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DISEÑO DE SISTEMA SCADA EN LABVIEW PARA SUPERVISIÓN DEL CONSUMO DE DIESEL Y EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA GENERADORES ELÉCTRICOS CON ENTRADAS SIMULADAS Jhonnathan González Acosta [email protected] Especialización en Informática y Automatización – Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia. Resumen Este artículo describe el proceso del diseño de una plataforma SCADA elaborada sobre un entorno de programación grafica con es el software Labview, cuya finalidad está orientada a la supervisión del consumo de combustible de plantas eléctricas de diesel y su generación eléctrica, con lo que es posible a través de la interfaz e indicadores gráficos desarrollados evidenciar los índices de nivel en los tanques de combustible, el consumo de diesel en tiempo real y la generación eléctrica entre otros, para esta manera determinar si un generador se está comportando eficientemente según los índices que el fabricante determina, en los cuales para cierto nivel de generación eléctrica le corresponde cierto nivel de consumo nominal de combustible diesel, de no mantenerse los criterios de funcionamiento significaría que se está produciendo derroche de combustible con las implicaciones económicas y ambientales que esto trae, además indicaría de que se deben realizar correcciones electromecánicas para que haya una generación eléctrica eficiente. Palabras Clave: Generador eléctrico, diesel, Labview, SCADA, convertidores análogo-digitales, adquisición de datos, instrumentación para nivel, potencia eléctrica Abstract This article describes the process of designing a SCADA platform developed on a graphical programming environment with the Labview software, whose finality is aimed at supervising the fuel consumption of diesel electric plants and their electrical generation, making possible through the interface and developed graphical indicators to show the level indices in the fuel tanks, the consumption of diesel in real time and the electric generation among others, in order to determine if a generator is behaving efficiently according to the indexes that the Manufacturer determines that, for a certain level of electrical generation, there is a certain level of nominal diesel fuel consumption, if the operating criteria are not maintained, this would mean that fuel is being produced with the economic and environmental implications that it bring, must make electromechanical corrections for efficient electrical generation. Key words: Electric generator, diesel, Labview, SCADA, analog-digital converters, data acquisition, instrumentation for level, electric power. 1 Introducción Los sistemas digitales por sus características de estabilidad y costo reducido se han introducido en diferentes campos incluyendo los sistemas de comunicaciones, dentro de esta vertiente se encuentran los sistemas de procesamiento digital esto debido a que es más sencillo trabajar o manipular señales de tipo digital que del tipo analógicas. El uso apropiado de recursos energéticos es prioridad en todos los campos industriales, aun mas para las empresas que utilizan combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas y sus derivados como la gasolina, etanol o diesel y estos últimos se usan para alimentar sistemas mecánicos como motores para la generación eléctrica o generación de movimiento, es bien conocido el auge de las nuevas sistemas energéticos que protegen el ambiente como sistemas eólicos, sistemas de energía solar, sistemas con hidrogeno entre otros, pero todavía su implementación, el costo y su eficiencia para muchos ambientes industriales no es suficiente como para desplazar los combustibles convencionales, como en el caso maquinaria pesada, generadores eléctricos, sector de aviación etc., donde primaran durante largo tiempo el uso de los combustibles fósiles. Debido a que en Colombia los costos de comprar tecnología eficiente para la pequeña y mediana empresa si no se tiene la producción requerida para soportar estas inversiones, una de las mejores alternativa es optimar los procesos, el mantenimiento de los equipos en uso, implementar tecnologías asequibles de seguimiento y supervisión que contribuyen a mantener los equipos en sus mejor desempeño y reducir las pérdidas energéticas. La implementación de sistemas de instrumentación digital logran registrar de manera eficiente, corrientes, torque, velocidad, volúmenes de líquidos, volumen de flujo, vibración etc. todos estos índices permiten analizar la eficiencia de un sistema mecánico, la respuesta de la instrumentación en forma de señales eléctricas de baja potencia permite digitalizarlas y luego de esto procesarlas, almacenarlas y visualizarlas según sea el caso, todo este histórico de eventos al analizarlos y caracterizarlos permiten evidenciar el desempeño en todo momento de la maquinaria en cada trabajo y nivel de exigencia, por lo cual es posible tomar todas las correcciones necesarias con anticipación, aumentar la productividad y mejorar el gasto energético. En este documento se describe l proceso de desarrollo de un sistema SCADA sobre el software Labview el cual es un programa orientado a realizar programación grafica por medio de la interconexión de bloques de programa, para diseñar un sistema

