub multicircuito ou medidores com fio para calha DIN num barramento RS485 partilhado terão um custo mais baixo por circuito.

Quantos circuitos consegue um hub de monitorização de energia gerir?

O Milesight CTH01 gere 12 canais de corrente e 3 canais de tensão — até quatro circuitos trifásicos ou doze monofásicos por unidade. Num barramento RS485, um gateway pode consultar vários contadores separados em sequência, de modo a que uma única ligação celular cubra toda a central de distribuição em qualquer direção.

Posso instalar um sistema de monitorização de energia sem desligar o painel?

Sim. Os transformadores de corrente de núcleo dividido prendem-se ao condutor energizado, e o CTH01 adiciona sondas de tensão magnéticas que se fixam aos parafusos do disjuntor sem necessidade de fiação nos terminais — permitindo agora a medição de potência em instalações energizadas. Os medidores convencionais para calha DIN com derivações de tensão com fios requerem frequentemente um desligamento.

O Teltonika TRB245 ainda está disponível?

Não. A Teltonika lista o TRB245 como descontinuado, com datas de fim de encomendas e fim de suporte publicadas. Para a medição de energia, a própria Teltonika recomenda o TRB247, que adiciona DLMS nativo, bem como Modbus e DNP3. Para um único medidor RS485, o compacto TRB145 é suficiente.

Qual a diferença entre RS485 e MQTT para contadores de energia?

RS485 é o padrão de cablagem física utilizado localmente pelo contador, geralmente com Modbus RTU. O MQTT é o protocolo de mensagens utilizado para enviar dados através da internet. Operam em camadas diferentes — um gateway normalmente consulta o contador através do RS485 e republica essas leituras como MQTT na nuvem.

Qual a classe de precisão necessária para a monitorização de energia?

A classe 0.5S é a especificação comum para submedição comercial e industrial, e é a citada na ficha técnica do Acrel ADW300. Se as leituras forem utilizadas para faturação de inquilinos ou numa disputa de recuperação de custos, confirme a classe de precisão de acordo com os requisitos de metrologia locais antes de a especificar.

Porque é necessário um bloco de curto-circuito para o TC?

Um secundário aberto de um transformador de corrente sob carga desenvolve uma tensão perigosa nos seus terminais. Um curto-circuito ou bloco de teste em cada secundário permite que o circuito seja trabalhado em segurança e é uma prática padrão em qualquer instalação profissional de TC, embora raramente apareça em tutoriais online.

Que modelo da gama Blues Notecarrier substitui o Notecarrier-B?

A Blues encaminha os utilizadores do Notecarrier-B para o Notecarrier X e para o Notecarrier XM. O Notecarrier-B foi descontinuado, mas ainda existe suporte para as unidades existentes, pelo que as descrições antigas do projeto que o mencionam permanecem legíveis — o hardware simplesmente já não está disponível para compra.

Como faço para inserir dados de medidores num dashboard sem utilizar a nuvem do fabricante?

Escolha um hardware que comunique via MQTT, Modbus ou HTTP com um endpoint que especifique. Dispositivos como o Acrel ADW300, o Milesight UC300 e a série Teltonika TRB permitem-lhe direcionar o uplink para o seu próprio broker ou plataforma, mantendo as séries temporais em bruto sob o seu controlo, em vez de atrás de um login de fornecedor.

Qual o custo de um sistema de monitorização de energia industrial?

O hardware para doze pontos de medição trifásicos varia entre aproximadamente 800 e 4.700 $, dependendo da abordagem, de acordo com o cenário de custos acima — e a opção de contador celular tudo-em-um não tem $preço de tabela publicado. O hardware também representa o item mais pequeno no custo total. A mão-de-obra para instalação, os períodos de inatividade e as assinaturas SIM por dispositivo geralmente excedem-no: a abordagem com a lista de materiais mais barata, medidores RS485 Modbus num barramento com fios, apresenta o maior custo de instalação.

Qual a diferença entre monitorização de energia e gestão de energia?

A monitorização de energia é a camada de medição: os medidores, sensores e a ligação que enviam as leituras para uma plataforma. A gestão de energia é o que se faz com estes dados — definição de linhas de base, alocação de custos, faturação aos inquilinos e corte de carga. Cada abordagem neste artigo é uma decisão de monitorização, e a camada de gestão está acima dela, limitada pelo facto de o hardware medir apenas a corrente ou a potência real.