Sistema de control supervisorio y adquisición de datos

Estaciones Maestras

• SCADAPAC XAR2-D
• SCADAPAC XAR4-DE

 

Controladores de Comunicaciones

• SCADAPAC CIC XAR2/4
• SCADAPAC CIC XAR4/6

 

 

Estaciones Remotas

• SCADAPAC XAR1-M (Subestaciones)
• SCADAPAC XAR1U (Tableros)
• SCADAPAC XAR1-P (Poste)

 

 

SCADAPAC XAR4-DE

El sistema de control supervisorio SCADAPAC XAR4-DE es un sistema SCADA con programas de aplicación del tipo DISTRIBUTION MANAGEMENT SYSTEM que esta
diseñado en una plataforma que permite poder migrar el equipo desde un sistema SCADA tradicional hasta un centro de despacho de tipo regional.

La arquitectura basica consta de 2 servidores que realizan las funciones de control y adquisicion de datos y funcion de servidor de historicos donde en varios discos se almacena la informacion historica del sistema.
El sistema basico cuenta con 2 terminales de operación dedicadas al despliegue de la IHM del sistema y la funciones de control y operación de la red de distribucion o
transmision.

Las funciones de comunicación estan cubiertas por un Controlador Inteligente de Comunicaciones ( CIC XAR2- 6)capaz de manejar hasta 32 canales de comunicación
utilizando diferente protocolo en cada uno.
El sistema tiene la capacidad de manejar hasta 8 servidores de sistema , 32 terminales de operación , ya sean estas locales o remotas y dos controladores de comunicación
operando en espejo para asegurar las funciones de redundancia.

La comunicación entre servidores, terminales de comunicación y Front-Ends ( CIC XAR2-6 ) se realiza mediante redes lan redundantes a 10 Mps o superior según
sean los requerimientos del usuario.
Cabe mecionar que el sistema puede crecer desde una estructura basica basada en dos servers hasta una configuracion en donde se distribuyen funciones como bases de datos y tareas de adquisicion de datos en diferentes equipos del sistema contando ya con varias terminales de operación para diferentes propositos.

ARQUITECTURA DE SOFTWARE
La arquitectura de software del sistema SCADAPAC XAR4-DE se basa en cuatro capas :
CAPA No 1
La primer capa se compone del sistema operativo , que en el caso de los servidores es UNIX y en el caso de las consolas de operación o de las consolas remotas, el sistema
operativo propuesto puede ser WINDOWS-NT O UNIX.
En este mismo nivel se encuentra la base de datos relacional del sistema , ORACLE 8 , por medio de la cual se maneja todo la informacion historica y estadistica del sistema
compartiendo recursos en coordinacion con la base de datos de tiempo real con interacciones SQL.
El sistema SCADAPAC XAR4-DE hace uso de la plataforma de software RTAP de HEWLETT PACKARD para fines de herramientas de configuracion de la interfase
grafica del sistema.
RTAP (REAL TIME APPLICATION PLATFORM) provee una serie de herramientas que proporcionan al usuario del sistema la facilidad de personalizar y configurar su
ambiente grafico de trabajo de una forma muy sencilla y haciendo uso de toda la capacidad del sistema operativo y base de datos relcional.
Las herramientas proporcionadas por RTAP son :
-EDICION DE BASE DE DATOS
-CREADOR DE DIAGRAMAS
-CREADOR DE PANELES
-SERVIDOR Y ADMINISTRADOR DE REPORTES
-CREADOR Y SERVIDOR DE GRAFICOS
-PROGRAMADOR DE TAREAS
-ADMINISTRADOR DE RECURSOS
-SCAN TASKS ( OPCIONAL ).
La interaccion entre el sistema operativo , la base de datos relacional y el RTAP se hace por medio de programacion en C++ y herramientas de SQL.

La segunda capa del sistema SCADAPAC esta constituida por el software basico SCADAPAC-UX 2000 .
En este nivel el sistema posee una serie de modulos de software que conforman la estructura principal de un sistema de control supervisorio :
-SERVIDOR DE BASE DE DATOS
-SERVIDOR SCADA
-EDITOR DE PANELES
-EDITOR DE ESQUEMATICOS
ETC..

