Diseño del sistema SCADA de un nuevo laboratorio en la Universidad de Almería

UNIVERSIDAD DE ALMERIA
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
TRABAJO FIN DE GRADO
Cu so 2019/2020
Alumno/a:
Isabel Robalo Cab e a Di ec o /es:
Al edo Alcayde Ga cía
Diseño del sis ema SCADA de un nue o
labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
a
AGRADECIMIENTOS
A la Escuela Supe io de Ingenie ía de la Uni e sidad de Alme ía po concede me
conocimien os en el ámbi o de la ingenie ía y en especial a Al edo po su di ección en es e
p oyec o.
Pe o sob e odo a mi amilia, a mis pad es y a mi he mano po o ece me su apoyo
incondicional. Ellos son mi mayo uen e de ene gía.
G acias
Índice de con enido
3
ÍNDICE DE CONTENIDO
RESUMEN ...................................................................................................................................... 7
ABSTRACT ...................................................................................................................................... 8
CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 11
1.1 MOTIVACIÓN ............................................................................................................... 11
1.2 OBJETO ........................................................................................................................ 13
1.3 CONTEXTO ................................................................................................................... 15
1.4 ESPECIFICACIONES GENERALES ................................................................................... 17
1.4.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 17
1.4.2 ENERGÍA EÓLICA .................................................................................................. 17
1.4.3 GENERADOR DE IMANES PERMANENTES ........................................................... 25
1.4.4 ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA ......................................................................... 27
1.5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ...................................................................................... 35
1.5.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 35
1.5.2 SISTEMAS SCADA ................................................................................................. 35
1.5.3 REDES DE COMUNICACIONES INDUSTRIALES ..................................................... 41
1.6 RESUMEN DE RESULTADOS ......................................................................................... 43
1.7 PLANIFICACIÓN TEMPORAL ........................................................................................ 45
1.8 ESTRUCTURA DEL DOCUMENTO ................................................................................. 47
CAPÍTULO II. MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................... 51
2.1 EMPLAZAMIENTO ........................................................................................................ 51
2.2 EQUIPOS ...................................................................................................................... 55
2.3 SOFTWARE SCADA TWINCAT 3 ................................................................................... 69
CAPÍTULO III: RESULTADOS ......................................................................................................... 73
3.1 MAPA DE COMUNICACIONES ...................................................................................... 73
3.2 DISEÑO DEL SISTEMA SCADA ...................................................................................... 77
3.2.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 77
3.2.2 HOME .................................................................................................................. 77
3.2.3 CALIDAD DE SUMINISTRO ................................................................................... 79
3.2.4 DATOS EN TIEMPO REAL ..................................................................................... 80
3.2.5 MÁS DETALLES DE PRODUCCIÓN EÓLICA ........................................................... 82
3.2.6 MÁS DETALLES DE PRODUCCIÓN SOLAR ............................................................ 83
3.2.7 HISTÓRICO DE DATOS .......................................................................................... 84
3.2.8 ESTADO DEL SISTEMA.......................................................................................... 86
3.3 DEFINICIÓN DE VARIABLES .......................................................................................... 89

Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
4
3.4 GESTIÓN DE USUARIOS ............................................................................................. 101
CAPÍTULO IV. CONCLUSIÓN Y TRABAJOS FUTUROS .................................................................. 105
4.1 CONCLUSIÓN ............................................................................................................. 105
4.1.1 INTEGRACIÓN DE COMPETENCIAS .................................................................... 105
4.2 TRABAJOS FUTUROS .................................................................................................. 107
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................ 109
Índice de igu as
5
ÍNDICE DE FIGURAS
Figu a 1. Ae ogene ado de Johannes Jull ............................................................................................ 18
Figu a 2. Ag icco de Johannes Jensen y Poul Vinding ........................................................................... 18
Figu a 3. Ae ogene ado es de 1970 ...................................................................................................... 18
Figu a 4. Componen es de un ae ogene ado [4] ................................................................................. 19
Figu a 5. Tipos de u binas eólicas de eje e ical [5] ........................................................................... 20
Figu a 6. Dis ibución de Weibull en la Uni e sidad de Alme ía ........................................................... 22
Figu a 7. Dis ibución de ien os en la ubicación de la Uni e sidad de Alme ía .................................. 23
Figu a 8. Densidad de po encia media anual a 30 m de al u a en (W/m2) .......................................... 23
Figu a 9. Densidad de po encia media anual a 30 m de al u a en (W/m2) .......................................... 23
Figu a 10. Po encial eólico es imado en (GW) pa a la supe icie disponible ........................................ 24
Figu a 11. Pa es de una máquina sínc ona .......................................................................................... 25
Figu a 12. Ci cui o equi alen e de un al e nado ................................................................................. 27
Figu a 13. Pa es de un panel o o ol aico [10] .................................................................................... 28
Figu a 14. Unión PN en célula o o ol aica [11] .................................................................................... 29
Figu a 15. Clasi icación gene al de paneles o o ol aicos ..................................................................... 30
Figu a 16. Cu a I-V y pun o de máxima po encia (MPP) de panel o o ol aico [14] ........................... 31
Figu a 17. I adiancia global media en España (kWh/m2·día) en e 1983 y 2005 ................................ 32
Figu a 18. I adiancias global, di ec a y di usa en Alme ía en e 1983 y 2005 ..................................... 33
Figu a 19. Plani icación empo al .......................................................................................................... 46
Figu a 20. Plano de dis ibución en plan a ............................................................................................ 51
Figu a 21. Ae ogene ado Bo nay 1500 ................................................................................................ 55
Figu a 22. Con igu ación de ins alación mix a ...................................................................................... 56
Figu a 23. Cu as de Co ien e-Vol aje y Po encia-Vol aje pa a di e en es i adiancias ...................... 57
Figu a 24. Regulado de ca ga MPPT .................................................................................................... 58
Figu a 25. Con olado de ca ga Sma Sola MPPT 100/50 .................................................................. 59
Figu a 26. In e so Mul iPlus 12V ......................................................................................................... 60
Figu a 27. Conexión i ásica de in e so es .......................................................................................... 60
Figu a 28. Medido oZm ........................................................................................................................ 61
Figu a 29. Va iado de ecuencia de CA Powe Flex ............................................................................. 62
Figu a 30. PLC Beckho ......................................................................................................................... 62
Figu a 31. EK1100 | E he CAT Couple ................................................................................................. 64
Figu a 32. Ta je a EL1809 ...................................................................................................................... 64
Figu a 33. Ta je a EL2809 ...................................................................................................................... 64
Figu a 34. Ta je a EL3054 ...................................................................................................................... 64
Figu a 35. Ba e ías es aciona ias TOPzS ME ......................................................................................... 65
Figu a 36. Ba e ías de condensado es Va Se Easy ............................................................................... 66
Figu a 37. Fil os ac i os AFQe -4WF-030M-400 .................................................................................. 67
Figu a 38. Mapa de comunicaciones ..................................................................................................... 74
Figu a 39. Ven ana Home SCADA .......................................................................................................... 78
Figu a 40. Ven ana Calidad de Suminis o SCADA ................................................................................ 79
Figu a 41. Ven ana Da os en Tiempo Real SCADA ................................................................................ 80
Figu a 42. Ven ana de P oducción Eólica SCADA .................................................................................. 82
Figu a 43. Ven ana P oducción Sola SCADA ........................................................................................ 83
Figu a 44. Ven ana His ó ico de Da os SCADA ...................................................................................... 85
Figu a 45. Ven ana Es ado del Sis ema SCADA ..................................................................................... 87
Figu a 46. Ges ión de usua ios ............................................................................................................ 101
Resumen
7
RESUMEN
El desa ollo de las uen es de ene gía eno ables p o oca que su in eg ación en sis emas de pequeña
p oducción sea cada ez mayo . Con ello, c ecen las ins alaciones que poseen más de una uen e de
p oducción pa a la alimen ación de sus consumos, añadidas al uso del suminis o eléc ico
con encional.
