Caso de estudio · Alumbrado público
El alumbrado, visible desde la oficina. Un controlador en cada cuadro.
Maniobra, medida trifásica y alarmas, del cuadro de alumbrado a la web por GPRS.
Encender a su hora, medir la energía, avisar de cada fallo.
El controlador del cuadro maniobra, mide e informa.
El Smart Light Controller (SLC19R) es un controlador que Industrial Shields diseña y fabrica en Sant Fruitós de Bages, cerca de Barcelona, para los cuadros de alumbrado público. Desde 2022, ayuntamientos y diputaciones de España lo usan para gestionar su alumbrado. Hoy gobierna más de 300.000 luminarias. Esta página explica el patrón: qué hace el controlador en un cuadro, cómo se comunica con la plataforma y qué hardware puedes usar en un proyecto similar.
El cuadro
Un cuadro, tres equipos, listo para cablear.
Fotos de la documentación del producto: un cuadro de alumbrado de referencia con el Smart Light Controller, el analizador de red y la fuente de alimentación, y el esquema de conexionado del caso original.
El reto
Luz cuando hace falta. Aviso cuando falla.
Las luces deben encenderse y apagarse a horas precisas según la ubicación y el calendario. El ayuntamiento necesita el consumo de cada cuadro y una alarma cuando falla un grupo de lámparas, se abre una puerta o se corta un cable. Cada cuadro de alumbrado necesitaba un controlador que hiciera cuatro tareas e informara a una sola plataforma.
Maniobrar a su hora
El encendido y el apagado siguen el ocaso y el orto del municipio, con un desfase en minutos si el ayuntamiento lo quiere.
Ver las averías
Un grupo de lámparas apagado o una protección disparada tiene que generar una alarma en la plataforma.
Proteger el cuadro
Las puertas abiertas y el robo de cable son riesgos reales en un cuadro de exterior. Los dos deben generar una alarma.
Medir el consumo real
Tensión, corriente, potencia y factor de potencia por fase. Los datos reales de cada cuadro son la base de una auditoría energética.
Un cuadro o toda una provincia
Cada cuadro se comunica directamente con la plataforma por la red móvil, con su propia SIM. No hay concentradores ni red de radio propia que desplegar.
Cómo funciona
Tres bucles: maniobrar, medir, seguir.
El controlador ejecuta tres bucles en cada cuadro: maniobrar los circuitos con un horario astronómico, medir las tres fases y generar alarmas, y seguir trabajando cuando cae el enlace. Las funciones salen de la documentación del producto. Los valores y los tiempos de los paneles son una simulación ilustrativa.
Encendido al ocaso, apagado al orto, reducción de noche
El controlador ejecuta el horario de encendido y apagado por sí mismo. El horario puede usar horas fijas o, lo habitual en alumbrado público, las horas de orto y ocaso del municipio, adelantadas o retrasadas unos minutos. Una programación puede valer entre dos fechas o ser permanente. Si las luminarias lo permiten, la plataforma también envía perfiles de regulación y un punto de medianoche.
- Las salidas de relé gobiernan los contactores de cada circuito
- Horario astronómico con desfase en minutos
- Regulación por U6Me2 (Tridonic) o CodedMains (Philips), si la instalación lo permite
- Encendido y apagado remoto de un circuito o de todo el cuadro
Horas de orto y ocaso de ejemplo. En el sistema real el controlador guarda las horas de orto y ocaso del municipio. Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo y tiempos a escala. Sin programa ni datos de una instalación real.
Tres fases medidas, cada alarma en el mapa
Un analizador de red Circutor CEM-C21 en el cuadro mide tensión, corriente, potencia activa y factor de potencia. El controlador lo lee por Modbus RS-485 y envía los valores por GPRS. Las entradas digitales vigilan el cuadro: puerta abierta, robo de cable, fallo de fase o protección disparada. Cada entrada se declara en la plataforma con su descripción y su estado de alarma.
- Tensión, corriente, potencia activa y factor de potencia por fase
- Alarma por cambio brusco de consumo
- Entradas de puerta y robo de cable, cableado NA o NC
- Histórico con mínimo, media y máximo por fase y por día
Mensajes a la plataforma (ejemplo)
Valores y umbral de ejemplo. Los umbrales reales de alarma se configuran en cada instalación y no se publican.
Cae el enlace. La calle sigue iluminada.
Cada cuadro trabaja de forma autónoma. Si cae el enlace móvil, el controlador mantiene su horario y sigue maniobrando las luces. También guarda registros en una tarjeta microSD. La plataforma marca un cuadro como no localizable cuando no recibe datos suyos en 60 minutos.
