Cómo migrar un Nexus 1250 con módulos de E/S a un Nexus 1450

Sustitución de un medidor Nexus 1250 con módulos externos por un Nexus 1450 conservando señales, direcciones y cableado: qué extraer antes, qué cambia en las comunicaciones y cómo trasladar las escalas analógicas.

Resumen. El Nexus 1450 de Electro Industries/GaugeTech es el sustituto natural del Nexus 1250/1252 cuando se agota el soporte de la plataforma antigua o se necesita Ethernet real, DNP3 sobre TCP, IEC 61850 o SNTP. Para quien migra, la buena noticia es que la parte serie, el bus de módulos de E/S y el formato del perfil de Communicator se conservan casi uno a uno; la parte de red cambia por completo. Este artículo recorre el proceso sobre un caso tipo: un 1250 con un módulo de salidas de pulsos 4PO1 y cuatro módulos de salidas analógicas 20mAON4, sustituido por un 1450 con el mismo juego de módulos.

1. Qué se conserva y qué cambia

Lo que se conserva:

• Cuatro puertos serie independientes y aislados (Port 1 conmutable RS232/RS485, Ports 2–4 RS485), con la misma tabla de dirección, velocidad, formato y protocolo.
• Los mismos módulos externos de E/S (1mAON4/8, 20mAON4/8, 8AI1–4, 4RO1, 4PO1, 8DI1), con las mismas direcciones Modbus de fábrica, colgados de un puerto en modo Master (I/O Modules) a 57600 baudios.
• El perfil de dispositivo de Communicator EXT / CommunicatorPQA, que permite copiar relaciones CT/PT, límites, registros históricos y asignación de salidas analógicas.
• La geometría. El 1450 está diseñado como sustitución directa del 1250/1252: misma caja, mismo recorte de panel y mismas fijaciones, y la misma disposición de bornes para tensiones, corrientes, alimentación auxiliar L(+)/N(−) y los cuatro puertos serie. El cableado original del cuadro, con sus terminales ya crimpados, se desconecta del 1250 y se conecta al 1450 en los mismos bornes, sin tirar un solo hilo nuevo. Lo único que no existía en el 1250 son los conectores nuevos: el RJ45 del Port 5, la fibra del Port 6 y la entrada IRIG-B, que solo se cablean si se van a usar.

Lo que cambia:

• Desaparece la pasarela RS485 de la opción Ethernet INP200 del 1250. El 1450 trae dos interfaces de red propias (Port 5 RJ45 y Port 6 fibra), cada una con su IP, sin encadenar medidores detrás.
• La pantalla externa ya no va fija al Port 3; puede ir en cualquiera de los Ports 1–4 a 9600 baudios.
• Un 1450 nuevo de fábrica sale a 9600 baudios en los cuatro puertos serie, mientras que un 1250 de obra suele estar a 57600 en los puertos de PC y de E/S.
• Puertos Ethernet con IP fija de fábrica (10.0.0.1 en RJ45, 10.0.1.1 en fibra) y un conmutador PROG/FIXED bajo el RJ45 para recuperar un medidor con la IP perdida.

2. Antes de retirar el 1250: qué hay que llevarse

El error más caro de esta migración es desmontar el 1250 sin haber extraído lo que solo vive dentro de él y de sus módulos. Con el medidor aún en servicio hay que recoger cuatro cosas.

1. El perfil de dispositivo. Con Communicator EXT o CommunicatorPQA, Retrieve Device Profile y guardar el archivo .nps; después Reports › Device Profile Report y guardarlo en HTML o PDF. Ahí quedan las relaciones CT/PT, la conexión (wye o delta), los fondos de escala de límites y formas de onda, los registros históricos y la tabla de comunicaciones de los cuatro puertos.
2. La tabla de módulos. En Device Profile › I/O Modules anotar, para cada módulo, su número de fila, su identificador (AO Module 1, KYZ Module 1…), tipo, dirección Modbus y puerto del medidor. Es el mapa que luego se reproduce en el 1450.
3. La asignación de canales de cada módulo, módulo a módulo. Este es el punto que sorprende: el Device Profile Report del 1250 trae, para los módulos analógicos, solo Port Number y Module Address; las filas Assigned Channel / Scale High / Scale Low salen vacías porque esa información se guarda en el propio módulo, no en el medidor. Hay que abrir cada módulo con el botón Edit de Module Settings (diálogo Analog Output 4 to 20 mA External Module Programmer) y copiar magnitud, valor a 20 mA y valor a 4 mA de cada canal; para el KYZ, la magnitud y el peso de pulso de cada salida. Una captura de pantalla por módulo es suficiente y más fiable que transcribir.
4. Lo que hay fuera del medidor. Qué lazo 4–20 mA va a qué entrada del sistema de control, qué contador recibe cada salida KYZ, la IP del 1250 si lleva INP200 y qué equipos cuelgan de su pasarela RS485, y el sufijo de alimentación (control power) de la etiqueta.

