Funcionamiento del Software.

 

Ayuda de la Aplicación en Ms Access para el Sistema   de Monitoreo Local para Subestaciones Eléctricas del CITT

 

Modo de ingreso al Sistema de Verificación de la Información Almacenada.

Para iniciar con la consulta de las bases de datos por medio de la herramienta realizada en Access, el sistema solicita una contraseña, la cual esta formada por cuatro dígitos numéricos (XXXX, similar a la que solicita el Cirnet antes de iniciar a operar). Aparece el siguiente cuadro de dialogo en la figura 1 en el cual se debe digitar la contraseña antes mencionada.

Figura 1. Contraseña de la aplicación en ACCESS

Al digitar correctamente la contraseña, el sistema permite elegir a continuación, desde su menú principal las opciones a las cuales se puede acceder.

Figura 2. Menú Principal.

El menú principal muestra cinco opciones, de las cuales las dos primeras (subestación 1 y 2) permiten verificar los diferentes parámetros eléctricos que se encuentran agrupados en el submenú de cada subestación (voltajes  de fase, de línea, potencias, energías, etc.). Estas dos primeras opciones están relacionadas con los dos nodos mínimos con que debía cumplir el sistema de supervisión. Para esta primera defensa solo  se encuentran habilitados los formularios de enlace a las bases de datos de la subestación 1 (ubicada detrás del edificio de eléctrica, en el CITT), para realizar la verificación de los mismos. El submenú correspondiente a la subestación 2 ya se encuentra habilitado, como se planteó, y posee una perfecta comunicación con el software SCADA (esta se encuentra ubicada detrás del edificio de metrología, CITT). Los formularios que pertenecen a este submenú pueden ser consultados al igual que los de la subestación 1 (nodo 1).

Las opciones restantes del menú principal, son la de ejecutar la aplicación Cirnet, la cual permite acceder desde Access a la aplicación personalizada del sistema de monitoreo y adquisición de datos (SCADA). La cuarta opción se refiere a la ayuda para trabajar con la aplicación hecha en MS Access; ayuda que únicamente da la idea de cómo se conforman los formularios, que tipos de formularios posee la aplicación, etc. Se da por entendido que el usuario de la aplicación debe saber utilizar MS Access. La ultima opción u opción cinco es la de salir del sistema; esta opción permite cerrar la aplicación creada en Access y por consiguiente cualquier aplicación que estuviera siendo consultada al momento de ejecutar dicho comando. Pero cabe resaltar que se cancelan solo las aplicaciones relacionadas con Access, mientras que las aplicaciones relacionadas con Cirnet permanecen vigentes.

 

A continuación  se mostrará la apariencia de los submenús correspondientes a cada subestación. La única diferencia entre ellos es el equipo o sistema de potencia al que están aplicados. Para el caso, el submenú relacionado con la subestación 1 es el siguiente:

Figura 3. Menú de la Subestación 1 (Nodo 1).

De la misma forma, pero con la diferencia de que el Submenú 2 se refiere a la subestación 2 (ubicada a detrás del edificio que alberga los laboratorios de metrología)

Figura 4. Menú de la Subestación 2 (Nodo 2).

Descripción de Formularios.

A continuación se realizará la descripción de los diferentes formularios que componen los submenús correspondientes a las subestaciones acopladas al sistema de monitoreo.

Voltajes de Fase.

Cuando se selecciona este formulario en el menú correspondiente a los voltajes de fase, se presentan los diferentes valores de voltaje de fase correspondientes a la subestación 1. estos valores pueden ser consultados desde las diferentes bases de datos que han sido almacenadas en el sistema de supervisión. Es decir, actualmente se tienen almacenados datos de tres meses y cualesquiera de ellos se pueden consultar. La estructura de este formulario para voltajes de fase presenta en pantalla: fecha de la medición y su hora correspondiente, voltajes de cada una de las fases y la frecuencia de la red. Además posee el numero de datos totales que contiene la base de datos del mes correspondiente (mes que esta siendo verificado). Posee un boton de salida para poder evacuar el formulario. De forma comparativa pueden tenerse las mediciones para cada una de las fases para un momento determinado y un día en particular, esto permite que pueda tenerse una idea de cual era el comportamiento del sistema de potencia en dicho momento con respecto al voltaje.

Figura 5. Formulario de Voltajes de Fase.

Voltajes de Línea.

Con la selección del botón correspondiente a los voltajes de línea se accede a un formulario que posee una estructura similar al de voltajes de fase. La diferencia está en que para este caso se verifican los voltajes de línea para la subestación 1, también de forma comparativa con el resto de parámetros como en el caso anterior.

Figura 6. Formulario de Voltajes de Línea.

Voltajes de Línea y Fase.

En este caso se resumen ambos voltajes de la subestación, es decir los voltajes de línea y fase, los cuales pueden ser analizados y comparados de forma compacta en este espacio. En este caso se puede acceder por medio del botón correspondiente en el submenú de la subestación 1.

Figura 7. Formulario de Voltajes de Línea y Fase.

Corriente Eléctrica por Fase.