- Horario guardado en el controlador, hora de su reloj de tiempo real
- Registros locales en una tarjeta microSD
- No localizable tras 60 minutos sin datos
- Actualizaciones remotas del software, sin ir al cuadro
Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo y tiempos a escala. Sin programa ni datos de una instalación real.
Arquitectura del sistema
¿Cómo gestiona un controlador un cuadro de alumbrado público?
El analizador de red mide las tres fases y se comunica con el Smart Light Controller por Modbus RS-485. El controlador gobierna los contactores con sus relés y lee las entradas de alarma. Envía medidas, estados y alarmas por GPRS/GSM a la plataforma, y recibe órdenes de encendido y apagado, horarios y consignas de regulación. La plataforma tiene una web y una app móvil con etiquetas NFC en los puntos de luz.
| Flujo | Entre | Tipo | Función |
|---|---|---|---|
| Medida de fases | EntreCEM-C21 → controlador | TipoModbus RS-485 | FunciónTensión, corriente, potencia activa y factor de potencia del cuadro |
| Maniobra de circuitos | EntreControlador → contactores | TipoSalidas de relé | FunciónEncendido y apagado de cada circuito o de todo el cuadro |
| Alarma de puerta | EntreSensor de puerta → controlador | TipoEntrada digital | FunciónDetecta la puerta del cuadro abierta |
| Alarma de robo de cable | EntreDetector de robo → controlador | TipoEntrada digital | FunciónGenera una alarma cuando se corta un cable |
| Otras alarmas | EntreContactos de protecciones → controlador | TipoEntrada digital | FunciónPor ejemplo, fallo de fase o protección disparada |
| Regulación | EntreControlador → drivers de luminaria | TipoU6Me2 o CodedMains | FunciónPerfiles de regulación y punto de medianoche, si la instalación lo permite |
| Datos de subida | EntreControlador → plataforma | TipoGPRS/GSM | FunciónMedidas, estados y alarmas |
| Órdenes de bajada | EntrePlataforma → controlador | TipoGPRS/GSM | FunciónÓrdenes de encendido y apagado, horarios y consignas de regulación |
| Registros locales | EntreControlador → microSD | TipoAlmacenamiento local | FunciónGuarda registros en el propio cuadro |
Por qué funciona
Por qué este patrón encaja en el alumbrado público.
Pensado para el cuadro
El controlador va en carril DIN, se alimenta de 12 a 24 Vdc, trabaja de 0 a 60 °C y lleva el marcado CE. Actúa sobre los contactores que ya tiene el cuadro, así que puede convivir con el mando manual.
Sin red que desplegar
Cada cuadro tiene su propia SIM y habla directamente con la plataforma. Un municipio no necesita concentradores ni red de radio propia.
Mismas herramientas, dos generaciones
Los primeros sistemas funcionan con PLC M-Duino. Las instalaciones nuevas usan el ESP32 PLC. Los dos se programan con el Arduino IDE, así que el código y la experiencia pasan de uno a otro.
Hardware
El Smart Light Controller y los PLC que hay detrás.
Smart Light Controller SLC19R
El controlador de este caso. Se suministra como kit completo, listo para el cuadro: el controlador con módem GPRS/GSM y microSIM integrada, un analizador de red CEM-C21, una fuente de 24 Vdc y 31 W, el cable RS-485 y una tarjeta microSD. El kit de exteriores añade la envolvente y una antena externa.
- Entradas
- 6 digitales, de 5 a 24 Vdc, aislamiento galvánico, 4 también analógicas 0-10 V (10 bits)
- Salidas
- 8 relés, 3 digitales o analógicas 0-10 V (8 bits) con PWM
- Comunicaciones
- GPRS/GSM con microSIM integrada, RS-485, Ethernet, RS-232, I2C, SPI, USB
- Integrado
- Reloj de tiempo real, ranura microSD
- Alimentación
- De 12 a 24 Vdc, 30 VA máx.
- Entorno
- De 0 a 60 °C, 10 a 90 % HR, carril DIN, marcado CE
El Smart Light Controller no se vende en la tienda online. Pide el kit y la plataforma a un ingeniero.
M-Duino Ethernet PLC Arduino 19R
Los primeros Smart Light Controller se construyeron sobre PLC M-Duino con un Arduino Mega 2560 original y la misma distribución de 17 E/S. Para tu propio cuadro de alumbrado, el M-Duino 19R maniobra contactores con sus relés y lee un analizador de red por RS-485.
- Entradas
- 6: 4 analógicas/digitales (0-10 V, 10 bits) y 2 digitales optoaisladas, de 5 a 24 Vdc, 2 con interrupción
- Salidas
- 11: 3 analógicas/digitales/PWM (0-10 V, 8 bits), 8 relés (230 Vac 4 A / 24 Vdc 2 A, carga resistiva)
- Comunicaciones
- Ethernet, RS-485, RS-232, serie TTL, I2C, SPI
- Integrado
- Reloj de tiempo real, ranura microSD
- Alimentación
- De 12 a 24 Vdc
- Montaje
- Carril DIN TS35, IP20
Las versiones GPRS/GSM se describen en la ficha técnica de la familia M-Duino GPRS.