En el caso tipo, el inventario del 1250 queda así:

Antes de tocar el 1450 conviene hacer la misma lectura de su etiqueta: un medidor con opción D (18–60 V DC) no arranca con auxiliar de 230 V AC ni de 125 V DC, y la opción no se cambia en campo.

3. Comunicaciones: valores de fábrica y primer enlace con el 1450

La primera conexión falla casi siempre por la velocidad, no por el cable. Hay tres juegos de valores que conviene no confundir: los que EIG documenta como de fábrica, los que suele tener un medidor ya programado en obra, y los que Communicator rellena en un perfil en blanco (9600, Modbus RTU, 8-N-1), que son del software y no dicen nada del estado del medidor.

Nexus 1250/1252 (manual E107706, Communicator §2.2). De fábrica: Port 1 dirección 1 a 57600, Port 2 a 57600, Port 3 a 9600 (pantalla externa o módulos) y Port 4 a 57600; todos Modbus RTU, 8-N-1, retardo 0 ms. En instalaciones ya programadas es frecuente encontrar el puerto de 9600 en el Port 2 y los Ports 3 y 4 como maestros de E/S a 57600. Si un puerto no contesta a 57600, probar 9600 antes de dar nada por averiado. El Port 1 es conmutable RS232/RS485 con el selector bajo el conector; en RS232 es DCE (DB9 hembra, pin 2 Tx, 3 Rx, 5 GND) y no admite más de 15 m.

Nexus 1450 (manual E171701 §4 y §5, quickstart E171703). Un medidor nuevo responde a 9600 en los cuatro puertos serie: Modbus RTU en RS485 y Modbus ASCII en el RS232 del Port 1. Port 4 puede además actuar como maestro RTU genérico sobre esclavos Modbus (hasta 128 registros). Los dos puertos Ethernet salen con IP fija y DHCP desactivado:

Sin bonding ni teaming: si se usan los dos puertos deben estar en subredes distintas, que es justo lo que hacen los valores de fábrica.

Primer enlace recomendado: Ethernet. Poner el conmutador PROG/FIXED que hay bajo el RJ45 en FIXED (el medidor contesta en 10.0.0.1 aunque tenga otra IP grabada; el tercer LED del puerto lo indica), dar al PC una IP manual en la misma subred (por ejemplo 10.0.0.10 / 255.255.255.0, sin puerta de enlace), cable Ethernet directo y ping 10.0.0.1. Abrir http://10.0.0.1 en el navegador muestra WebView sin instalar nada: es la prueba de enlace más rápida. Después, en Communicator, Connect › Network con Device Address 1, host 10.0.0.1, puerto 502, Modbus TCP. Al terminar, volver el conmutador a PROG y devolver el PC a DHCP.

Primer enlace por serie, si no hay Ethernet a mano. Port 1 (RS232 en el propio medidor), dirección 1, 8-N-1, Modbus RTU; 9600 si el equipo es nuevo, 57600 si ya estuvo programado. Para RS485 hacia el PC se usan los Ports 2–4 o un conversor.

Los puertos de E/S no se tocan de velocidad. Los módulos salen de fábrica a 57600 y el puerto del medidor que los gobierna debe ir a 57600, Modbus RTU, 8-N-1, retardo 0 ms y modo Master (I/O Modules). Es la misma configuración en el 1250 y en el 1450; en un 1450 nuevo hay que programarla, porque sale a 9600.