Es a mejo a de la ecnología sumada a una mayo conciencia social sob e el aho o ene gé ico y el
ap o echamien o de los ecu sos hacen necesa ias soluciones lexibles que puedan maneja
ins alaciones con más de una uen e de p oducción eléc ica di e en e, a la ez que se mues an
accesibles al público in e esado en ges iona mejo su consumo eléc ico.
Con es e escena io, en es e T abajo Fin de G ado se desa olla un sis ema de con ol y isualización
SCADA, capaz de pe mi i la moni o ización cen alizada de los pa áme os más impo an es sob e la
p oducción y consumo eléc icos de una ins alación. De es a mane a, se acili a el con ol sob e la
ene gía eléc ica p oducida y la consumida, a la ez que es posible con ola los equipos de la
ins alación desde un mismo luga , sin necesidad de ope a desde la ubicación del apa a o que se desea
con ola .
Se a a de la aplicación de una solución lexible y mode na a los nue os sis emas que apa ecen u o
de los a ances ecnológicos en es e campo, y más conc e amen e al caso de la ins alación que se
es udia en es e abajo écnico.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
14
De es a o ma, se do a a la ins alación des inada al á ea de Ingenie ía Eléc ica de la Uni e sidad de un
sis ema de con ol y isualización cen alizado desde el que se ac ua á sob e los elemen os del sis ema
de mane a e icien e. Se a a, además, de un modelo a pequeña escala de lo que supone la ges ión de
edes in eligen es “Sma G id”, cuyo obje i o es ges iona el suminis o eléc ico de una población.

Capí ulo 1. In oducción
1.3 Con ex o
15
1.3 CONTEXTO
El ap o echamien o del ecu so ene gé ico siemp e ha sido un e o pa a la ci ilización. Desde la
Re olución Indus ial del siglo XVIII, hemos ido dependiendo cada ez más de la ene gía en nues as
idas has a que en la ac ualidad, la ene gía eléc ica es la que posibili a la mayo ía de nues as
ac i idades dia ias. De es a o ma, la ene gía y el ecu so ene gé ico son los p oblemas económicos,
sociales y exis enciales más decisi os de nues o iempo.
El desa ollo ecnológico ac ual en el campo de la p oducción eléc ica nos ab e paso a una ealidad
donde exis en di e sas al e na i as a la o ma en la que p oducimos elec icidad. Sin emba go, se debe
ene en cuen a que has a aho a la p oducción de ene gía eléc ica dependía o almen e de los
combus ibles ósiles, y es amos acos umb ados a ello. Po eso, exis e una nega i a inicial a la
modi icación de un sis ema que ha uncionado du an e décadas a ni el mundial.
Aun así, muchos indi iduos se lanza on al uso de la p oducción eléc ica a pa i de uen es de ene gía
eno able pa a el au oconsumo. Y ac ualmen e, algunos de ellos son sis emas de p oducción
conec ados a la ed, de la que se puede ob ene elec icidad en caso de escasez de ecu so eno able.
Un mo i o del g an desa ollo en es e campo es la ala ma del cambio climá ico cada ez más p esen e
e in ensa. El consumo de ene gía, incluyendo la ene gía eléc ica, es á gene alizada y las emisiones
p oducidas po es a ac i idad se inc emen an al depende de los combus ibles ósiles. Po ello, se es á
en a izando cada ez más en la necesidad de educi las emisiones de gases de e ec o in e nade o pa a
cons ui un u u o sos enible.
Pe o es e no es el único mo i o que impulsa el desa ollo de la gene ación eléc ica eno able. La
p oducción de ene gía a pa i del sol y del ien o son cada ez más ba a as y, desde el pun o de is a
económico, ambién nos es amos di igiendo a una e a pos ca bono.
Exis en es udios que se in e esan po la mode nización del sis ema ene gé ico, como la Ca bon T acke
Ini ia i e [1], que de ine el escena io u u o del uso de los combus ibles ósiles a aíz de la mejo a de
la p oducción de ene gía eléc ica eno able. Es a en idad indica que el descenso del p ecio en la
gene ación de las ene gías sola y eólica p o oca á billones de dóla es en ac i os obsole os
(combus ible ósil que no llega á a ex ae se) y golpea á a los pe o-Es ados que no log en ein en a se
a sí mismos ni de ec a la elocidad de la ac ual ansición ene gé ica.
Debido a es o, cua o de los p incipales sec o es esponsables del calen amien o global es án
empezando a des incula se de la indus ia de los combus ibles ósiles. Es os son las ecnologías de la
in o mación y las elecomunicaciones, el sec o de la mo ilidad y la logís ica, el sec o de la
cons ucción y, po úl imo, el sec o eléc ico, al que se en oca p oyec o.
Es a ac i ud demues a una decadencia na u al de la e a de los combus ibles ósiles a la que debemos
de adap a nos, ein en ando nues a in aes uc u a. Po ello, un escena io ealis a en el es udio del
ecu so eléc ico debe inclui las nue as o mas de p oducción eno able al sis ema eléc ico ac ual y
ap ende a in eg a lo e icien emen e. Se á más sencillo comenza a implemen a una adap ación a los
a ances ecnológicos mencionados es udiándolos en ins alaciones indi iduales pa a, más adelan e, se
capaces de coo dina ca ias de ellas e incluso una población.
Un escena io p o o ípico pa a el u u o se ía aquel donde exis ie an pequeñas uen es de p oducción
indi iduales o po comunidades de ciudadanos, donde se consumi ía ene gía eno able como p ime a
opción y cuyos exceden es se ían compa idos con el es o de las poblaciones a a és del sis ema. Con
ello se elimina ían pé didas en el anspo e de la ene gía a la ez que se po encia ía un consumo
e icien e, eno able e in eligen e con el obje i o de saca le pa ido a los a ances ecnológicos de los
úl imos iempos.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
16
Es conocido que, cuan o más se desa olla un campo, más es á p esen e en las idas de los ciudadanos
y más se necesi an unos conocimien os básicos po los usua ios pa a u iliza los de la mejo mane a
posible. De es a o ma, se obse a la necesidad de desa olla sis emas de ges ión y con ol de la
p oducción eléc ica accesibles que acili en es a ac i idad lo máximo posible.