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DISEÑO DE SISTEMA SCADA EN LABVIEW PARA SUPERVISIÓN DEL CONSUMO

DE DIESEL Y EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA GENERADORES ELÉCTRICOS

CON ENTRADAS SIMULADAS

Jhonnathan González Acosta

[email protected]

Especialización en Informática y Automatización – Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia.

Resumen

Este artículo describe el proceso del diseño de una plataforma

SCADA elaborada sobre un entorno de programación grafica con

es el software Labview, cuya finalidad está orientada a la

supervisión del consumo de combustible de plantas eléctricas de

diesel y su generación eléctrica, con lo que es posible a través de

la interfaz e indicadores gráficos desarrollados evidenciar los

índices de nivel en los tanques de combustible, el consumo de

diesel en tiempo real y la generación eléctrica entre otros, para

esta manera determinar si un generador se está comportando

eficientemente según los índices que el fabricante determina, en

los cuales para cierto nivel de generación eléctrica le corresponde

cierto nivel de consumo nominal de combustible diesel, de no

mantenerse los criterios de funcionamiento significaría que se está

produciendo derroche de combustible con las implicaciones

económicas y ambientales que esto trae, además indicaría de que

se deben realizar correcciones electromecánicas para que haya una

generación eléctrica eficiente.

Palabras Clave: Generador eléctrico, diesel, Labview, SCADA,

convertidores análogo-digitales, adquisición de datos,

instrumentación para nivel, potencia eléctrica

Abstract

This article describes the process of designing a SCADA platform

developed on a graphical programming environment with the

Labview software, whose finality is aimed at supervising the fuel

consumption of diesel electric plants and their electrical

generation, making possible through the interface and developed

graphical indicators to show the level indices in the fuel tanks, the

consumption of diesel in real time and the electric generation

among others, in order to determine if a generator is behaving

efficiently according to the indexes that the Manufacturer

determines that, for a certain level of electrical generation, there

is a certain level of nominal diesel fuel consumption, if the

operating criteria are not maintained, this would mean that fuel is

being produced with the economic and environmental implications

that it bring, must make electromechanical corrections for

efficient electrical generation.

Key words: Electric generator, diesel, Labview, SCADA,

analog-digital converters, data acquisition, instrumentation for

level, electric power.

1 Introducción

Los sistemas digitales por sus características de estabilidad y costo

reducido se han introducido en diferentes campos incluyendo los

sistemas de comunicaciones, dentro de esta vertiente se

encuentran los sistemas de procesamiento digital esto debido a que

es más sencillo trabajar o manipular señales de tipo digital que del

tipo analógicas.

El uso apropiado de recursos energéticos es prioridad en todos los

campos industriales, aun mas para las empresas que utilizan

combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas y sus

derivados como la gasolina, etanol o diesel y estos últimos se usan

para alimentar sistemas mecánicos como motores para la

generación eléctrica o generación de movimiento, es bien

conocido el auge de las nuevas sistemas energéticos que protegen

el ambiente como sistemas eólicos, sistemas de energía solar,

sistemas con hidrogeno entre otros, pero todavía su

implementación, el costo y su eficiencia para muchos ambientes

industriales no es suficiente como para desplazar los combustibles

convencionales, como en el caso maquinaria pesada, generadores

eléctricos, sector de aviación etc., donde primaran durante largo

tiempo el uso de los combustibles fósiles.