La pasarela desaparece. En un 1250 con INP200 el Port 2 hacía de pasarela RS485 (9600, retardo 3825 ms) hacia otros medidores encadenados, con la dirección 1 reservada al propio medidor. En el 1450 no existe: cada equipo que colgaba de esa pasarela necesita ahora su propia IP o un conversor RS485/Ethernet externo.

Dos avisos del manual que ahorran un viaje: Modbus RTU no funciona a través de módem (ese puerto debe ir en Modbus ASCII a 9600 sin control de flujo), y cualquier puerto que alimente una pantalla P40N+/P41N+/P43N+/P70N debe estar a 9600, dirección 1.

4. Módulos de E/S: direccionamiento, alimentación y cableado

Los módulos externos son los mismos en las dos plataformas (manual E134-7-15), así que la regla práctica es reproducir en el 1450 exactamente la tabla I/O Modules del 1250: mismo número de fila, mismo identificador, misma dirección y mismo puerto. Si los módulos físicos son nuevos, hay que redireccionarlos para que coincidan.

Direcciones de fábrica y la regla de los buses. Cada tipo de módulo sale con una dirección fija: 128 (1mAON4/8), 132 (20mAON4/8), 136–148 (8AI1–4), 156 (4RO1), 160 (4PO1) y 164 (8DI1), todos a 57600 baudios. Dos módulos del mismo tipo en el mismo puerto contestan a la vez y hay que cambiar la dirección de uno de ellos. Port 3 y Port 4 son buses Modbus independientes, así que la misma dirección puede repetirse entre puertos sin conflicto.

Presupuesto de alimentación. El medidor entrega por sus puertos RS485 un total de 12 VA para módulos, con un máximo de cuatro módulos y solo dos analógicos (E134-7-15 §2.2.3, E171701 §10.6.1). Consumos de tabla: 20mAON4 5,0 VA, 20mAON8 8,5 VA, 4PO1 2,7 VA, 1mAON4 2,7 VA. Con cuatro analógicos hace falta una fuente externa PSIO (90–240 V AC/DC, 12 V DC de salida, 12 VA, hasta cuatro módulos); para auxiliares de 24 o 48 V DC, EIG indica el PB1 en lugar del PSIO. Los puertos laterales de los módulos propagan RS485 y alimentación a todo el grupo, y el manual no contempla mezclar medidor y PSIO en un mismo grupo físico, de modo que cada fuente alimenta su propio grupo.

Reparto del caso tipo, con un solo PSIO:

El medidor alimenta el 4PO1 y los dos analógicos con menos lazos (2,7 + 5,0 + 5,0 = 12,7 VA de tabla, pero los 5,0 VA son el máximo con los cuatro lazos activos; con cinco lazos de ocho la carga real queda por debajo de 12 VA). El PSIO alimenta los dos analógicos más cargados (10 VA). Si el medidor reiniciase el bus de E/S por falta de potencia, el plan B es intercambiar el 4PO1 con uno de los analógicos del PSIO o añadir un segundo PSIO.

Cómo cambiar la dirección de un módulo (E134-7-15 §2.2.2, §2.2.3.1, cap. 4). Siempre con el módulo suelto, antes de acoplarlo al grupo:

1. Alimentar el módulo por +V/−V (PSIO o latiguillo del medidor) y conectar A(+), B(−) y S a un conversor RS485↔USB del PC.
2. En Communicator, Connect con la dirección actual (132 en un 20mAON4 nuevo), 57600, 8-N-1, Modbus RTU.
3. I/O Devices › Stand Alone Programmer: cambiar Address (133 o 134 en el caso tipo). Dejar 57600 y retardo 0 para que coincidan con el puerto del medidor.
4. Send: el módulo se reinicia con la nueva dirección. Etiquetarlo con identificador y dirección antes de montarlo.

Si la dirección es desconocida, mantener Reset 3 s: el módulo responde en la 247 a 57600 durante 30 s. Con cualquier maestro Modbus (FC06/FC16) también se puede escribir el registro 45057 (dirección), 45058 (baudios: 0=4800, 1=9600, 2=19200, 4=57600, 5=115200) y después cualquier valor en 65410 para reiniciar.