Al tener acceso al formulario de corriente eléctrica por fase se pueden verificar, además de al fecha y hora de medición y la frecuencia del voltaje que le da origen a estas corrientes. De la misma forma que en los caso anteriores se puede tener acceso a las bases de datos que se han almacenado durante los periodos de medición. Debido a que la subestación 1 esta conectada en estrella en el secundario, la corriente de fase es la misma que la de línea, por cual solo se tiene un formulario para la corriente. En el caso del voltaje se tiene una para voltajes de línea y otro para los voltajes de fase. Puede apreciarse también en este formulario el numero de mediciones realizadas durante el periodo en estudio y el botón para salir del formulario.

Figura 8. Formulario de Corrientes por Fase.

Potencias por Fase.

En este formulario se accede a la información relacionada con todas las potencias que describen a la fase 1: potencia activa, reactiva inductiva y capacitiva. Se presenta también el factor de potencia al cual estuvo trabajando el sistema en la fecha y horas señaladas al inicio del formulario. El resto de las fases del sistema también presentan un formulario especifico para presentar sus datos, estos no se describirán por que en esencia son similares al de la fase 1, y pueden ser accesados de la misma manera que en este caso: seleccionando el botón respectivo en el submenú de la subestación que quiera verificarse, en ambas subestaciones (nodos 1 y 2).

Figura 9. Formulario de Potencias en Fase 1.

Potencia Promedio Trifásica.

Seleccionando este formulario se accede a las potencias promedios del sistema durante el mínimo periodo de tiempo en el cual se realizan las mediciones. Es decir, que si se almacena una base de datos mensualmente, y los periodos de medición son cada 15 minutos, el sistema obtendrá un promedio durante esos 15 minutos de las diferentes potencias medidas en ese lapso, y así sucesivamente durante cada periodo medición. Esto no es así con las demás mediciones, ya que solo se toma la medición instantánea al final de ese periodo. El programa sistema de supervisión solo obtiene el promedio en  el caso de valores promedio de lo contrario obtiene una medición instantánea. El formulario presenta el respectivo factor de potencia promedio para el periodo de medición asignado.

Figura 10. Formulario de Potencias Trifásica.

Promedio de Parámetros Eléctricos.

Al acceder a este formulario se pueden notar, además de la fecha y hora de medición, los promedios trifásicos de los parámetros eléctricos de voltaje y corriente. Estas mediciones también han sido obtenidas conforme al promedio de mediciones en tiempo menor supervisado. Como se ha expuesto anteriormente, este promedio se obtiene sacando el promedio de los parámetros eléctricos instantáneos durante el periodo mínimo de medición (en minutos: 1, 15, 30, etc.). también se ha incluido la frecuencia de operación del sistema.

Figura 11. Formulario de Voltajes y Corrientes promedio.

Demanda Máxima y Energía consumida por Fase.

En cuanto al contenido de este formulario se presentan tanto la energía activa como reactiva (inductiva y capacitiva) consumida durante el periodo de medición. También se presenta la demanda máxima en la fase 1. Debido a que la tarjeta de conexión a la PC instalada en el analizador de redes CIRCUTOR posee parámetros limitados, lo cual permite obtener solo datos de demanda y consumo para la fase 1, no se han creado formularios para el resto de las fases debido a que no se obtuvo ningún modulo que permitiera adicionar las fases restantes, pero con la instalación de una nueva tarjeta de red con parámetros ampliados podrán tenerse el obtenerse mediciones para las tarifas 2 y 3, que corresponden a las fases respectivas.

La demanda máxima es un factor sumamente importante, ya que por medio de este se puede saber cual es el limite al que el sistema de potencia supervisado esta llegando en cuanto a demanda de potencia.

Figura 12. Formulario de demanda y Energía en Fase 1.

Todos los Parámetros Eléctricos.

Este es un formulario de consulta general, el cual abarca todas las variables eléctricas que el sistema puede capturar y presentar. En ambos nodos SCADA se cuenta con esta aplicación y es el único de los formularios que tiene la capacidad de ser impreso desde un comando en el formulario. El resto de formularios puede imprimirse desde la barra de menú en el submenú Archivo. A continuación se muestra este formulario:

 

Figura 13. Formulario de Todas las variables eléctricas.

Registros de las Bases de Datos.

En este formulario se seleccionan los datos completos, en bruto, como son obtenidos por medio de la interfaz con el analizador de redes. Se pueden encontrar todas las mediciones realizadas tanto en el pasado como las actuales. Debido a que se ha configurado para que se realicen por mes, aquí pueden verificarse por mes todas las mediciones que se han especificado en los formularios que hasta el momento se han descrito y accesado.

Figura 14. Formulario de Registros de Datos.

Debe notarse que todos los registros de los datos obtenidos no pueden modificarse, es decir que estos datos solo poseen la característica de ser consultados y las bases de datos están protegidas de tal forma que los registros no puedan ser alterados. A continuación se presenta una base de datos en bruto pertenecientes al sistema de monitoreo. Puede notarse la diferencia entre una forma de visualización sencilla y mas compacta y la forma de presentación por defecto que Cirnet realiza. Aquí se puede notar la importancia de la herramienta en Access.