En es e p oyec o se diseña á un sis ema que a iende a los a ances ecnológicos en el sec o eléc ico.
La iloso ía pa a el desa ollo del p oyec o puede compa a se con la u ilizada en la logís ica del
anspo e de me cancías. Igual que es e ec i o conoce dónde hay mayo á ico o la exis encia de
amos en ob as en cada momen o pa a la ges ión y elección del camino más e icaz a la ho a del
anspo e, pa a la ges ión de la p oducción eléc ica es impo an e sabe qué consumos se ienen en
cada momen o y de qué ecu sos se dispone.
Capí ulo 1. In oducción
1.4 Especi icaciones Gene ales
17
1.4 ESPECIFICACIONES GENERALES
1.4.1 INTRODUCCIÓN
Es impo an e conoce los ecu sos eléc icos de los que dispone la ins alación pa a pode ealiza un
co ec o con ol de es a. Además, pa a ob ene una mejo isión del conjun o comple o, es in e esan e
analiza cómo se gene a la ene gía eléc ica en las di e en es uen es de p oducción a las que se
ecu e. De es a o ma, se es udian las uen es de p oducción que se in eg a án en el sis ema de
con ol y isualización SCADA del que a a el p oyec o. En e ellas se encuen an la gene ación eólica
a pa i de ae ogene ado es, la p oducción sola o o ol aica a pa i de paneles o o ol aicos y la
ene gía eléc ica p oceden e de la ed de dis ibución que alimen a las ins alaciones de la Uni e sidad
de Alme ía.
1.4.2 ENERGÍA EÓLICA
Los o ígenes del ap o echamien o de la ene gía p oceden e del ien o [2] se emon an a su uso en los
ba cos de ela del an iguo Egip o. Más a de, en e los siglos XVIII y XIX, se cons uye on molinos de
ien o pa a mole igo y o os g anos. Después, se u iliza on molinos de ien o pa a ope a bombas
de i igación en g anjas. Has a que el c ecien e uso de la elec icidad en el siglo XX u o una g an
in luencia en el desa ollo de ae ogene ado es, g acias ambién a los a ances en ae odinámica.
El p ime ae ogene ado ue desa ollado po el danés Poul la Cou en la década de 1890, como pa e
de la indus ialización. Se basó en el uncionamien o de los molinos que se empleaban en mole g anos
de maíz, cambiando sus aspas po pale as ajus ables con bisag as y añadiendo o o de sus in en os, el
“k a os a ”. Se a aba de un mecanismo de poleas y pesos con el que se ni elaba el accionamien o
i egula del molino debido a las á agas in e mi en es de ien o, on el obje i o de ob ene una uen e
de ene gía es able.
La mejo a de es e diseño ue in en ada po dos ingenie os daneses en 1919, Johannes Jensen y Poul
Vinding. Su ae ogene ado se llamó Ag icco y sus aspas ue on diseñadas como las alas de un a ión.
Cada una de las aspas podía se gi ada en di e en es posiciones, lo que añadía egulación de
inclinación. Además, disponía del accionamien o que le pe mi ía gi a au omá icamen e con la
di ección del ien o.
Has a la década de 1950 no se pe eccionó el modelo. La mejo a ino po uno de los ap endices de
Poul La Cou , Johannes Jull. Su ae ogene ado enía un más il de 12 me os de al u a y dos palas de 8
me os de la go asociados a un gene ado de 10 kW. Es e ae ogene ado u ilizaba ce ca del 60% del
posible e ec o ex aíble del ien o. Se empieza a pa ece a los ae ogene ado es u ilizados ac ualmen e.
El desa ollo de la ene gía eólica como se conoce ac ualmen e su gió a pa i de los años 70, de i ada
de la c isis del pe óleo. Se u ilizaban ag upaciones de a ios ae ogene ado es de es aspas pa a la
p oducción de ene gía eléc ica y se c ea on algunas de las g andes emp esas del negocio como Ves as
y LM Wind Powe .
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
18
Figu a 1. Ae ogene ado de Johannes Jull
Figu a 2. Ag icco de Johannes Jensen y Poul Vinding
Figu a 3. Ae ogene ado es de 1970
A con inuación, se es udia el uncionamien o básico de los ae ogene ado es mode nos del ipo de los
que se emplean en la ins alación a la que se di ige el p oyec o, así como las pa es que lo componen y
las unciones que ienen.
Los ae ogene ado es mode nos es án o mados po un sis ema de dos o es palas colocadas a g an
al u a [3], don de la elocidad del ien o es mayo . Las aspas son capaces de gi a siguiendo el mé odo
de uncionamien o ae odinámico de las alas de un a ión, c eando zonas de al as y bajas p esiones a
los lados de cada aspa, p o ocando el mo imien o de es as. Es a combinación de mo imien os pe mi e
la o ación de las palas.
Capí ulo 1. In oducción
1.4 Especi icaciones Gene ales
19
La góndola es donde se encuen an los componen es cla e del ae ogene ado , incluyendo eng anajes,
o o y gene ado como elemen os p incipales. En ella ocu e la ans o mación de la ene gía mecánica
en eléc ica de la siguien e o ma.
El o o del ae ogene ado gi a g acias a la di e encia de p esiones c eada po el ien o en las aspas.
Es e o o iene una elocidad de gi o igual a la de las aspas, po ello suele conoce se como el de baja
elocidad. Pa a p oduci elec icidad, es necesa io inc emen a la elocidad de o ación pa a el gi o
del gene ado eléc ico. Es a es la unción del mul iplicado o caja de cambios, que consigue su obje i o
con un en de eng anajes. Es o pe mi e que la elocidad de gi o del o o del gene ado sea su icien e
pa a p oduci co ien e eléc ica, en los ae ogene ado es de g an po encia es a elocidad suele se
1600 pm. El gene ado eléc ico si uado en la pa e ase a de la góndola p oduce elec icidad en
co ien e al e na.
Se debe con ola que la elocidad de gi o del o o del ae ogene ado no sea excesi a, ya que puede
p o oca daños en el equipo po ien os ue es. Pa a ello, los ae ogene ado es de g an po encia
inco po an un con olado pa a es a unción. En el caso en el que sea necesa io de ene el o o , la
góndola albe ga un eno que ac úa mecánica, eléc ica o hid áulicamen e pa a es e in.
A modo de p o ección en la pa e inal de la góndola de los ae ogene ado es de g an po encia suele
ins ala se un pa a ayos. Además, suelen i p opo cionados de un sis ema de en ilación as el
gene ado que e i e el aumen o de empe a u a y el mal uncionamien o de es e.
Es impo an e ene en cuen a que la o ien ación del ae ogene ado pa a que cumpla su unción debe
se de ca a al ien o, es deci , la di ección del ien o debe se desde el buje has a la pa e inal de la
góndola. Pa a conoce es e pa áme o decisi o, se dispone de ele as y anemóme os que, además,
p opo cionan da os sob e la elocidad del ien o. Conociendo cuál es la o ien ación ideal del
ae ogene ado , el equipo p esen a un sis ema de gi o con el que eo ien a el buje y sis ema de palas.