Debido a que en Colombia los costos de comprar tecnología

eficiente para la pequeña y mediana empresa si no se tiene la

producción requerida para soportar estas inversiones, una de las

mejores alternativa es optimar los procesos, el mantenimiento de

los equipos en uso, implementar tecnologías asequibles de

seguimiento y supervisión que contribuyen a mantener los equipos

en sus mejor desempeño y reducir las pérdidas energéticas.

La implementación de sistemas de instrumentación digital logran

registrar de manera eficiente, corrientes, torque, velocidad,

volúmenes de líquidos, volumen de flujo, vibración etc. todos

estos índices permiten analizar la eficiencia de un sistema

mecánico, la respuesta de la instrumentación en forma de señales

eléctricas de baja potencia permite digitalizarlas y luego de esto

procesarlas, almacenarlas y visualizarlas según sea el caso, todo

este histórico de eventos al analizarlos y caracterizarlos permiten

evidenciar el desempeño en todo momento de la maquinaria en

cada trabajo y nivel de exigencia, por lo cual es posible tomar

todas las correcciones necesarias con anticipación, aumentar la

productividad y mejorar el gasto energético.

En este documento se describe l proceso de desarrollo de un

sistema SCADA sobre el software Labview el cual es un programa

orientado a realizar programación grafica por medio de la

interconexión de bloques de programa, para diseñar un sistema

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Universidad Distrital. Gonzalez Acosta Jhonnathan

que permite monitorear en tiempo real los índices de consumo de

diesel de un generador convencional.

2 Material y método

Descripción general

Labview como un software que permite desarrollar instrumentos

virtuales también permite analizar información para este caso

señales de instrumentación y darles el tratamiento para

interpretarlas, así mimo presenta funciones que permiten tener

comunicación de información por puertos seriales con dispositivos

de automatización.

El desarrollo consta de cinco secciones fundamentalmente, la

primera sección es la interface principal donde se encuentran los

indicadores, graficas de nivel y de generación eléctrica, la segunda

sección es la corresponde a la de tablas de datos históricos, la

tercera es una sección de herramientas para cubicación de tanques,

la cuarta sección es la que corresponde la calibración y activación

de señales de simulación y la quinta sección es la que corresponde

la manejo y transmisión por puerto serial.

2.1 Descripción de Secciones del Sistema

Sección de supervisión principal

Esta es la sección principal y es en la que se muestran los

indicadores de estatus en tiempo real de los niveles de cada uno de

los tanques, la temperatura y la generación eléctrica del generador,

esta sección también cuanta con cuadros de graficas que se van

actualizando para ver el comportamiento del nivel total de diesel,

la generación eléctrica y el consumo, las anteriores respecto al

tiempo, esto permite de manera práctica a través de los scroll en

las gráficas ver un comportamiento previo

Figura.1 Interface de supervision Principal

Sección de Registro de Datos Históricos y Alarmas

Esta sección como su nombre lo indica registra segundo a segundo

de forma continua en tablas, la información digitalizada de los

elementos de instrumentación en campo como serian sensores de

nivel, sensores de temperatura y de generación eléctrica.

Por tanto es posible retroceder en los datos históricos para ver en

detalle la información adquirida mientras la plataforma estuvo

funcionando y analizar algún comportamiento previo.

En esta sección también está el histórico de las alarmas que se

presentaron cuando se superaron los índices configurados para el

consumo nominal, permitiendo observar el momento en el tiempo

en que se presentaron y el nivel de gasto en que se superaron

estos niveles.

Figura.2 Interface de Datos Historicos

Sección de Cubicación de Tanques

Esta sección brinda una herramienta para hacer la cubicación de

tanques esto con el fin de que en campo si existen otros tanques de

reserva de combustible se pueda hacer su estimación de capacidad

o si se van a fabricar se tenga una idea de las dimensiones que

estos deberían tener para albergar combustible.

También se evita que por error se utilice la sección de

configuración de los tanques sobre los cuales se están haciendo la

adquisición de datos para hacer cálculos analíticos de otros

reservorios de los que se hace medio manual.