Figura 15. Base de datos de las variables adquiridas en Julio.

Con esta pantalla termina el desarrollo de la aplicación en Access. Debe recordarse que existen muchas herramientas que pueden ser utilizadas para trabajar con bases de datos, pero se ha querido presentar una forma sencilla de trabajar con ellas, tanto para los desarrolladores de la aplicación, como para el que será el usuario final.

 

Manual de Usuario de la Aplicación SCADA en CirNET .

El Sistema para el monitoreo de Subestaciones Eléctricas estará encargado de realizar un control supervisorio y almacenamiento de datos de estos sistemas. Esta aplicación también será capaz de capturar información en tiempo real para su representación numérica y gráfica, de la siguiente naturaleza:

·        Gráficos lineales.

·        Gráficos de barra.

·        Medidores analógicos.

·        Barras de estado (gráficos porcentuales).

De esta manera poder tener un control efectivo sobre el estado del sistema que se este supervisando. Este control supervisorio se realizará a través de diversos formularios o pantallas en las cuales el usuario podrá buscar información del proceso, estado de las alarmas, etc. Estas  y otras acciones complementarias permitirán obtener conclusiones con respecto a la situación del mismo.

 

Acceso a la aplicación supervisora.

Cuando se inicia la aplicación se presenta una pantalla, en la cual se tendrá que introducir una contraseña, de esta manera tendrán acceso solo el personal responsable del monitoreo, siendo esta una medida de seguridad para el sistema. Al introducirse la contraseña de forma incorrecta se presentara un mensaje de error, la cual le pedirá al usuario que reintente introducir la contraseña correcta.

 

 

Figura 16. Esquema de pantalla del Password.

Después de introducir correctamente la contraseña se tendrá acceso a la pantalla de modificación de los rangos de alarmas. Antes de iniciar esta pantalla se presenta una advertencia, ya que las manipulaciones inadecuadas pueden provocar el malfuncionamiento de las alarmas, dejando fuera de rango las variables criticas que el sistema presenta.

Figura 17. Advertencia ante cambios en los rangos de alarma.

En esta pantalla se presentan todas las variables que poseen un comando de alarma asignado. Esta pantalla solo debe manipularse si se quieren registrar cambios en los valores críticos para cada variable indicada. Si se desconoce su uso o los valores entre los cuales las variables pueden oscilara según los cambios a realizar, lo mejor es evacuar esta etapa, ya que al provocar cambios inadecuados se podría fuera de rango la variable y cuando esta realmente este en un punto critico no se podrá percibir.

Figura 18. Determinación de nuevos rangos de alarma.

 

Al dejar la pantalla de nueva selección de rangos de alarma, se presenta  la pantalla de inicio del sistema, la cual presenta todos los valores trifásicos del sistema, para ambos nodos, según se seleccione. En esta pantalla también se ha dispuesto el acceso a las diferentes funciones mediante una botonera, estas se presentan a continuación:

Esta pantalla principal servirá de base o plataforma a otras pantallas que serán cargadas según la necesidad del momento o la acción a realizar. Esta pantalla contiene la hora y fecha del sistema como se muestra a continuación:

 

Figura 19. Esquema de Pantalla Principal.

 

Función de Secciones.

En esta función se presentara un menú de selección de las diferentes subestaciones eléctricas (nodos supervisados) que compone el sistema a monitorear. Cada una de estas subestaciones se subdividirá por fases, de esta manera se tendrá un mejor manejo de los datos.

Figura 20. Menú por Fases  según Nodo.

Al seleccionar el botón de FASE1 de Subestación1, se tendrá acceso a una pantalla que mostrara los datos tanto en procesos gráficos (lineales y porcentuales) como en formato numérico. De esta manera al seleccionar otro botón de la pantalla del Menú de Selección se presentara los datos de dicha fase correspondiente con el mismo formato de la pantalla siguiente:

Figura 21. Esquema de Pantalla de una Fase

 

 

 

 

Pantalla de Ayuda.

Esta pantalla de ayuda podrá interactuar el usuario, ya que posee la función de entrada por teclado, en la cual podrá seleccionarse la pantalla de ayuda que se desee (1-6 pantallas), otra forma de selección de estas pantallas será mediante los botones de avance hacia delante o atrás.

Figura 22. Esquema de la Pantalla de Ayuda.

Pantalla de Alarma.

En este formulario se tendrá que escribir el nombre del archivo de alarmas que se desea verificar, teniendo también opción de selección del archivo mediante el desplazamiento de barra. El archivo de alarma mostrará los diferentes procesos de activación de las todas las alarmas que fueron detectadas por el sistema.

Figura 23. Abriendo un Archivo de Ayuda.

Si se selecciona a0305004.txt, se mostrara una pantalla con formato de texto del proceso ocurrido según el mensaje de alarma, en la cual se indicara el día de ocurrencia y su respectiva hora, junto con un texto corto indicando que parámetro se ha visto afectado por el sistema. La letra con que comienza el archivo “a” indica que es un archivo de alarma los siguientes números 03 indicara el día en que se ha guardado dicho formato, el 05 indicara el mes en que se han producido y los siguientes números indican el año. Es decir, que cada día se irán generando un archivo del proceso de alarmas, la cual se podrá tener acceso mediante esta ventana.