CAPA No 3
La tercera capa del sistema engloba todos los modulos de software encargados de la configuracion y personalizacion del sistema.
Por medio de estos el usuario tiene la capacidad de configuracion de IHM, programacion de funciones , Administracion de recursos actualizacion de funciones del
sistema:
-MONITOREO Y CAIDA DEL SISTEMA
-TENDENCIAS HISTORICAS
-ANALISIS POST MORTEM
-REGISTRO HISTORICO
-ADMINISTRACION DE LIBRANZAS
-BITACORAS DE OPERACIÓN
-MAXIMOS Y MINIMOS
-NIVELES DE ACCESO
ETC...

CAPA No 4
Este nivel de programacion del sistema se caracteriza por englobar todos los modulos de software que representan programas de aplicación de los sistemas de control
supervisorio.
Hasta la CAPA No 3 el sistema SCADAPAC XAR4-DE es un sistema scada tradicional, según los requerimientos se adicionana al sistema uno o varios modulos de la capa 4
hasta que el equipo cumpla con las necesidades de la red electrica.

Entre los programas de aplicación disponibles para el sistema de control supervisorio SCADAPAC XAR4-DE se pueden mencionar los siguientes:

-CONTROL AUTOMATICO DE GENERACION
-LOCALIZACION DE FALLAS EN LINEA
-FLUJO DE CARGAS
-INDICES DE GESTION
-PRONOSTICO DE DEMANDA
-ANALISIS DE TOPOLOGIA DE RED
-ESTIMADOR DE ESTADO
-DESPACHO ECONOMICO
-ANALISIS DE FALLAS, OSCILOGRAFIAS.
-AUTOMATIZACION DE REDES
-CORTE Y RESTAURACION DE CARGAS
-ETC...

CONTROLADOR INTELIGENTE DE COMUNICACIONES CIC XAR2/6
El sistema SCADAPAC XAR4-DE cuenta con uno, dos o tres controladores de comunicación que realiza todas las funciones de adquisicion de datos.
Estos “Front End” del sistema se interconectan por medio de las redes lan del equipo a los servidores y terminales de operación.
El CIC XAR2-6 esta basado en computadoras industriales MOTOROLA COMPUTER GROUP , cuenta con una interfase grafica basada en sistema operativo WINDOWSNT.
Este servidor de comunicaciones tiene la capacidad de interfazarse hasta con 2 redes Lan de 10/100 MPS y puede manejar hasta 32 canales de comunicación redundantes
utilizando diferente protocolo de comunicación en cada uno.

Los protocolos de comunicación disponibles para este equipo son:

-HARRIS 5000/6000 ACS-3100
-L&N TRW
-FUJI DNP 3.0
-INDACTIC 33 IEC 870-5
-WESTON ETC...
-ICCP

INTERFASE HOMBRE MAQUINA .
Por medio de los diferentes modulos de software se creo un software de explotacion que delimita las funcionalidades de la interfase hombre maquina dependiendo del personal que utilize la interfase:

-personal de mantenimiento
-personal de control
-personal de subestaciones
-personal de comunicaciones
-operadores
Estos diferentes modos de operación engloban todas las funciones requeridas por el sistema para su optima explotacion partiendo desde las funciones basicas de proteccion y de sistemas scada hasta las funciones de mayor complejidad como lo son el tratamiento e importacion de la oscilografia de los DEI’S y el ajuste de estos desde la alguna terminal.
Es importante mencionar que para cada uno de los niveles de operacion el sistema cuenta con un modulo que permite el acceso a las diferentes funciones mediante una clave de identificacion y un password.

GUIA – OPERADOR (MODULO GAS)
-diagramas unifilares
-cuadros de alarmas
-tabulares de indicaciones
-tabulares de mediciones
-reportes de alarmas
-reportes de fallas
-mandos
-manejo de libranzas operativas

ANALISIS DE RESULTADOS DE OPERACIÓN (MODULO
OAS).
-relatorios de eventos
-secuencia de eventos
-variables calculadas
-violacion de limites
-tendencias historicas
-bitacoras de operación
-mediciones horarias
-maximos y minimos
-cargas afectadas

-tiempos de interrupcion
-estadisticas de operación
-cargas desbalanceadas
-analisis de perdidas
-analisis de la calidad del servicio
-porcentaje de armonicas
-balances energeticos
-estimador de estado
-analisis de topologia
-despacho economico
etc ...