Figu a 4. Componen es de un ae ogene ado [4]
Aunque los ae ogene ado es más u ilizados son los is os has a aho a, denominados de eje ho izon al,
exis en o o ipo de ae ogene ado es, los de eje e ical.

Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
20
Es os ae ogene ado es se u ilizan gene almen e pa a bajas elocidades de ien o y son ú iles pa a el
bombeo de agua aún. Aún no p esen an an a capacidad de p oducción eléc ica como los de eje
e ical, de ahí su poca popula idad. En la siguien e igu a se mues an los ipos de u binas eólicas de
eje e ical siendo a) modelo Sa onius; b) modelo Da ieus- o o con diseño de “ba ido de hue os”;
c) H-Da ieus con aspas en o ma de H; d) modelo con aspas en o ma cuchillas.
Figu a 5. Tipos de u binas eólicas de eje e ical [5]
Es udiado el uncionamien o de los ae ogene ado es mode nos, se puede obse a que la po encia
eléc ica gene ada depende á di ec amen e de la elocidad del ien o que haga gi a las aspas. A
con inuación, se analiza án las ecuaciones ca ac e ís icas de los ae ogene ado es.
Pa a empeza , es de especial in e és conoce la po encia disponible del ien o.
Toda po encia se calcula a pa i de la ene gía, siendo la po encia la de i ada de la ene gía en el iempo.
La ene gía disponible del ien o pa a un ae ogene ado se conside a ciné ica.
P= dE
d = d(1
2·m· 2)
d
La ene gía ciné ica de una pa ícula de ai e que se mue e es p opo cional su masa y al cuad ado de su
elocidad. Calcula la masa de una pa ícula de ai e puede esul a complicado y pa a acili a el
desa ollo de la exp esión, se ep esen a á la masa como la densidad del ai e di idido en e su
olumen.
El olumen de ai e que se end á en cuen a pa a el desa ollo se á el de inido po el á ea ba ida po
las aspas del ae ogene ado y po el espeso de es as. Es o se debe a que el espeso de las palas el
eco ido en el que el ien o les cede á ene gía ciné ica.
m= ρ· ol= ρ·A·e
P= d(1
2·ρ·A·e· 2)
d
Capí ulo 1. In oducción
1.4 Especi icaciones Gene ales
21
P= 1
2·ρ·A· 3
P: Po encia disponible del ien o (W).
E: Ene gía ciné ica de una pa ícula de ai e (J).
m: Masa de una pa ícula de ai e (kg).
󰇍
: Vec o elocidad de una pa ícula de ai e (m/s).
ρ: Densidad del ai e. Pa áme o de alo cons an e (kg/m3).
ol: Volumen del ai e (m3).
A: Á ea ba ida po las aspas del ae ogene ado (m2). Es a á ea a su ez es 2·π·l, siendo l la longi ud
de las aspas. El á ea ba ida es pa áme o de alo cons an e.
e: espeso de las aspas del ae ogene ado (m). Pa áme o de alo cons an e.
La po encia máxima ex aíble del ai e depende, po an o, de la densidad de es e, el á ea ba ida po
las aspas del ae ogene ado y la elocidad del ien o. Sin emba go, la po encia eal ob enida po el
ae ogene ado se á meno , ya que se ex ae á la po encia máxima del ien o cuando la elocidad de
es e sea ce o al pasa las aspas del ae ogene ado . Es e enómeno no es posible ya que supond ía una
acumulación de masa de ai e as las palas del ae ogene ado , lo que es conocido que no ocu e en la
ealidad.
Pa a conoce la po encia máxima ob enida po una u bina eólica hab á que ene en cuen a es e
enómeno y se es udia el pe il de elocidades y p esiones del eco ido de la masa de ai e con de alle.
El obje i o del es udio es ob ene el alo máximo del coe icien e que de e mina á la po encia máxima
ex aíble del ien o po una u bina eólica. Es e coe icien e se denomina coe icien e de po encia (Cp).
Es udios que u ilizan las exp esiones de conse ación de la masa, conse ación de la ene gía
(Be nouilli) y la P ime a Ley de New on como base, consiguen mos a el alo máximo de es e
coe icien e pa a u binas eólicas. Es e alo es de 16/27 (dieciséis ein isie ea os).
Al máximo alo posible del coe icien e de po encia se le llama Lími e de Be z y su alo se alcanza con
ae ogene ado es de es palas. Es po es o po lo que no se en modelos de cua o palas.
De es e modo, a pa i de la exp esión de la po encia máxima disponible del ien o y del alo del
Lími e de Be z se ob iene la exp esión de la po encia máxima ob enida po una u bina eólica.
P= 1
2·ρ·A·𝑣3·16
27
Se ha comp obado que la po encia ex aíble del ien o depende de su elocidad, po ello es usual
es udia la ocu encia de ien os de de e minadas elocidades según la zona donde se quie e ubica
el ae ogene ado . Pa a una buena p oducción de ene gía eléc ica, se necesi a que la elocidad del
ien o que mue e las aspas sea lo más cons an e posible. Pa a el es udio de es a ca ac e ís ica se
emplea la dis ibución de p obabilidad de Weibull.
Se a a de una unción de densidad que es udia la p obabilidad de ocu encia de odas las elocidades
de ien o en una zona de e minada. De es a o ma se pod á escoge el ae ogene ado cuya elocidad
de diseño se ajus e más al ien o con más p obabilidad de se cons an e en esa zona. La unción se
exp esen po cen aje (%) y se de ine de la siguien e mane a.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
22
F( ,k,λ)={k
λ·(
λ)k−1 ·e− (
λ)k <0
0, ≥0
F: Función de Weibull (%).
: Velocidad del ien o (m/s).
k: Fac o de o ma.
λ: Fac o de escala. Re e ido a la calidad del ien o.
A la ho a de ep esen a la unción de Weibull, el eje de abscisas ep esen a los di e en es alo es de
elocidad del ien o en m/s, y el eje de o denadas ep esen a las p obabilidades de ocu encia pa a
cada uno de es os ien os, es deci , la unción dis ibución de p obabilidad. De es a o ma, la elocidad
de ien o que se debe ene en cuen a a la ho a de escoge un ae ogene ado es a la que co esponda
el pun o más al o de la g á ica de la unción de Weibull, es deci , el que p esen e mayo p obabilidad
de man ene se cons an e en el iempo.
Teniendo es o en cuen a, esul a de especial in e és conoce las ca ac e ís icas del ien o en Alme ía,
y más conc e amen e en las coo denadas de la Uni e sidad de Alme ía, que es donde se encuen a la
ins alación de es udio de es e p oyec o. Conoce las ca ac e ís icas del ien o en la zona es ú il pa a
iden i ica con más acilidad anomalías en la p oducción eólica.