Figura.3 interface de Cubicadion de tanques

Sección de Calibración y Generación de Señales de prueba

En esta sección se le da la configuración a las señales 4 a mA

adquiridas para que la plataforma realice los cálculos internos

respectivos para crear la cubicación de los tanques que se están

supervisando y su nivel respecto la señal de instrumentación.

Así mismo se configura la señal de instrumentación para los

niveles de temperatura y de generación eléctrica, la correcta

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Configuración entre las señales adquiridas y los parámetros de

funcionamiento son los que darán el nivel de efectividad de la

plataforma, ya que esto permite que el proceso para este caso la

generación eléctrica y el consumo de diesel sea lo más real posible

al proceso que se está supervisando.

En esta sección se implementaron unos controles que crean unas

señales simuladas las cuales permiten verificar el funcionamiento

del sistema, para estas señales es posible configurar su tiempo de

descenso simulando el proceso de descargue de un tanque de

diesel, también es posible simular la señal proveniente de un

sensor de temperatura y potencia eléctrica, estas señales varían en

el mismo rango de lo que una señal de instrumentación como haría

en el rango de 4 a 20 mA

Figura.4 Interface de Calibracion y Generacion de señales

Sección de Configuración Puerto Serial

En esta sección se tiene los controles que permite establecer la

comunicación a través de un puerto serial, para este caso

puntualmente permite abrir un puerto específico para recibir trama

proveniente de cualquier dispositivo que utilice comunicación

serial RS232, como puede ser un concentrador de señales de

instrumentación los cuales reciben múltiples señales análogas de

instrumentación y las trasmiten digitalmente en una trama por

comunicación serial.

En esta sección también se determina la trama de salida y el puerto

serial que se usara al accionar el botón de Emergencia con lo cual

permite que con solo acoplar en el puerto un sistema

convencional de accionamiento para control de potencia por

SCR, relee etc. se pueda gobernar un dispositivo externo como

una alarma sonora, electro válvulas, apagar el generador entre

otras.

Figura.5 Interface de confuiguracion puerto serial

3 Proceso de Desarrollo del Sistema

Para cada fase del sistema de acuerdo a su función dentro del

mismo se requirió realizar una programación específica y también

teniendo en cuanta que hay secciones del programa que

intervienen en otras, como por ejemplo la sección de

configuración la cual afecta directamente las señales reflejan en la

sección de supervisión.

3.1 Generación de Señales de Entrada Simuladas de 4 a 20 mA

En primera instancia teniendo en cuanta que el sistema busca

mostrar el comportamiento de señales de instrumentación se

constató que sensores de nivel independientemente de su tipo

como ultrasónicos, flotación, por radar entre otros, a nivel

industrial las señales más convencionales para entregar su

medición son las señales análogas de 4 a 20 mA Por tanto para

esta primera fase del software se desarrollaron señales análogas

simuladas de 4 a 20 mA de amplitud siendo 4mA cuando un

instrumento de nivel detecta el tanque vacío y hasta un máximo de

20 mA para cuando el nivel del fluido llega al tope del tanque.

Para crear las señales de entrada simuladas se utilizó el bloque de

programa denominado “Simulate Signal Express” el cual a su

salida genera señales pre configuradas en sus opciones de señal

como son diente de sierra, sinusoidal, triangular y DC. Figura 6.

Figura.6 Programa en bloques para generacion de señales de

entrada simuladas

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Teniendo en cuenta que el comportamiento de un tanque es

descendente y por tanto así mismo la señal de instrumentación se

configuro en el bloque Simulate Signal Express una señal diente

de sierra, pero ya que esta es ascendente se invirtió para tener una

señal descendente que emule el comportamiento de la señal desde

un sensor de nivel.

Figura.7 Controles para manipulacion de señales simuladas

Como lo muestra la figura 7, se colocaron controles adicionales

los cuales permiten que desde la interface del panel frontal

modificar el periodo de la señal diente de sierra invertida para

emular diferentes tiempos de descarga de un tanque y también se

adicionaron controles de amplitud que permiten darle el rango

máximo desde donde iniciara la señal y el nivel mínimo. Para

comprobar el comportamiento de la señal generada se adicionaron

bloques de Scope figura 8, en el cual se visualiza el

comportamiento de la señal simulada y sus rangos de

funcionamiento esto con el fin de poder determinar que la entrada

simulada está ingresando de acuerdo a lo que se desea que analice

el sistema.