ANALISIS DE FALLAS (MODULO FAS)
-diagramas trifilares
-diagramas de proteccion
-localizacion de fallas
-estadisticas de fallas
-oscilografia
-analisis post-mortem
-diagnostico y autodiagnostico de -relevadores
-edicion de secuencias logicas
-habilitacion de secuencias logicas
-impacto economico sobre -resultados de operación

ADMINISTRACION DEL MANTENIMIENTO ( MODULO MAS )
-estadisticas de operación
-estado actual de los equipos i2t
-calculo de vida util remanente
-caracteristicas de los equipos (base de datos)
-relatorios de los -mantenimientos efectuados
-planeacion del mantenimiento preventivo
-seguimiento de las libranzas
-programas anuales de -mantenimiento
-generacion de ordenes de trabajo
-resguardo de procedimientos de mantenimiento
-evaluacion del costo
del mantenimiento

EXPANSION Y ADMINISTRACION ( MODULO EAS )
– sinoptico del sistema
– configuracion de la base de datos
– ajuste de comunicaciones

– estadisticas de comunicaciones
– relatorios de ajustes
– herramientas de diagnosticos
– reportes de auto diagnostico
– edicion de reportes
– herramientas para sincronizacion del tiempo
– configuracion de la funcion de submaestra
– configuracion del nivel superior
– instalacion de nuevos nodos en la lan
– configuracion de las conexiones a wan

Por medio de este agrupamiento de funciones según los diferentes usuarios es posible dirigir la informacion especifica y de conveniencia a cada grupo de usuarios mediante passwords especificos para cada usuario.

APLICACIONES RELEVANTES
Por medio de este tipo de sistemas SEPAC ha tenido la oportunidad de suministrar a C.F.E. 4 centros de despacho a las Subareas de Transmision y Transformacion de
Colorines, Guanajuato, Frontera y Puebla.
Adicionalmente a la experiencia antes mencionada SEPAC ha suministrado 8 sistemas SCADA/EMS para la division Golfo Centro de Comision Federal de Electricidad entre
1996 y 1999.
Actualmente SEPAC esta suministrando e instalando un sistema SCADAPAC XAR4-DE para guatemala que consiste en el centro de Despacho de Carga de Guatemala
junto con la automatizacion de 4 centales hidroelectricas ( 16 Unidades de Generacion ) .

SCADAPAC CIC XAR2/4

Equipo compacto con la función de controlador de comunicaciones a través de una amplia gama de protocolos normalizados o propietarios.
Asegura la plena conectividad con equipos de
Protección Automatización y Control de SEPAC, con redes Lan Ethernet y con sistemas de nivel superior.
Transfiere la información a una consola a través de red Lan y al centro de control de nivel superior a través de
módem o radio módem.

Mediante un puerto RS232 utilizado exclusivamente para monitoreo y configuración se pueden monitorear los telegramas de comunicación en el formato
determinado por los protocolos utilizados, y realizar un diagnóstico de comunicaciones así como definir el tipo de errores ocurridos en la comunicación. Además
de ello se puede tener un logger de eventos en tiempo de aparición.
El monitoreo de la base de datos permite conocer el estado y el valor de los diferentes tipos de datos. Permite leer y modificar la base de datos en tiempo
real y transferir tablas, así como realizar una selección de puntos para conformar un conjunto de datos (considerados como datos de una UTR virtual) que son enviados a nivel superior.
Permite realizar ajustes de tiempos de pre y posttransmisión , tiempos de retardo para la activación del canal cuando se encuentra presente uno o varios repetidores, en los diferentes protocolos con los que cuenta.
Integra en un solo equipo las funciones de controlador
de comunicación y traductor de protocolo.

CARACTERISTICAS GENERALES
El SIMPAC-CIC XAR 2/4 forma parte de una serie de equipos fabricados con el concepto de Sistemas integrados que toman en cuenta no solo la funcionalidad requerida hoy en día sino factores estrictos de desempeño que lo convierten en un equipo de vanguardia para la automatización de subestaciones eléctricas.

1.- ARQUITECTURA
Cada SIMPAC-CIC XAR 2/4 está dimensionado de acuerdo a las características particulares de cada subestación.