Figura 24. Estado de las Alarmas.

Esta opción es el equivalente al registro histórico de mensajes de alarma que se presenta en el sistema según los parámetros especificados. En este aparecen: estado de la alarma (actuando o reconocida), fecha, hora y la variable en dicho estado.

 

Función de Energía. Gráficos de barra y Tablas

Mediante este botón se accede a las funciones de tratamiento de energía de la base de datos. Este modo permite hacer análisis de consumo energéticos diarios, semanales o mensuales, por equipo o por servicios. La presentación se puede hacer tanto en diagrama de barras como en tablas numéricas, que en ambos casos pueden ser impresas. Mediante este análisis resulta de suma facilidad verificar la distribución de consumo de energía eléctrica en cualquier periodo de tiempo; a partir de aquí se pueden extraer conclusiones para costes de secciones, distribución de cargas entre tarifas, posibles fraudes, etc. En definitiva suministra una amplia información para llevar a cabo cualquier acción que tenga como objetivo un ahorro energético o simplemente una cuantificación exacta de la energía consumida.

Mediante la siguiente pantalla se puede configurar el periodo de tiempo que se incluirá en la visualización de los datos. Es importante mencionar que cuando se selecciona un aparato es diferente al funcionamiento cuando se visualiza un servicio. Siendo los servicios agrupaciones de distintos equipos en los que se obtiene una energía conjunta fruto de sumar o restar la de cada uno de ellos. Ya que también en esta pantalla se puede seleccionar tanto los aparatos que conforman la red, como los servicios. La primera pantalla que aparece es la que posee la configuración de energía para todos los módulos conectados a la red.

Figura 25. Datos de Energía en forma de Grafico de Barras.

En la parte izquierda del grafico se indica el equipo del cual se han tomado los registros de datos, correspondiente al mes en que han sido tomadas las mediciones. Estos gráficos pueden ser considerados como datos procesados, ya que el sistema presenta de forma visual una comparación del consumo energético de cada nodo del SCADA. Por lo tanto el grafico de barras posee información recopilada y agrupada de forma secuencial y lógica. En caso de necesitar imprimir dichos gráficos, la pantalla les permite a través de un icono de impresora realizar tal acción.

 

Figura 26. Configuración para la visualización de Datos de Energía.

En dicha pantalla se tiene opción a un apartado de fecha, mediante este dialogo se selecciona la fecha de los datos de energía que se van a visualizar. Si la visualización es diaria se tiene en cuenta la fecha completa; cuando se visualiza una semana se toma aquella que incluye el día seleccionado; finalmente cuando selecciona el periodo mensual el programa no tiene en cuenta el día y toma como dato el mes seleccionado.

Una vez realizada estas configuraciones se tendrá que seleccionar el botón de “Visualizar” la cual aparecerá una ventana con el grafico de energía, pero la ventana de selección queda en primer plano pudiendo efectuar nuevas selecciones. Cuando se pulsa el botón “Finalizar” desaparece la ventana de Selección de la visualización de energía, quedando solamente la ventana del grafico de energía.

La visualización de la energía registrada por el aparato CVMk presenta el siguiente aspecto:

Figura 27. Datos de Energía en forma de Grafico de Barras.

En la parte inferior del grafico se indica la hora, día de la semana o día del mes a que hacen referencia las barras que sobre el representan.

Sobre cada una de las barras se visualiza el valor numérico de la energía para ese periodo, en el caso mostrado se visualiza cada hora. En caso de ser una semana o un mes el mostrado, se verificaría un día en los intervalos de estos periodos.

En la parte inferior del grafico se muestra el total consumido, en este caso para un día, pero si se visualiza semana es el total para una semana, de la misma forma para el mes.

En la esquina inferior derecha e izquierda se muestran unos botones de desplazamiento, el superior es para desplazarse hora por hora (según el periodo seleccionado) y así visualizar el periodo siguiente, y el de abajo es para desplazarse hasta el final del grafico.

En la esquina superior derecha se tendrá acceso a impresión del grafico, como también el botón para comprimir el grafico, es decir que todas las barras del periodo de tiempo se podrán visualizar con el fin de efectuar una rápida visión de la evolución de la energías.

También posee un botón “Tabla”, con el cual se conseguirá la visualización de todos los valores de la gráfica en formato numérico, es decir mediante la representación en una tabla, como se muestra a continuación:

 

Figura 28. Datos de Energía en forma de Tablas.

En dicha pantalla se muestra la hora en la cual se realizo el censo de la Energía y del Factor de Potencia. El botón que antes era “Tabla” ahora cambia a “Graf”, indicando de esta manera que se puede regresar a la pantalla de Gráficos (pantalla anterior, grafico de barras).

 

Función de Energía. Gráficos lineales y Tablas.