Cableado. Bornes del puerto RS485 del medidor, de izquierda a derecha: +V · −V · S · − · +. Bornes del puerto lateral hembra del primer módulo: A(+) · B(−) · S · −V · +V. La correspondencia es + → A(+), − → B(−), S → S, +V → +V, −V → −V. El grupo alimentado por el medidor recibe los cinco hilos; el grupo del PSIO recibe del mismo bus una derivación de solo A(+), B(−) y S, y el PSIO va siempre a la derecha de su grupo, encajado en el puerto macho del último módulo. S es pantalla, no tierra: se conecta a tierra en un solo punto por bus. Cable 20 AWG apantallado; RS485 hasta 1 220 m, pero por encima de 60 m EIG pide fuente remota y terminación de 120 Ω en ambos extremos. Montaje con un kit MBIO por grupo: módulo izquierdo al soporte con tuerca PEM, encajar los siguientes, apretar y cerrar con el soporte derecho; panel o carril DIN con los clips.

5. Traslado del perfil y de las escalas analógicas

El perfil del 1250 no se carga tal cual en el 1450: son archivos .nps de plataformas distintas. Lo que se hace es abrir el perfil del 1450 en Communicator y reproducir, bloque a bloque, lo que dice el Device Profile Report del 1250. En orden:

1. General Settings › CT, PT and System Hookup. Relaciones CT y PT, conexión (3 elementos estrella, 2,5 elementos o delta), frecuencia nominal. Son los valores que fijan todas las escalas que vienen después.
2. Communications. Port 1 para el PC; Port 3 y Port 4 a 57600, Modbus RTU, 8-N-1, retardo 0, modo Master (I/O Modules); Port 5 con la IP de planta que vaya a tener el medidor (la de fábrica solo sirve para la puesta en banco).
3. I/O Modules. La tabla de cinco filas del apartado anterior, con el mismo número, identificador, dirección y puerto que en el 1250.
4. Limits, Log Settings y Full Scales. Copiar límites, intervalos de los registros históricos y fondos de escala de formas de onda; el 1450 añade registros y opciones que no existían, que se dejan en su valor por defecto.
5. Asignación de canales de cada módulo, a mano, desde las capturas tomadas en el 1250.

Las escalas analógicas se introducen en secundario. El diálogo External Module Programmer lo avisa: para tensión, corriente y potencia los valores a 4 y 20 mA se dan en magnitudes de secundario del medidor, no en valores de planta. La conversión sale de las relaciones del perfil. En el caso tipo, con CT 1 200:5 y PT 15 000:110, k_i = 1 200 / 5 = 240, k_v = 15 000 / 110 = 136,36 y k_p = k_i · k_v = 32 727,3.

Un fondo de escala de ±30 MW se programa como ±916,6667 W de secundario (30·10⁶ / 32 727,3), y ±20 MVAr como ±611,1111 var. Conviene calcular el valor exacto una vez y usarlo idéntico en todos los módulos que saquen la misma magnitud: dos módulos con 916,6667 y 916,6700 están diciendo lo mismo, pero en una revisión posterior parecen un error.

Asignación del caso tipo (magnitudes de 0,05 s, es decir, lectura instantánea):

Los canales sin asignar se dejan en Not Assigned; el diálogo los rellena con 20,0000 / 4,0000, que no es una escala real y no hay que corregirla. Antes de replicar cada canal conviene comprobarlo contra el fondo de escala del medidor: un canal de tensión de fase con 45 → 55 estaría saturado en servicio normal (nominal 63,5 V de secundario) y casi seguro es una banda de frecuencia asignada a la magnitud equivocada en el equipo antiguo. La migración es el momento de corregirlo, no de copiarlo.

Salidas KYZ (4PO1). Cada salida se asigna a un acumulador de energía y a un peso de pulso. Caso tipo: salida 1 kWh entregados, salida 2 kWh recibidos, salida 3 kvarh entregados, salida 4 kvarh recibidos, a 10 kWh o kvarh por pulso. El peso se elige para que a plena carga la frecuencia de pulsos quede dentro de lo que admite el contador receptor; con 30 MW y 10 kWh/pulso salen 3 000 pulsos por hora, menos de uno por segundo.