Figura.8 Scopes de visualizacion de señales

Se crearon 5 bloques de señal independientes esto con el fin de

que sea posible simular de amera independiente la señal de cada

elemento de instrumentación del proyecto los cuales serían tres

sensores de nivel de diesel, un sensor de temperatura y un sensor

de potencia eléctrica o pinza perimétrica

3.2 Programación de Fase de Adecuación y calibración y

cálculos de tanques e instrumentación

Teniendo presente que para proyectos de medición los sistemas de

instrumentación pueden ser de diferente tipo se requiere realizar

una calibración independiente por cada uno de estos, donde se le

asigna los rangos de señal respecto a la medición que realiza como

la altura de fluido que mide o la temperatura, así mismo en esta

etapa se requiere considerara la cubicación o dimensiones delos

tanques de diesel y su forma particular con lo cual se lograra

determinar la cantidad de combustible diesel respecto la señal de

instrumentación adquirida.

Para este caso en particular se da la oportunidad de seleccionar

entre tres tipos de tanques de almacenamiento los cuales son

tanques cilíndricos verticales, cilíndricos horizontales y

rectangulares, al seleccionar el tipo de tanque y al ingresar sus

dimensiones se ejecuta la programación respectiva de medición.

Programa para Medición de nivel tanques Cilíndricos verticales

Para la medición de este tipo de tanques se realizó la

programación en bloques de la figura 9 , en la cual se observan los

controles que permiten ingresar para este tipo de tanques el

diámetro de la base del tanque y la altura en metros, con estos

datos en principio se determina su capacidad máxima de

almacenamiento . Ecuación 1

Posteriormente se realiza el cálculo del nivel actual de diesel que

está presente en tanque cilíndrico, en función de la señal de

instrumentación, que provendría de un sensor de nivel y la cual

varia de mA a 20 mA, analizando lo anterior se construyó la

ecuación 2, que se implementó por medio de bloques de cálculo

en el software Labview, donde para una señal de 4 mA se tendrá

un nivel en tanque de cero Galones y en función de la variación de

la señal de instrumentación se tendrá el nivel actual en galones

que están en el tanque de diesel.

El luego de hacer el cálculo de la ecuación 2, se multiplico por

264.172 para obtener el volumen medico en Galones que s el

parámetro más usado a la hora de hablar de cantidad de

combustible diesel.

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Universidad Distrital. Proceso de Diseño de sistema scada en Labview para supervisión del consumo de diesel

Figura.9 Programa medicion de cilindros verticales

Programa para Medición de nivel en tanques rectangulares

Para la medición de este tipo de tanques se requiere tener la

longitud de la altura, el largo y el ancho, al ingresar estas

dimensiones en los bloques de programa de la figura 10, el sistema

determina en primera instancia la capacidad total en galones que

contendrá el tanque, la ecuación 3 para cubicar estos tanques es la

que se muestra continuación

Figura.10 Programa medicoon de tanques

rectangulares

Según la cubicación previa se determina que la variación de altura

del fluido es el índice que determinara la cantidad de combustible

y está relacionada con la señal de instrumentación del sensor de

nivel de 4 a 20 mA, por tanto se determinó la ecuación 4, donde la

señal de instrumentación adquirida es la variable que terminan el

volumen actual en metros cúbicos que se multiplica por el factor

264.172 para mostrar el volumen actual en galones.

Programa para Medición de nivel en tanques cilíndricos

Horizontales.

A diferencia de la medición de nivel de los tanques anteriormente

mencionados el tanque cilíndrico acostado presenta mayor

complejidad puesto que el aumento de la altura del diesel dentro

del tanque no es proporcional a su volumen actual como lo

muestra la figura 11, por tanto en principio se realiza la cubicación

del tanque según la ecuación 1, donde se tomó el diámetro como

la altura y la longitud del tanque, este cálculo se configuro en el

software como para determinar su capacidad de diesel máxima en

galones.