El botón LOGGER da acceso a las funciones de tratamiento de todos los parámetros de la base de datos por ejemplo: tensiones, intensidades, potencias, etc. Aunque es posible visualizar energías, la representación que se efectuara será del valor del contador al final de cada periodo, con lo cual se visualizara un grafico monótono creciente. Mediante este botón se puede visualizar la evolución diaria de cualquiera de los parámetros que se han seleccionado para grabar en la base de datos (predefinido en la fase de diseño).

Al pulsar el botón de “LOGGER” se muestra el siguiente dialogo en el que se definen las variables que deseen mostrar y la configuración de la visualización.

Figura 29. Configuración del Data Logger.

El programa permite visualizar simultáneamente un máximo de tres gráficos distintos por ventana. Es decir, se puede hacer selección mediante el menú despegable de los diferentes equipos implementado en la red del cual se mostraran los datos. La selección de equipo de medida es independiente para cada uno de los tres gráficos a elegir.

Una vez seleccionado el equipo del cual se mostraran los datos, el siguiente paso es elegir la variable a mostrar. Esto se hace mediante un menú desplegable.

Posee también un área en el que se puede seleccionar el color con que se visualizara la evolución de la variable correspondiente. Pulsando sobre esta área aparece el menú estándar de Windows para cambiar el color,  teniendo también la capacidad de cambiar el tipo de línea que ha de servir para verificar los valores. Al pulsar sobre esta área aparece un menú que nos permite seleccionar el tipo de línea y grosor con el que se representara el grafico de esta variable. En donde el grosor se puede introducir numéricamente (mediante una casilla).

Posee un campo para selección del día del cual se visualizara la evolución de la variable correspondiente. Mediante las flechas se puede ir aumentando y disminuyendo día a día la fecha, aunque también se puede editar.

Otro campo disponible es el de selectores de gráficas, en el cual se pueden seleccionar tanto una, dos o tres gráficas en la misma ventana. Junto a este campo se encuentra un selector determinado como Compuesta, en el cual al habilitarla se visualizaran las variables eléctricas seleccionadas en el mismo grafico, es decir, utilizando el mismo eje de tiempos “X” y de valores “Y”. Esta posibilidad resulta de gran utilidad para comparar la evolución de distintos parámetros.

Una vez terminada la configuración, se tendrá que pulsar el botón de “Aceptar” en la cual aparecerá una ventana de espera indicando que se están procesando los datos y tras esto aparece el grafico y el Descriptor de LOGGER: Es una ventana en la que se incluyen una serie de botones mediante los cuales se pueden efectuar modificaciones en la visualización de valores. A continuación se muestra un grafico en el que se representan las tres tensiones:
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Figura 29. Grafico Lineal de Datos de Tensión.

A continuación se definirán los diferentes botones del Descriptor del LOGGER, de izquierda a derecha:

·        El primer botón permite pasar a mostrar un día posterior al que se esta visualizando en ese momento.

·        El segundo botón, permite pasar a mostrar un día anterior al que se esta visualizando en ese momento.

·        Botón “MENU”, hace aparecer el Menú de selección del LOGGER.

·        Botón de Impresión, permite obtener una muestra impresa de lo que se esta visualizando en ese instante en el LOGGER. El cual aparecerá el dialogo de impresión con las distintas opciones que proporciona Windows.

·        Botón de “TABLA” , con este botón se pueden visualizar los datos en formato numérico , es decir su representación será en tablas numéricas, en ese momento el mismo botón cambia de aspecto en forma de un grafico, lo cual indica que permitirá pasar a la visualización gráfica anterior. El aspecto que presentan estas tablas se muestran a continuación:

Figura 30. Datos de Tensión en forma de Tablas.

-         Botón “ZOOM”, permite realizar un acercamiento en el eje Y de los gráficos que se están visualizando.

-         El ultimo botón despliega una ventana con la descripción de cada uno de los gráficos: el color, equipo, variable, unidades y la fecha.

Otro gráfico adicional que puede mostrarse, es el que presenta los datos históricos en formato lineal y sobrepuestos, de los diferentes equipos. En este pueden observarse los gráficos de voltaje o tensión paran la fase 1 de ambas subestaciones (el color refiere al nodo del sistema, según se ha diseccionado: nodo 1 = sub 1 = rojo; nodo 2 = sub 2 = amarillo) en una fecha y horas determinados. Presenta también datos analizados a partir del establecimiento de máximos y mínimos, así como la obtención de la variable media o promedio. Esto se muestra a continuación en el gráfico:

Figura 31. Datos de Tensión en forma grafico lineal.

Ejemplo de Pantalla de Control.

Mediante esta opción, se mostrará un cuadro de dialogo de precaución, ya que al seguir con este procedimiento se trata de prevenir al usuario que podría realizar un procedimiento inadecuado en caso de que el sistema (subestación) pudiera estar controlada, ya sea para conectarla o desconectarla de la red de distribución eléctrica. Esto obviamente esta directamente relacionado con la operación de la Subestación Eléctrica de Potencia y debe ser una decisión justificada. Para el ejemplo solo se presenta una simulación de dicho control. Como se ha propuesto en el inicio esto es trabajo de posteriores proyectos y no de presente.