Lo que cambia respecto al 1250 al guardar. El perfil del 1450 lleva la lista de reinicios con Reset Unit to Boot Mode — Default Communications Settings habilitado: conviene dejarlo así, porque permite recuperar un puerto mal programado desde el botón de reset. Guardar el .nps del 1450 y su Device Profile Report junto a los del 1250 cierra la documentación de la migración.

6. Puesta en servicio y verificación

La secuencia que menos sorpresas da es hacerlo todo en banco con el 1450 alimentado de auxiliar y los módulos montados, y llevar al cuadro un conjunto ya probado. Como el 1450 ocupa el mismo hueco y repite la disposición de bornes del 1250, el cambio en el cuadro es un desconectar y volver a conectar: tensiones, corrientes, auxiliar L(+)/N(−) y los latiguillos de los puertos serie se pasan hilo a hilo a los mismos bornes, con los mismos terminales. Antes de desconectar conviene fotografiar la regleta del 1250 y cortocircuitar los secundarios de los CT en la bornera de pruebas. El fusible externo recomendado sigue siendo de 5 A / 250 V lento, con tierra independiente (nunca a través del negativo de una fuente DC).

1. Comprobar en la etiqueta del 1450 el sufijo de control power (D2 para 96–276 V AC/DC, D para 18–60 V DC) frente a la auxiliar del cuadro.
2. Redireccionar, sueltos y uno a uno, los módulos que lo necesiten (133 y 134 en el caso tipo) y etiquetar los cinco con identificador y dirección.
3. Montar los grupos físicos entre sus soportes MBIO: 4A (KYZ Module 1 + AO Module 3), 4B (AO Module 1 + AO Module 2 + PSIO a la derecha) y Port 3 (AO Module 4).
4. Cablear los latiguillos y la derivación del 4B; pantalla a tierra en un solo punto por bus.
5. Alimentar el PSIO y el medidor. Comprobar que 4A y Port 3 arrancan solo con el medidor y 4B solo con el PSIO: un grupo que arranca con la fuente equivocada tiene +V/−V donde no debe.
6. Conectar por Ethernet (FIXED, 10.0.0.1) y cargar el perfil preparado: CT/PT, comunicaciones con Port 3 y Port 4 como Master (I/O) a 57600, tabla I/O Modules, límites y registros.
7. Abrir cada módulo desde Device Profile › I/O Modules › Edit e introducir la asignación de canales y las escalas en secundario; Send en cada uno.
8. Verificar: LED TX/RX parpadeando en los cinco módulos; con el medidor en vacío cada lazo de tensión y corriente debe dar 4,00 mA y los de potencia 12,00 mA (cero en el centro de la escala bipolar). Medir con carga ≤ 500 Ω por lazo.
9. Con una fuente de inyección secundaria, aplicar 110 V y 5 A y comprobar 20,00 mA en los lazos de tensión de línea y de corriente, y que la lectura de WebView coincide con la inyección en primario (15 000 V, 1 200 A).
10. Dejar el conjunto funcionando media hora y comprobar que el medidor no reinicia el bus de E/S (los módulos no parpadean a la vez ni desaparecen de la tabla). Si lo hace, aplicar el plan B del reparto de potencia.
11. Programar la IP de planta, volver el conmutador a PROG, guardar el .nps definitivo y el Device Profile Report, y precintar.

En el cuadro solo quedan el cambio físico del medidor, la conexión de tensiones, corrientes y auxiliar, y la conexión de los lazos 4–20 mA y KYZ al sistema de control siguiendo el inventario del principio.

7. Problemas habituales

Fuentes

• Electro Industries/GaugeTech, Nexus 1250/1252 User Manual, Doc# E107706 (§5, §9.4, §11.2).
• EIG, Nexus 1450 User Manual, Doc# E171701 (§1.5, §3.5, cap. 4, 5, 9 y 10).
• EIG, Nexus 1450 Quickstart Guide, Doc# E171703.
• EIG, Modbus Communicating I/O Modules Manual, Doc# E134-7-15 (cap. 2 y 4).
• EIG, Communicator EXT / CommunicatorPQA User Manual, §2.2.
• Documentación original en electroind.com.