Figura.11 Variacion no lineal de volumen de diesel en cilindro

horizontal

Para determinar el volumen actual en el tanque según la altura del

diesel en su interior se utilizó la ecuación 5, en la cual con la

variación de altura se determina el área que está en contacto con el

fluido de la cara circular y se multiplica por el largo para así de

esta manera tener el volumen actual del diesel dentro del tanque,

este cálculo se programó en el software como lo muestra la figura

12 donde también la señal de 4 a 20 mA se parametrizo con las

altura para de esta forma tener la variación de volumen respecto la

señal de instrumentación adquirida.

Figura.12 Procesos de la etapa de procesamiento digital

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Programación para Medición de Temperatura

teniendo presente que para los sistemas de instrumentación

comerciales de temperatura por lo general ya traen la

compensación electrónica que les permite entregar una señal lineal

de 4 a 20 mA según la variación de temperatura , se realizó la

programación en bloques que se muestra en la figura 13 donde se

implementó una ecuación 6 que relaciona linealmente señal de

instrumentación y los rangos de temperatura del instrumento, se

creó la interface de la figura 14, donde se ingresan los parámetros

para que sean procesados y se tenga el valor de la temperatura

actual

Figura.13 Programa en bloqies para medicon de temperatura

Figura.14 Programa en bloqies para medicon de temperatura

Programación de Medición de potencia eléctrica

La medición de potencia de salida se entiende que se realizara por

medio de transductores que entregan señal de instrumentación

lineal de 4 a 20 mA de acuerdo a su rango máximo de medición,

por tanto se programaron los controles para ingresar el nivel

máximo de potencia medible, el proceso del cálculo lineal entre la

señal adquirida y la medición mostrada se programó por bloques

como lo muestra la figura 15, con lo cual para cada cierto nivel de

señal adquirida se reflejará su nivel proporcional de potencia

eléctrica.

Figura.15 Programacion en bloques de medicon electrcica

generada

3.3 Fase de programación e Indicadores visuales y tendencias

Teniendo presente que en la anterior etapa donde se realiza la

calibración y el cálculo de las señales, en esta etapa de

programación se desarrollaron los indicadores visuales que estarán

en la interface principal del operador y que permite visualizar de

forma gráfica y explicita el nivel de los tanques de diesel, la

temperatura y la potencia de salida del generador.

Se crearon tres indicadores para hacer la supervisión numérica y

tres indicadores visuales verticales de los tanques de diesel donde

cada uno muestra en tiempo real el nivel actual como se observa

en la gráfica 16 cuyo valor provine de los cálculos realizados entre

la señal adquirida y la cubicación en la sección de calibración del

software, permitiendo observar de primera mano el estatus de cada

uno delos tanques de diesel que alimentan el sistema.

Figura.16 Interface grafica de estatus de tanques de diesel

Para el volumen global de diesel se efectuó la programación en

bloques que realiza la sumatoria del nivel actual de los tres

tanques como se observa en la Figura 17 y el resultado es

mostrado en un indicador grafico vertical y numérico en la

interface principal para con este índice global determinar el gasto

de diesel en función de tiempo.

Figura.17 Interface grafica de estatus del total de diesel

Para la visualización de temperatura se configuro en la interface

principal un termómetro figura 18 con un rango entre 0 a 100

grados Celsius cuya nivel esta dado según el cálculo de

temperatura efectuado de acuerdo al señal adquirida

Figura.18 Interface gfrafica de estatus de temperatura

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La visualización de potencia eléctrica generada se realizó con un

indicador de tipo análogo figura 19 el cual fluctúa según el cálculo

resultante entra la señal de instrumentación adquirida y la

calibración realizada previamente, adicionalmente se tiene un

indicador numérico con el fin de ver puntualmente la generación

eléctrica actual

Figura.19 Interface gfrafica del nivel de generacion electrica

Para la visualización grafica de las tendencia de la generación

eléctrica se realizó la programación en bloques figura 20, con la

cual se almacenan los datos de la generación eléctrica y el tiempo

en que estos se dieron, para que por medio un graficador de

señales que se colocó en la ventana principal, figura 21 sea

posible ver las tendencias de los datos históricos respectivos a la

producción eléctrica del generador y poder validar

comportamientos previos.