U ilizando el ecu so p opo cionado po [6] es posible ob ene la unción de Weibull ca ac e ís ica del
ien o en la zona de la Uni e sidad de Alme ía, así como la o ien ación de los ien os p edominan es
en la zona. Pa a ob ene los esul ados, se han p opo cionado los da os de coo denadas geog á icas
de la zona de es udio y de la al u a de los ae ogene ado es. T as es as especi icaciones, la he amien a
mues a los siguien es esul ados, u ilizando la base de da os almacenados po MERRA-2 de la Na ional
Ae onau ics and Space Adminis a ion (NASA).
Figu a 6. Dis ibución de Weibull en la Uni e sidad de Alme ía
Es a dis ibución mues a la p obabilidad de ien o cons an e en la zona es udiada, así como a qué
alo co esponde en me os po segundo. Es a in o mación es de impo ancia ya que se necesi a de
un ecu so eólico de alo lo más pe manen e posible pa a una co ec a p oducción de ene gía
eléc ica a pa i de ae ogene ado es.
Capí ulo 1. In oducción
1.4 Especi icaciones Gene ales
23
De modo que se puede obse a que el alo de ien o con más p obabilidad de se cons an e en la
zona es á en e 1 y 2 m/s. La p obabilidad de ocu encia de es e enómeno se ap oxima a 0,14.
Figu a 7. Dis ibución de ien os en la ubicación de la Uni e sidad de Alme ía
Po o o lado, se ob iene la di ección p edominan e del ien o en la ubicación del p oyec o. Se mues a
que la di ección p edominan e es WSW (Oes esu oes e).
Una ez ob enida una idea de las ca ac e ís icas p incipales del ien o en la Uni e sidad de Alme ía, es
in e esan e obse a los da os sob e la disponibilidad de ecu so eólico en Alme ía pa a conoce qué
p oducción se pod ía llega a ob ene . Los da os se publica on en la e e encia [7] pa a odo el
e i o io español y eniendo como e e encia la al u a de 30 me os pa a ae ogene ado es de
pequeña po encia. En el caso de la ins alación que se es udia en es e p oyec o, la al u a de los
ae ogene ado es es de 15 me os, así que se debe ene en cuen a es a di e encia a la ho a de
in e p e a los mapas, que se án u ilizados me amen e como in o mación adicional.
Figu a 8. Densidad de po encia media anual a 30 m de
al u a en (W/𝑚2)
Figu a 9. Densidad de po encia media anual a 30 m de
al u a en (W/𝑚2)
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
30
ab icación más simple del c is al de silicio que no esul a en un único c is al uni o me; po úl imo, los
paneles de capa ina que u iliza es capas de ma e ial en una misma base.
Figu a 15. Clasi icación gene al de paneles o o ol aicos
Una ez conocidas las p incipales ca ac e ís icas de los paneles o o ol aicos, es de in e és es udia las
ecuaciones con las que ob ene los pa áme os más impo an es.
De es a o ma, es impo an e conoce la ene gía que debe ene un o ón pa a que, al impac a con a
un elec ón, sea capaz de libe a lo del enlace que lo une al á omo de silicio. Es a ene gía se conoce
como anchu a de la banda p ohibida (Eg) y depende del ma e ial. Así, el silicio iene una anchu a de
banda p ohibida a 0 K de 1,21 eV. Conociendo la ene gía que deben po a los o ones, es posible
calcula la longi ud de onda de adiación con más p obabilidad de gene ación de co ien e eléc ica.
Eg= h·c
λ
h: Cons an e de Planck (4,1361·10−15 eV·s).
c: Velocidad de la luz en el acío (2,998·108 m/s).
λ: Longi ud de onda (nm).
Po o o lado, se ha mencionado como ca ac e ís ica de las p ime as células o o ol aicas la e iciencia.
Es e pa áme o depende de la in ensidad de co ien e y ol aje en el pun o de máxima po encia de
ope ación de la célula, de la i adiancia (ene gía sola po unidad de supe icie) y del á ea de la célula.
η= Imp·Vmp
A·E ·100
η: E iciencia (%).
Imp: In ensidad en el pun o de máxima po encia (A).
Vmp: Vol aje en el pun o de máxima po encia (V).

Capí ulo 1. In oducción
1.4 Especi icaciones Gene ales
31
A: Á ea de la placa o célula o o ol aica (m2).
E: I adiancia (W/m2). Es la adiación que incide en un ins an e sob e una supe icie de e minada [13].
Pa a conoce cuál es el pun o de máxima po encia del panel o o ol aico, se ep esen an los
pa áme os de in ensidad y po encia en unción del ol aje de salida del panel pa a cada modelo. De
es a o ma, a pa i de la ep esen ación g á ica pueden ob ene se los alo es de ol aje e in ensidad
en el pun o de máxima po encia o o ol aica azando una e ical desde el pun o más al o de la cu a
de po encia (MPP) has a co a el eje x y la cu a de in ensidad de la co ien e de salida del panel.
Figu a 16. Cu a I-V y pun o de máxima po encia (MPP) de panel o o ol aico [14]
Además de las ca ac e ís icas indi iduales del panel, es impo an e conoce los cálculos necesa ios
pa a es ima la p oducción eléc ica espe ada, la p oduc i idad de la plan a o el endimien o global de
la ins alación.
EFV= PFV·HSP·PR
EFV: Ene gía espe ada de la plan a (kWh).
PFV: Po encia nominal de la plan a o o ol aica (kW).
PR: Pe o mance a io o endimien o global del sis ema. Fac o de pé didas de endimien o de la
plan a o o ol aica debidas a empe a u a, cableado o ans o maciones de co ien e con inua a
co ien e al e na o de baja ensión a media ensión.
HSP: Ho as sola es pico. Ho as cuya i adiancia co esponde a las condiciones es ánda de 1 kW/m2.
Se ob iene di idiendo la i adiación sola en el emplazamien o (kWh/m2) en e es e alo es ánda ,
equi alen e a 1 kW/m2.
YF= EFV
PFV
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
32
YF: P oduc i idad del sis ema o o ol aico (kWh/kW).
EFV: P oducción ene gé ica eal de la ins alación (kWh).
PFV: Po encia nominal de la ins alación (kW).
PR= YF
𝑌R
PR: Pe o mance a io o endimien o global del sis ema. Rep esen a la elación en e la ene gía
p oducida y la que eó icamen e de pod ía gene a con la adiación disponible.
YF: P oduc i idad del sis ema o o ol aico (kWh/kW).
YR: P oduc i idad de e e encia (HSP ó h/día). Se calcula di idiendo la i adiación en el emplazamien o
de la ins alación (kWh/m2) en e la i adiancia en condiciones es ánda , equi alen e a 1 kW/m2.
Pa a muchas de las ecuaciones desc i as se necesi a conoce la i adiancia o i adiación en el luga de
la ins alación. Es e da o se puede ob ene g acias a los es udios de la Agencia Es a al de Me eo ología
[15]. G acias a es a agencia, es posible ob ene los da os de i adiancia en la zona donde se ubica la
ins alación de es udio y es posible compa a los con el es o del e i o io español. Además,
p opo cionan los alo es de i adiancia global, di ec a y di usa conc e amen e en Alme ía du an e el
anscu so de un año comple o y du an e cada uno de los doce meses.