Figura 3.18 Esquema de  Llamado de Atención

Al presionar el botón de OK se presentara una pantalla con el titulo de “Tabla de Interruptores”, mediante la cual se presenta una visualización animada de elementos como: líneas, interruptores, etc. Transformando de esta manera al sistema supervisorio en un versátil cuadro sinóptico de una instalación eléctrica. Ya que al presionar el interruptor general se mostrara un cambio de color  de la Línea Primaria (De color rojo se transformara a color azul). Esta acción solo se presenta como muestra del sistema, ya que cada uno de los interruptores pueden enviar una señal a las salidas analógicas del equipo de control y medición, ya sea de forma trifásica o monofásica. Lo anterior solo puede lograrse con tarjetas especiales o módulos de expansión y periféricos especiales que poseen este tipo de salidas analógicas para el control de relevadores. Con los equipos que se ha trabajado en el desarrollo de esta aplicación, no se tiene la posibilidad de realizar tales acciones. Si se posee una infraestructura de control como la descrita anteriormente se podría controlar al sistema al grado de que los interruptores mostrados operarían directamente sobre el sistema, ya sea de forma completa (trifásica) o por fase, desactivando al sistema o a una de sus fase ante fallas inminentes, deshabilitar carga por sobrecarga de la misma. Este control físico no se llevara a cabo por consideraciones hechas en el Anteproyecto pero con esta aplicación se dejan las bases para su futura implementación, teniendo de esta manera el control total del sistema no solo en relación al monitoreo de datos gráfica y numéricamente, sino que también en cuanto a conexión y desconexión de equipos físicamente.

Figura 32. Ejemplo de Pantalla de Control.

Al activar el interruptor general  se podrá activar cualquiera de las tres Fases. Si se presiona sobre el interruptor de Fase 1 (se presentara un cambio de color en la línea) se realizara la alimentación de la línea a la carga, presentando así una pantalla con información de los datos correspondiente a dicha fase como se presento en el apartado de “Función de Selección”, en la cual se escogió el botón de Fase1.

 

Diagrama Unifilar.

Al escoger este botón se tendrá acceso a una pantalla determinada UNIFILAR, en la cual se presenta un diagrama unifilar por cada subestación que estaría presente en dicha Red. Es decir, en la Subestación 1 se tendrá acceso para cada fase correspondiente a dicha Subestación, de esta manera se tendrá un control mas efectivo ya que se visualizaran los datos individuales por fase, siendo este un ambiente mas fácil para la búsqueda de ciertos parámetros que determinaran el  estado de la planta, siendo un factor muy importante para establecer conclusiones sobre el consumo energético, de variaciones de parámetros como: Frecuencia, Tensión, Intensidad, etc., en los cuales se realizara el constante monitoreo para tener control sobre el proceso, ya que al haber variaciones de parámetros o en alguno casos si se sobrepasan ciertos rangos de operaciones de ciertos parámetros se tendrá información sobre esa anormalidad.

Esta pantalla posee también ambientación gráfica, ya que al seleccionar el botón de Fase1 de la Subestación1 (que se encuentra debajo de la correspondiente fase y figura del medidor CVMk ) se cambiara el color de la línea y el botón tendrá un cambio del texto.

Figura 33. Diagrama Unifilar.

Al presionar dicho botón se presentara la siguiente pantalla, que corresponde a los datos visuales (en formato numérico) de los parámetros de la Subestación1 de Fase1:

Figura 34. Acceso a Datos Instantáneos por el Diagrama Unifilar.

Al final de esta pantalla se presenta un botón con el dominio de un icono CVMk, el cual presentara dos funciones:

1. La primera función de este icono CVMk se podrá llevar a cabo manteniendo pulsado el botón derecho del ratón, el cual aparecerá la parte frontal del CVMk, como se muestra a continuación:

Figura 35. Esquema del Equipo de Medición respectivo (Tiempo Real).

Manteniendo pulsado el botón derecho del ratón y pulsando con el izquierdo sobre el icono de Display se pueden ir cambiando la pagina que se esta visualizando. La primera pagina siempre visualiza las tensiones simples de cada una de las fases, la segunda pagina visualiza las tres intensidades y la tercera, kW trifásicos, factor de potencia trifásico y frecuencia (siendo esta la que se presenta en la pantalla).

 

2. La segunda función de este icono CVMk se podrá llevar a cabo pulsado el botón izquierdo del ratón, en el cual se abre una ventana en la que se muestra tensión por fase (fase – neutro), intensidad por fases, potencia activa y reactiva por fase. Todos estos datos serán representados en modo analógico y numérico. También se muestran los contadores de energía y la máxima demanda:

Figura 36. Mediciones en Tiempo Real presentados en forma Analógica.

Text Box: Cada uno de los parámetros se muestran en modo analógico y en modo numérico. En los ángulos de la visualización analógica se muestra el valor inicial y final de la escala con el fin de poder rápidamente conocer el valor aproximado de una variable. En la zona inferior izquierdo se muestra el parámetro que se representa y las unidades.

En la sección de Tarifa 1, se muestran todos los contadores con el prefijo k (kilo).

En la sección de maxímetro, se muestra la fecha, hora y valor del máximo registrado y finalmente el maxímetro del ultimo periodo.