ESP32 PLC 19R
Las instalaciones nuevas de Smart Light Controller usan el ESP32 PLC. Un núcleo puede ejecutar las E/S y la lógica de alumbrado mientras el otro gestiona las comunicaciones. El ESP32 PLC 19R tiene la misma distribución de 17 E/S y se programa con el Arduino IDE.
- Procesador
- ESP32 de doble núcleo, hasta 240 MHz
- Entradas
- 6: 4 analógicas/digitales (0-10 V, 11 bits) y 2 digitales optoaisladas, de 5 a 24 Vdc
- Salidas
- 11: 3 analógicas/digitales/PWM (0-10 V, 12 bits), 8 relés (230 Vac 4 A / 24 Vdc 2 A, carga resistiva)
- Comunicaciones
- Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth LE, RS-485, RS-232, I2C, SPI
- Opciones
- Una placa de comunicación: 4G LTE-M/NB-IoT, LoRa o CAN
- Alimentación
- De 12 a 24 Vdc, carril DIN TS35, IP20
El ESP32 PLC 19R tiene la misma distribución de 17 E/S que los primeros controladores, así que es el punto de partida natural para un cuadro similar.
Preguntas sobre este caso
¿Qué hace el Smart Light Controller en un cuadro de alumbrado?
Hace tres tareas a la vez. Maniobra los circuitos de alumbrado a través de los contactores del cuadro, con un horario basado en el orto y el ocaso. Mide los parámetros eléctricos del cuadro con un analizador de red. Y vigila el cuadro con entradas de alarma, como la puerta abierta o el robo de cable. Lo envía todo a una plataforma web y móvil por GPRS/GSM.
¿Cómo mide el consumo de energía?
Un analizador de red Circutor CEM-C21 en el cuadro mide tensión, corriente, potencia activa y factor de potencia. El controlador lo lee por Modbus RS-485. La plataforma guarda el histórico, con valores mínimo, medio y máximo por fase y por día. Con los datos de cada vía (tipo de vía y clase de alumbrado), la plataforma calcula la calificación energética según el Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior (RD 1890/2008, ITC EA-01 a EA-07) y el protocolo de auditoría del IDAE de octubre de 2018. El consumo medido en cada cuadro es la base de una auditoría energética.
¿Qué pasa si cae el enlace GPRS?
El cuadro sigue trabajando. El controlador mantiene su horario, sigue maniobrando las luces y guarda registros en una tarjeta microSD. La plataforma marca el cuadro como no localizable cuando no recibe datos suyos en 60 minutos.
¿Funciona con DALI?
Las páginas del producto citan DALI y el control a 12-24 V para drivers, fuentes de alimentación y balastos regulables. La memoria técnica cita los protocolos de regulación que admite la plataforma: Tridonic (U6Me2) y Philips CodedMains. Para un bus DALI en tu propio proyecto, Industrial Shields también fabrica versiones DALI de sus PLC M-Duino.
¿Aquí "PLC" significa comunicación por línea eléctrica?
No. Aquí PLC significa controlador lógico programable. En alumbrado público, PLC también puede referirse a la comunicación por la línea eléctrica, con concentradores y nodos en malla a nivel de luminaria. El Smart Light Controller trabaja a nivel de cuadro y llega a la plataforma por GPRS/GSM, sin concentradores.
¿Puedo montar un sistema similar con un PLC estándar?
Sí, como patrón. Un M-Duino 19R o un ESP32 PLC 19R tiene 8 relés para los contactores, entradas digitales para las alarmas y RS-485 para un analizador de red Modbus. Añade un enlace móvil y un servidor o un SCADA para los datos. La PLC Solution Library tiene un ejemplo de maestro Modbus RTU por RS-485 para empezar.
Descarga el caso de estudio
PDF de 4 páginas con el reto, la lógica, la arquitectura y el hardware. Sin formularios.
¿Proyecto de alumbrado?
Cuéntanos cómo son tus cuadros. Te responderá un ingeniero.
Dinos cuántos cuadros de alumbrado gestionas, cuántos circuitos tiene cada uno y cómo se regulan las luminarias. Te diremos si encaja el Smart Light Controller o qué PLC usar para tu propio sistema.
- Respuesta de nuestro equipo técnico
- Kit Smart Light Controller y plataforma, o tu propio diseño
- PLC basados en Arduino, ESP32 o Raspberry Pi