La disponibilidad del ecu so sola en la zona de la Uni e sidad de Alme ía es muy al a. Alme ía dispone
de los mejo es alo es de i adiancia global del país, con un alo en o no a los 5,5 kWh/m2·día. Con
es os da os se obse a el ca ác e ealis a de la u ilización del ecu so sola pa a la gene ación
o o ol aica de pequeña po encia de mane a dis ibuida y accesible en la p o incia.
Figu a 17. I adiancia global media en España (kWh/𝑚2·día) en e 1983 y 2005
Capí ulo 1. In oducción
1.4 Especi icaciones Gene ales
33
Figu a 18. I adiancias global, di ec a y di usa en Alme ía en e 1983 y 2005
Es bien conocida las buenas ca ac e ís icas de Alme ía pa a la u ilización del ecu so sola , pudiendo
se es e e mosola o o o ol aico. Po ello, la ealización de es e p oyec o se e de g an u ilidad al
dedica se a una ges ión de u ilización de los di e en es ecu sos disponibles en un luga pa a el
consumo eléc ico. Es una o ma de consegui in eg a los di e en es ecu sos disponibles en un luga
y acili a el máximo ap o echamien o de es os pa a el consumo eléc ico.
Capí ulo 1. In oducción
1.5 Especi icaciones Técnicas
35
1.5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
1.5.1 INTRODUCCIÓN
Es e apa ado se exponen dos concep os impo an es pa a el desa ollo de es e p oyec o, qué son los
sis emas de con ol y isualización SCADA y qué son las edes de comunicación indus ial.
P ime o, se exponen las ca ac e ís icas de los sis emas de con ol y isualización SCADA en el ámbi o
indus ial, así como los modelos exis en es en la ac ualidad. Se debe ene en cuen a las condiciones
del me cado ac ual pa a se capaces de escoge con mayo c i e io el so wa e adecuado pa a el
p opósi o de es e p oyec o.
Después, se es udia con de enimien o las ca ac e ís icas de las edes de comunicaciones indus iales,
su clasi icación y los ipos más u ilizados en la ac ualidad. Es as edes anspo a án la in o mación
necesa ia pa a el uncionamien o del sis ema de con ol y isualización de la ins alación.
1.5.2 SISTEMAS SCADA
El ac ónimo SCADA iene del inglés “Supe iso y Con ol And Da a Acquisi ion”. Es o se aduce en que
un sis ema de es e ipo iene como inalidad supe isa y con ola emo amen e una ins alación
median e di e en es p o ocolos en un solo luga . Es as lec u as se ealizan en iempo eal.
Los sis emas SCADA pueden conside a se como un conjun o de p og amas y equipos des inados a la
adquisición de da os y ansmisión de comandos desde y hacia el p oceso [16]. De es a o ma asegu an
el diálogo en e el ope ado y la ins alación, pudiendo gene a a isos sob e cuando se alcancen alo es
c í icos pa a el sis ema o pudiendo c ea una base de da os que con enga los p incipales pa áme os
que se debe ene en cuen a al ope a la ins alación. Se a a de una e olución de los sis emas de
igilancia unido a la capacidad de con ola los equipos de los que se o ma la ins alación. Sis emas de
con ol de p ocesos mode nos.
Los sis emas SCADA pa a el con ol y isualización de sis emas eléc icos ienen las ope aciones
p incipales de in o ma , en iempo eal, sob e el es ado de la ene gía disponible y/o gene ada, así
como de los consumos que se deben sa is ace , y o ece la opción de pode ac ua sob e los elemen os
del sis ema según el mejo c i e io. Las acciones de con ol más ele an es de los SCADA en
ins alaciones eléc icas son las elacionadas con decisiones sob e la p oducción. Pode escoge cuándo
la ene gía consumida en la ins alación o en el sis ema a a p o eni de ae ogene ado es, paneles
o o ol aicos o de la ed eléc ica de al a ensión.
La supe isión adecuada de una ins alación de dimensiones conside ables equie e conoce una g an
di e sidad de pa áme os, que, al pode consul a se desde un mismo luga , se ayuda a plani ica el uso
de la ene gía, omen ando el aho o ene gé ico.
Po o o lado, los componen es p incipales de los sis emas de con ol y isualización SCADA son:

Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
36
• Un PC con su pan alla, asignado a las unciones de supe isión, es deci , de la in e az homb e-
máquina (HMI). Desde ellos se pod á ac ua sob e las dis in as pa es del sis ema como pun o
cen al de igilancia y con ol.
• Una se ie de pe i é icos que in e ac úan di ec amen e con el p oceso a a és de senso es y
ac uado es, ál ulas. Los pe i é icos son disposi i os que pueden se con olados de mane a
emo a a a és del cen o de con ol. En e es os apa a os se encuen an ambién los
senso es y medido es que ecogen in o mación impo an e pa a oma decisiones sob e el
es ado de la ins alación, como co ien e, ol aje, empe a u a o adiación.
• Una ed de comunicación indus ial, capaz de ga an iza el co ec o in e cambio de
in o mación en e los sis emas pe i é icos, con olado es del sis ema y PCs de supe isión en
iempo eal [17]. Los medios de ansmisión pa a pasa los da os y las señales de con ol
pueden se po cable o inalámb icos, y a su ez pueden se de ipo LAN (Local A ea Ne wo k,
que se u iliza en un á ea limi ada) o WAN (Wide A ea Ne wo k, que se u iliza como sis ema
global). Algunas de las edes de comunicación más comunes son E he ne , De iceNe , Modbus,
Con olNe o P o ibus.
Exis e una g an di e sidad de so wa e SCADA en el me cado disponibles pa a el con ol y isualización
de ins alaciones. Cada uno p esen a sus peculia idades y a la ho a de escoge qué so wa e SCADA
u iliza se deben ene en cuen a es as ca ac e ís icas, así como el g ado de complejidad del p opósi o
de su uso, el endimien o que se equie a, el p esupues o disponible y las p e e encias pe sonales.
Algunas de las emp esas que o ecen so wa e SCADA son Om on, Siemens o Schneide Elec ic.
El so wa e SCADA de OMRON iene como nomb e Mo icon Nex [18] y p esen a las siguien es
ca ac e ís icas p incipales.
• Edi o de Windows 10 a Windows CE
• Los p oyec os son a chi os XML, es deci , que se pueden edi a con cualquie edi o de ex o
• Ta eas I/O: has a 100000
• Usua ios Clien es de Web has a 99 (HTML5 o APPs)
• Con isualización 3D
• Emiso y es adís ico de ala mas (has a 100000) con opción de SMS, oz y E-mail
• P o ocolo de comunicación OPC UA y Modbus con d i e s
• Conec i idad DA
• Con Geo SCADA
Po o o lado, el so wa e SCADA de SIEMENS se iden i ica como SIMATIC SCADA Sy em. Tiene
di e en es e siones con dis in as p es aciones cuyas ca ac e ís icas se mues an a con inuación.