Si el equipo llevara insertado el modulo CVM/REDMAX, se podrían visualizar cada uno de los grupos de contadores por separado o de forma conjunta, de manera contraria solamente estará activado la Tarifa 1. Con dicha tarjeta se activarían los tres botones de la sección de TARIFA y así ir conmutando entre las distintas tarifas. Cuando se pulsa el botón  “Todas” aparecerá una ventana en la que se muestran simultáneamente las tres tarifas. El modulo con que se cuenta en la en el nodo remoto (subestación 2) es el CVM/RED, el cual al igual que el CVM/ER-232 solo permite la verificación de datos de Tarifa 1, lo cual se refiere a la fase 1. Esto aplica también al nodo 1 (subestación 1).

 

Sistema de Alarmas.

La aplicación que se ha generado con el sistema SCADA llevara asociado consigo un sistema de alarmas. Dicha ventana se abrirá cuando se cumpla una condición de alarma, al producirse dicha situación, el subsistema de alarmas puede registrar un mensaje: visualizado en la pantalla e impresora. Como se muestra a continuación:

Figura 37. Sugerencias en Alarmas.

Dicha ventana tiene un texto determinado como ACK en el cual al posicionarse sobre ella y pulsando el botón izquierdo del ratón, se dará lugar al reconocimiento de las alarmas pendientes.

En esta ventana va apareciendo una línea de información por cada cambio de estado de las alarmas definidas.

Las tres letras de la izquierda, de la Lista de alarmas significan:

q       ACT: Activación.

q       DES: Desactivación.

q       REC: Reconocimiento.

Junto a esta letras aparece la fecha y la hora correspondiente al momento en que se produjo el cambio de estado. El resto de la línea es el texto corto (breve descripción) de la alarma correspondiente.

Del menú de la Lista de alarma, se describirán las siguientes Opciones:

·        Opción Actual, permite visualizar la lista de alarmas actuales en el caso de que estuviéramos visualizando alarmas de un histórico.

·        Opción Histórico, permite abrir un fichero de alarmas que hayamos creado, esta opción es útil para revisar las activaciones y los reconocimientos de días pasados.

·        Imprimir, permite imprimir la lista actual de alarmas, tanto si son históricos como actuales.

·        Salir, permite salir de la lista de alarma siempre y cuando no haya ninguna alarma activada.

Si se estuviera visualizando un histórico en el menú, aparecería una opción mas “Por Grupo”, esta opción nos permite ordenar las alarmas por grupos o por fechas.

Pulsando encima de una alarma con el botón izquierdo del ratón, podemos visualizar el texto largo que hayamos configurado previamente (mencionado en la fase de diseño), el cual es un descripción mas completa de la alarma.

 

Tarifación.

En esta pantalla se presenta la configuración que puede aplicarse para obtener un reporte de la energía consumida y su costo, ya sea por Potencia Contratada o por Facturación de Energía. Pueden seleccionarse ambas opciones o simplemente una de ellas, la que aplique con el sistema. La potencia contratada se refiere a cierta potencia que es contratada con una empresa distribuidora o generadora, según sea la cantidad de energía y un precontrato inicial, para un periodo determinado, esta se expresa en kilovatios (kW). La facturación de energía esta relacionada con la cantidad de energía que consume cierto cliente durante un determinado tiempo, y esto dependiendo de las horas de máxima y mínima demanda, esta facturación se expresa en kilovatio-hora (kWh). Al llenar todos los campos con la información correspondiente se podrá obtener un dato del costo de la potencia o  energía consumida, según sea el caso. Los contadores son están relacionados con las fases que pueden facturarse. Estos equipos y sus módulos de comunicación (CVM/ER-232 y CVM/RED) solo pueden aplicar la tarifación a a la fase 1, por esta razón solo esta habilitada la tarifa 1.  Previamente se debe establecer el nodo al cual se le ha de aplicar la facturación. A continuación se presenta la pantalla de configuración de facturas:

Figura 38. Configuración de Tarifas.

Configuración de equipos en la red SCADA.

En la fase de diseño de la aplicación se deben seguir ciertas configuraciones para el buen funcionamiento del equipo. Al presionar sobre el botón de Puertos el sistema detecta automáticamente los puertos serie configurados previamente, y los dibuja, visualizando así los puertos libres a los cuales pueden conectarse los equipos. Pulsando sobre el interruptor     (Configuración de puertos), aparecera una ventana con los drivers disponibles. Se pulsa sobre el elemento deseado, y se arrastra hasta el puerto al que lo tengamos conectado físicamente. Una vez escogido el aparato aparecera el dialogo propio del driver. También dependiendo del mismo se podrán o no conectar mas de un equipo en el mismo puerto, esto depende de la red instalada: si es RS-232 solo puede haber un elemento; en caso contrario de ser RS-485 se pueden llegar a conectarse hasta 32 dispositivos CIRCUTOR en un mismo puerto.

Figura 39. Pantalla de Configuración de los Dispositivos conectados a la red.

A continuación se presenta la pantalla de dispositivos analizadores de red que pueden ser conectados y soportados por Cirnet. Debe notarse que aparece el CVM 96, pero el modelo trifásico. En esta aplicación se utiliza el monofásico, como modulo de prueba.