Todas las tarjetas que integran el CPU están soportadas sobre PC-104-PLUS; dichas tarjetas han sido diseñadas para soportar ambientes industriales.
Los diferentes modelos SIMPAC-CIC XAR 2/4 pueden ser suministrados con puertos RS232, RS485 ò ambos; teniendo la posibilidad de crecer en puertos para ambos casos en múltiplos de dos y hasta un máximo de 32 canales.

2.- CONECTIVIDAD
El SIMPAC-CIC XAR 2/4 es el encargado de adquirir los datos del SIMPAC-UCAD encriptados sobre TCP/IP y así transmitirlos hacia el nivel superior en el
protocolo requerido por éste último.
La conexión física para comunicación a través de radio se puede realizar a dos ò cuatro hilos. Para comunicación directamente de puertos RS422, RS232 es a través de conector DB-9, con configuración de señales estándar.
3.- SINCRONIZACIÓN DE TIEMPO
El SIMPAC-CIC XAR 2/4 tiene facilidades para sincronizar su reloj a través de la red Lan mediante instrucciones provenientes de la consola local, de la remota a través de TCP/IP.
Además de ello, el SIMPAC-CIC XAR 2/4 mediante una interfase IRIG-B puede ser sincronizado su tiempo por vía satelital mediante equipo GPS.

4.- SUBMAESTRA
El SIMPAC-CIC XAR 2/4 puede enlazarse con UTR´s existentes de otros fabricantes. Más aún, el SIMPAC-CIC XAR 2/4 puede ser configurado como Sub Maestra para la atención de varias UTR´s; como por ejemplo, UTR`s de Poste, UTR´s para pozos,
módulos remotos de otras marcas, etc.
Al fallar el enlace de comunicación el SIMPAC-CIC XAR 2/4 al estar configurado como Sub Maestra tiene la función para repetir la pregunta al módulo inferior
un número determinado de veces y al no tener respuesta activar un tiempo fuera de barrido para el módulo inferior, lo que permite no tener activado el canal constantemente por una falla.

5.- RESPALDO
El SIMPAC-CIC XAR 2/4 tiene la gran ventaja de poder ser suministrado con respaldo en su CPU.
Puede funcionar con dos CPU´s de los cuales uno funcionará como maestro y el otro como esclavo.
A su vez, al estar funcionando cualquiera de los CPU´s el SIMPAC-CIC XAR 2/4 tiene la opción de configurar un puerto de comunicación como principal y otro como de respaldo.

6.- PROTOCOLOS
El equipo posee la capacidad de funcionar con diferentes protocolos de comunicación a la vez, o varios protocolos del mismo tipo. Una lista de los principales protocolos con los que cuenta el SIMPACCIC XAR 2/4 es la siguiente:
• SCADAPAC V5.0
• DNP3.0
• HARRIS 5000/6000
• LEED&NORTRUP
• LANDIS&GYR
• CDC
• QUINDAR
• WESTON RECON 1, II
• TELEGYR 8979
• INDACTIC
• MOD BUS
• UCA 2.0
Permite configurar múltiples direcciones en cada protocolo. Los protocolos enumerados anteriormente pueden ser configurados en modo maestro o modo remoto, es
decir, en el modo maestro el equipo es el encargado de realizar el barrido, mientras que en el modo remoto se configura como una UTR virtual que responderá al
barrido de un nivel superior.
Incluye la activación del PTT para manejo de los radios.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE CPU
Microprocesador 80486 de 32 bits 66 Mhz 4 a 16 MB de memoria
Manejo de hasta 32 puertos programables como RS232 ó RS485
Un puerto serie RS232 para configuración y mantenimiento (9600 bps)
Bus STD Co-procesador integrado

ALIMENTACION
Voltajes de entrada: 24, 48, 125 ó 250 Vcd: 127 ó 240 Vca (60 Hz).
Voltajes de salida: +5 Vcd (0.75 a 7 A), +12 Vcd (0-1 A), -12 Vcd(0-0.3A).

AMBIENTALES
Temperatura de operación: -10 a 70º C
Humedad relativa: 0 a 95% no condensada

ESPECIFICACIONES
SWC ANSI/IEEE C37.90 1-1989 (5 Kv).

Protección contra impulso (5 Kv), IEC 255-

 

 

 

 

 

UTR