1. El p ime o de ellos es el SIMATIC WinCC P o essional [19].
• Comunicación no p opie a ia po OPC.
• P o ocolos del SIMATIC WinCC RT P o essional:
Capí ulo 1. In oducción
1.5 Especi icaciones Técnicas
37
o OPC UA (DE, HA) Se e 1.02.
o OPC XML DA 1.0 Se e .
o OPC UA DA Clien 1.02.
o OPC XML DA 1.01 Clien .
o OPC HAD 1.20 Se e (His o ical Da a Access).
o OPC A&E 1.10 Se e .
o WinCC OLE DB P o ide
• Pe mi e moni o ización ía In e ne median e disposi i os mó iles a a és de HTML5.
• Los da os his ó icos se almacenan como calo es WinCC en la base de da os SQL (pe mi e
500 a chi os ags que puede amplia se y has a 262.144 powe ags. Es os úl imos se
e ie en a odas las a eas de un p oyec o que es án conec adas a un con olado ).
• Con ol de ala mas.
• So wa e pa a con ol del consumo de ene gía.
• Sis emas ope a i os compa ibles:
o Windows 7 P o essional/En e p ise/Ul ima e SP 1 (32 bi ) (only clien s).
o Windows 7 P o essional/En e p ise/Ul ima e SP 1 (64 Bi ).
o Windows Embedded S anda d 7 SP1 (64 Bi ) (only SIMATIC IPC).
o Windows 10 P o Ve sion 1703 (OS Build 15063).
o Windows 10 En e p ise Ve sion 1703 (OS Build 15063).
o Windows 10 En e p ise 2016 LTSB (OS Build 14393).
o Windows Se e 2012 R2 x64 S dE ( ull ins alla ion).
o Windows Se e 2016 S anda d ( ull ins alla ion).
2. El segundo de ellos es el so wa e SCADA SIMATIC WinCC V7 [20].
• P o ocolos compa ibles con SIMATIC:
o MPI.
o So -PLC.
o P o ibus.
o Indus ial E he ne ISO L4.
o Indus ial E he ne TCP/IP.
• Da os de endimien o en sis ema g á ico.
• A isos con igu ables po se ido : 150000 como máximo.
• Sin lími e de iche os.
• Campos de iche o po usua io: 500.
3. El e ce so wa e SCADA de SIEMENS es el SIMATIC WinCC Open A chi ec u e V3.1 [21].
• Sis emas ope a i os compa ibles:
o Mic oso : Windows 10 (CB<SB), Se e 2016 y Se e 2019.
o Linux: RedHa En e p ise Linux 8.x, Cen 0S 8.x, SUSE Linux En e p ise Se e (SLES) 15,
SIEMENS Indus ial OS 2.0.
• Nue as ac ualizaciones espec o de los an e io es:
o P o ine /P o isa e d i e .
o Mejo a en OPC UA.
o Mejo a en Modbus.
• Has a 255 angos de ala mas analógicas.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
38
El so wa e SCADA de Schneide Elec ic iene como nomb e Wonde wa e [22] y p esen a las
siguien es ca ac e ís icas p incipales.
• Compa ibilidad OS:
o Windows Se e 2012 Da a Cen e , S anda d
o Windows Se e 2012 R2 Da a Cen e , S anda d
o Windows 8.1 En e p ise (x64, x86)
o P o essional (x64, x86)
o Windows 10 P o essional
o Windows 10 En e p ise (x64, x86), P o essional
• Compa ibilidad con sis emas de ges ión de bases de da os:
o SQL Se e 2012 S anda d Sp2 (x64, x86), En e p ise (x64, x86), Exp ess-SSMSE
o SQL Se e 2012 S anda d SP2 (x64, x86), En e p ise (x64, x86), Exp ess-SSMSE (x64, x86)
SP1
o SQL Se e 2012 S anda d SP2 (x64, x86), En e p ise (x64, x86), Exp ess-SSMSE (x64, x86)
SP2
o SQL Se e 2014 S anda d (x64, x86), En e p ise (x64, x86), Exp ess-SSMSE (x64, x86)
o SQL Se e 2014 S anda d (x64, x86), En e p ise (x64, x86), Exp ess-SSMSE (x64, x86) SP1
o SQL Se e 2016 S anda d, En e p ise, Exp ess
• Compa ibilidad de la isualización:
o Mic oso Hype -V: basada en la e sión de Windows
o VMwa e 6.0 i ualiza ion wi h High A ailabili y and Disas e Reco e y (HA/DR) + VMWa e
Sphe e 6.0
o VMwa e 5.0 Upda e 1 i ualiza ion wi h High A ailabili y and Disas e Reco e y (HA/DR)
El so wa e SCADA de AVEVA iene como nomb e InduSo Web S udio 8.1, consul ado en las
e e encias [23] y [24], y p esen a las siguien es ca ac e ís icas p incipales.
• Acceso po pla a o ma mó il y lenguaje HTML5
• Sis emas compa ibes:
o Windows 10 (incluyendo las e siones LTSC/LTSB)
o Windows 8.1
o Windows 7 Se ice Pack 1
o Windows Se e 2016
o Windows Se e 2012 R2
o Windows Se e 2008 R2 Se ice Pack 1
o Windows 10 IoT En e p ise (solo la e sión LTSC/LTSB)
o Windows Embedded 8.1 Indus y P o
o Windows Embedded S anda d 7 Se ice Pack 1
• Es necesa io ene In e ne Explo e .
• Has a 4000 ags en Windows, Windows Se e y Windows Embedded S anda d
• Has a 64000 ags en Windows y Windows Se e
Capí ulo 1. In oducción
1.5 Especi icaciones Técnicas
39
• Has a 10 millones de ags en Windows Se e (mul i-co e)
• P o ocolos: OPC UA y OPC Classic (HDA y DA).
Po o o lado, GE Digi al p esen a a ios sis emas SCADA, se mues an a con inuación las p incipales
ca ac e ís icas de cada uno.
1. So wa e SCADA: CIMPLICITY 11 [25]
• Requisi os So wa e. Uno de los siguien es sis emas:
o Mic oso Windows 10 (32 bi o 64 bi ), P/E/U Edi ions
o Mic oso Windows 10 IoT En e p ise (LTSB) – solo la e sión comple a IoT. No las
e siones mó iles.
o Mic oso Windows 8.1 (32 bi o 64 bi ), P/E/U Edi ions
o Mic oso Windows Se e 2019
o Mic oso Windows Se e 2019 Clus e
o Mic oso Windows Se e 2016
o Mic oso Windows Se e 2016 Clus e
o Mic oso Windows Se e 2012 R2
• Requisi os Ha dwa e:
o In el Co e 2 Duo 3.0 GHz o mejo
o Mínimo 4 GB de RAM
o Mínimo 40 GB de espacio de disco du o lib e
• P o ocolos: OPC UA, SQL
• P o ocolos abie os: ISA, IEC, OPC
• Ex ensiones: VB, .NET, Rich APIs
• Pe mi e conexión local emo a con LAN, WAN o conexiones a in e ne incluyendo VPN.