Figura 40. Pantalla de dispositivos que pueden conectarse en red.

Como se aprecia en la tabla de Drivers, se indican los nombre de los diferentes equipos y su respectiva versión. En esta pantalla se pulsa sobre el dispositivo deseado y se arrastra hasta el puerto que se desea instalar la red (Drag and Drop).

Al pulsar sobre el icono del CVMk de la pantalla de Configuración de Drivers  en la red  aparece el siguiente dialogo:

Figura 41. Pantalla de parámetros de configuración de la red.

En esta ventana se pueden programar todos los parámetros de comunicación del equipo como son:

·        La velocidad de transmisión del equipo.

·        El tipo de paridad, cuando se selecciona una paridad, par o impar, la longitud  de los paquetes asíncronos aumenta en un bit.

·        Stop Bit, son los bits de parada, valores posibles 1 ó 2.

·        Data Bit, es la longitud del dato de transmisión. Puede ser 7 u 8 bits. En CIRBUS (Protocolo propio de CIRCUTOR) solo son necesarios 7 bits, pero los equipos pueden trabajar a 8 bits para adaptarse a redes instaladas con protocolo de 8 bits. Cuando se selecciona MODBUS automáticamente se cambia a 8 bits. MODBUS es un modulo o protocolo de comunicación de plataforma abierta, lo cual indica que puede ser usado en otros programas de monitoreo que no tengan ninguna vinculo con Cirnet.

 

Composición de las Bases de Datos.

Las bases de datos que la aplicación SCADA posee estan directamente relacionadas con las variables que mide directamente del sistema de potencia el cual esta supervisando. El equipo analizador de redes CIRCUTOR posee un numero de variables máximo que pueden ser verificados, esto depende del tipo de tarjeta de red que tenga dicho equipo. El tipo de tarjeta de red con que se cuenta permite obtener los datos por medio de una interfaz RS-232, como ya se ha mencionado,  y que va acoplada al puerto paralelo. Esta tarjeta de red permite supervisar un máximo de 29 variables. Otras tarjetas permiten aumentar el numero de variables verificadas (ej. El modulo de expansión REDMAX permite un número de 43 variables). A continuación se presenta el total de las variables que pueden ser supervisadas con el equipo que se tiene, estas poseen un nombre característico y su código de trabajo en el sistema:

-         Hora (Time)

-         Fecha (Date)

-         Tensión Simple Instantánea fase 1 (CV_1)

-         Tensión Compuesta Instantánea fases 12  (CV_12)

-         Intensidad Instantánea fase1 (CA_1)

-         Potencia activa por fase 1 (CKW_1)

-         Factor de Potencia fase 1 (CPF_1)

-         Tensión Simple Instantánea fase 2 (CV_2)

-         Tensión Compuesta Instantánea fases 23  (CV_23)

-         Intensidad Instantánea fase 2 (CA_2)

-         Potencia activa por fase 2 (CKW_2)

-         Factor de Potencia fase 2 (CPF_2)

-         Tensión Simple Instantánea fase 3 (CV_3)

-         Tensión Compuesta Instantánea fases 31  (CV_31)

-         Intensidad Instantánea fase 3 (CA_3)

-         Potencia activa por fase 3 (CKW_3)

-         Factor de Potencia fase 3 (CPF_3)

-         Tensión Promedio Trifásica (CVAV_III)

-         Tensión Compuesta Trifásica (CVC_III)

-         Intensidad Promedio Trifásica (CAAV_III)

-         Potencia Activa Trifásica (CKW_III)

-         Factor de Potencia Trifásico (CPF_III)

-         Potencia Aparente Trifásica (CKVA_III)

-         Frecuencia (CHZ)

-         Energía Activa fase 1, tarifa 1 (CKWH_1)

-         Energía Reactiva Inductiva fase 1, tarifa 1 (CKVARLH_1)

-         Energía Reactiva Capacitiva fase 1, tarifa 1 (CKVARCH_1)

-         Demanda máxima fase1, Tarifa 1 (CMAX_DEM_1)

-         Energía consumida fase1, Tarifa 1 (CKWH_1)

 

Estos datos son  presentados en formato de base de datos (el tipo de archivo tiene la forma siguiente: nombre.dbf), en una hoja electrónica, en Excel pero poseen la propiedad que es un formato de solo lectura. Estos archivos se van actualizando automáticamente con respecto a las mediciones que realizan en función del tiempo.

Para poder trabajar en con estos archivos en otras herramientas Microsoft, tal como se ha hecho en Access, se han importado los datos desde el formato de Excel y se puede realizar todo el manejo de la información según convenga. Esto ha permitido que puedan crearse ambientes de consulta mas agradables y menos pesados para el usuario. Pero esto también implica que el usuario debe poseer conocimientos mínimos de MS Office para poder entender el uso de estas herramientas. En este sentido se ha tratado de crear una herramienta sencilla para realizar la consulta de toda la información almacenada, y así evitar que el ambiente difícil del sistema de supervisión sea un impedimento para su utilización.