Figura.20 Programcion para visualizacioin de la tendencias de

genracion electrcica

Figura.20 Interface de tendencias de generacion electrcica

Para la programación del indicador de consumo actual Figura 21,

se realiza una comparación entre los niveles globales de diesel

cada minuto como muestra la programación por bloques de la

figura 22, por tanto el valor cada minuto es enviado al indicador

numérico de la interface principal y es almacenado en una arreglo

numérico para ser visualizado en el graficado de señal y poder

realizar la verificación histórica del gasto para cualquier momento.

Figura.21 Interface de supervison consumo actual

El consumo nominal por watt se determina tomando el consumo

actual por minuto y dividiéndolo por la potencia eléctrica medida

en el instante de tiempo para de esta forma determinar si el

consumo de diesel es acorde a la producción eléctrica del

generador

Figura.22 Interface de supervison consumo actual

3.4 Fase de Programación para captura en bases de datos

históricos

Con el fin de visualizar los datos históricos calculados por el

sistema en el tiempo, se programaron varias tablas las cuales

almacenan segundo a segundo el valor actual de todos los

indicadores mostrados por el sistema como lo son nivel de

tanques, volumen de diesel total, consumo por minuto, generación

eléctrica y el tiempo en formato horario del momento en que fue

registrado. Ver figura 23.

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Figura.23 Programcion para captura de datos y almacenaado en

tablas.

3.5 Fase de Programación para manejo de puerto serial.

Para permitir la lectura de datos desde un concentrador de

instrumentación se configuro por medio de bloques el acceso al

puerto serial como lo muestra la figura 24, donde a través de la

interface de usuario se seleccionan los paramentos para establecer

la comunicación por el puerto, como es la velocidad, el número de

bits, la parida, el control de flujo el puerto.

Figura.24 Programacion para uso del puerto serial

A nivel de datos de entrada estos son leídos en el búfer del puerto

respectivo y mostrados en la interface de usuario en formato

ASCII y la salida de datos que se activa desde el botón de Stop en

la interface de usuario principal envía los caracteres ya sea por el

mismo número de puerto u otro en caso de ser seleccionado.

4 Análisis de Funcionamiento del sistema

Se configuración de los tanques dándoles valores aproximados a

lo que corresponde al tamaño de un tanque convencional, y se

seleccionó un tanque de cada tipo y se validó que la cubicación

respectiva fuese acorde a las dimensiones entregadas, así mismo

se parame trizaron las señales de temperatura y potencia eléctrica

de salida

Se activaron las señales simuladas de entrada dándoles diferentes

rangos de nivel y diferente tiempo de descargue para lo que serían

los tanques de diesel, así mismo las señales de entrada simuladas

para emular las variaciones de temperatura y de generación

eléctrica

Figura.25 Interface de Calibracion y Genracion de señales

simuladas

En la pantalla de supervisión se visualizan los cálculos de estado y

en las gráficos de tendencias se van construyendo las gráficas

según conforme pasa el tiempo de ejecución del sistema, así

mismo se aprecia la variación de nivel de los tanques de diesel

según la configuración de las entradas simuladas y como varían

las gráficas de tendencias de acuerdo a estos indicadores.

Figura.26 Interface Principal para supervcion de variables

actuales

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5 CONCLUSIONES

El sistema desarrollado permite realizar cambios en las señales

simuladas de entrada que permiten validar el funcionamiento, así

mismo podría ser modificado para validar otros comportamientos

tanto de los tanques de diesel como de la temperatura o la

generación eléctrica

Por medio de la programación en Labview se logró desarrollar un

sistema SCADA para la supervisión de paramentos a medida y los

módulos programados pueden servir como base para el desarrollo

de otros procesos que necesitan un sistema personalizado de

seguimiento de proceso.

El sistema desarrollado demostró que sobre equipos

convencionales como computadores de escritorio con sistema

operativo de uso convencional es posible realizar programaciones

utilizando software como Labview para crear programas que

soportan procesos de automatización a menor costo y no

necesariamente menos fiables que otros equipos de

automatización especializados que para procesos industriales

sencillos son de alto costo.

Se demuestra la importancia de hacer supervisión activa a los

sistemas industriales para este caso los de producción energética

ya que de no tener una eficiencia en su funcionamiento se

presentan sobrecostos económicos, daños mecánicos y sobre todo

perjuicios ambientales que van a crear un detrimento a la

viabilidad del proceso industrial.

Durante el desarrollo del proyecto se tomaron los conceptos

desarrollados en las cátedras de la especialización en

automatización industrial como por ejemplo las cátedras de

instrumentación donde se revisaron los diferentes tipos de

instrumentos de medición, las cátedras de Sistemas SCADA

donde se analizaron este tipo de sistemas y sus componentes

básicos y los métodos de comunicación industrial para darle un

enfoque funcional al desarrollo realizado.

6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] National Instruments, Labview User Manual, 2001

[2] Tanques elípticos y cilíndricos horizontales

https://regrabables.wordpress.com/2010/04/02/tanques-

elipticos-y-cilindricos-horizontales/

[3] Artículo

Acolgen - Mapa de ubicación de centrales en Colombia

http://www.acolgen.org.co/index.php/sectores-de-

generacion/mapa-de-centrales

[4] Documento – Generación eléctrica con motores Diesel

http://www.sc.ehu.es/sbweb/energias-

renovables/jornadas/jornada_1/energia_electrica_con_motore

s_diesel_iker_azpitarte.pdf

[5] Documento - Generación Eléctrica con Motor Diesel de 5MW

https://prezi.com/fvkoyftb6mws/generacion-electrica-con-

motor-diesel-de-5mw/

[6] Documento

Ministerio de minas y Energía – Energía Eléctrica

https://www.minminas.gov.co/documents/10180/614096/4-

Energia.pdf/97e512a3-3416-4f65-8dda-d525aa616167

[7] Documento

Ministerio de minas y Energía – Energía Eléctrica

https://www.minminas.gov.co/planes-de-expansion-

generacion-transmision

[8] Introducción a SCADA

http://www.uco.es/grupos/eatco/automatica/ihm/descargar/SC

ADA.pdf

[9] Artículo

Schneider Electric - 7 Tips for Selecting the Right SCADA

System for Your Needs

http://blog.wonderware.com/2015/05/7-tips-for-selecting-

right-SCADA-system.html

[10] Artículo

Indusoft - ¿Cuál es la diferencia entre SCADA y HMI?

http://www.indusoft.com/blog/2013/05/31/cual-es-la-

diferencia-entre-SCADA-y-hmi/

[11] Artículo

Wikipedia- SCADA

https://es.wikipedia.org/wiki/SCADA

[12] Documento - Substation Automation through SCADA

http://www.slideshare.net/ankitsurana39/ppt-on-substation-

automation-through-SCADA

[13] Documento - All about SCADA

http://www.slideshare.net/stellahermias/all-about-SCADA

[14] Documento – Medición de Nivel

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/

Documentos/I4_Medicion_de_nivel.pdf

[15] Documento - Medición de Nivel

http://materias.fi.uba.ar/7609/material/S0303MedicionNivel1.

pdf

[16] Documento – Instrumentación industrial

ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIET/DEIC/Materias/Inst

rumentacion%20Industrial/CREUS%20Instrumentacion%20I

ndustrial/Cap%2005%20Medicion%20de%20Nivel.pdf

[17] Articulo - Medidores de Nivel

http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-

libres/instrumentacion/curso-completo-instrumentacion-

industrial/item/217-medidores-de-nivel-un-interesante-

resumen-y-muy-completo.html