2. So wa e SCADA: iFIX 6.0 [26]
• Requisi os so wa e:
o Na egado es cuali icados HTML5
o Uno de los siguien es sis emas ope a i os:
– Mic oso Windows 10
– Mic oso Windows 8.1 (32-bi o 64-bi )
– Mic oso Windows 7 Embedded S anda d, Se ice Pack 1, pa a iFIX 6.0 sólo licencias
inco po adas. Las licencias inco po adas iFIX no ejecu a án en Windows 10 IoT u o os
sis emas ope a i os.
– Mic oso Windows 7 (32-bi o 64-bi )
– Mic oso Windows Se e 2016
– Mic oso Windows Se e 2012 R2
o So wa e in e az de ed pa a comunicaciones TCP/IP y d i e s I/O.
o Un d i e I/O pa a se ido es SCADA.
• P o ocolos: OPC UA y HTML5
• P o ee de una API pa a consumi con enido ex e no HTML5
• Pe mi e conexión local emo a con LAN, WAN o conexiones a in e ne incluyendo VPN.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
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10. Diseño de la ges ión de usua ios pa a el acceso al so wa e. El sis ema SCADA que se desa olla
en es e p oyec o puede e se a ec ado si a ios usua ios dis in os hacen uso de sus unciones
de mane a simul ánea. Po es e mo i o es impo an e ges iona los usua ios que ienen acceso
al sis ema.
11. De inición de las a iables del sis ema SCADA. Es a a ea se en oca al ámbi o de la
p og amación in e na del sis ema de con ol y isualización.
12. Redacción del documen o T abajo Fin de G ado. Es la úl ima a ea ealizada y donde se e leja
el abajo in e ido en el p oyec o. Es la a ea que más iempo ha consumido, pe o con poca
di e encia espec o de la p ime a a ea ealizada, la a ea de es udia el so wa e que se u iliza
pa a el diseño del sis ema de con ol y isualización SCADA.
Figu a 19. Plani icación empo al

Capí ulo 1. In oducción
1.8 Es uc u a del documen o
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1.8 ESTRUCTURA DEL DOCUMENTO
Es e documen o sob e el T abajo Técnico p esen ado como T abajo Fin de G ado p esen a cua o
capí ulos p incipales. Todos ellos son ele an es pa a una comp ensión sob e odos los aspec os que
han lle ado a la ealización de es e p oyec o, las ases de desa ollo de es e y las conclusiones
ob enidas a pa i del mismo. Es os capí ulos p incipales son:
• Capí ulo I. In oducción
Con iene aspec os como la mo i ación del p oyec o, el con ex o y el esumen de esul ados.
Se a a de un apa ado necesa io pa a comp ende el en o no que odea la ealización de es e
p oyec o.
• Capí ulo II. Ma e iales y mé odos
En es e capí ulo se en a más en de alle espec o a los componen es écnicos del p oyec o, los
equipos que se in eg an con sus espec i as ca ac e ís icas y el ecu so so wa e empleado
pa a el desa ollo del p oyec o.
• Capí ulo III. Resul ados
En él se p esen a con de alle odo lo ob enido a pa i del abajo ealizado sob e el p oyec o.
Se de ine cada uno de los aspec os desa ollados.
• Capí ulo IV. Conclusión y abajos u u os
En es e úl imo capí ulo se discu e de o ma obje i a la uncionalidad del p oyec o y sus
posibles mejo as. Además, se elaciona con los conocimien os adqui idos a lo la go del es udio
del G ado en Ingenie ía Eléc ica y cómo es os conocimien os han sido ú iles pa a el desa ollo
del p oyec o. Po úl imo, se plan ean p oyec os que pueden desa olla se a pa i de es e,
mejo ándolo y ampliando el campo de es udio.
A pa e de los cua o capí ulos p incipales, el documen o cons a de un índice de con enidos donde se
obse an odos los apa ados y subapa ados del documen o, un índice de igu as pa a ubica las
imágenes que se usan como apoyo al ex o du an e la edacción y un lis ado de e e encias
bibliog á icas.
Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
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CAPÍTULO II
MATERIALES Y
MÉTODOS
Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
2.1 Emplazamien o
51
2
CAPÍTULO II. MATERIALES Y MÉTODOS
Es e capí ulo se di ide en es secciones p incipales. En la p ime a, se desc ibe el emplazamien o donde
se ubica á el sis ema de con ol y isualización SCADA, se es udia la dis ibución de las di e en es zonas
a ene en cuen a en el con ol de la na e. En el segundo apa ado se es udian las ca ac e ís icas de
los equipos más ele an es pa a el sis ema y la ins alación. Po úl imo, se desc iben las unciones del
p og ama so wa e escogido pa a el desa ollo del SCADA.
De es a o ma se puede en a comple amen e en el con ex o de es e documen o, es deci , se
conoce á el dónde y el con qué a la ho a de ealiza el p oyec o.
2.1 EMPLAZAMIENTO
El p oyec o iene el obje i o de diseña el sis ema de con ol y moni o ización de una na e que o ma
pa e del campus de la Uni e sidad de Alme ía.
Es a uni e sidad iene su di ección en Ca e e a Sac amen o, s/n, 04120 La Cañada de San U bano,
Alme ía. En su ecin o se encuen a la ins alación que se es udia en es e documen o. Se a a de un
labo a o io des inado a la docencia e in es igación en el ámbi o de la ingenie ía eléc ica, y den o del
campus de la Uni e sidad de Alme ía, se encuen a en la na e V del Ci e IV.
Figu a 20. Plano de dis ibución en plan a
La dis ibución del labo a o io se di ide en seis zonas des inadas a dis in as unciones.

Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
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1. La zona 1 es á des inada a la docencia. Se equipa con mesas y sillas pa a el alumnado, un
equipo de p oyección pa a p esen a apoyo isual du an e las ho as lec i as y equipos
in o má icos pa a se u ilizados po los es udian es.
2. La segunda zona es donde se encuen a el cen o de ans o mación del labo a o io. Es á
compues a po un ans o mado que adap a á la ensión de suminis o desde la zona de al a
ensión del cen o de ans o mación de la uni e sidad más ce cano pa a ob ene una ensión
de 400 V que se di igi á al cuad o gene al de al a ensión. Es e cuad o ambién se encuen a
en es a zona de la na e y su salida conec a con el cuad o gene al de baja ensión. Al cuad o
gene al de baja ensión ambién se conec a la pa e de baja ensión del cen o de
ans o mación de la uni e sidad más ce cano.
Po úl imo, el cuad o gene al de baja ensión se enca ga de suminis a la ene gía eléc ica a
la ins alación. Se á posible conec a lo y desconec a lo pa a in e umpi el suminis o. Po o o
lado, en el caso en el que se suminis e, es a elec icidad pod á se de baja ensión o al a
ensión, pe o nunca de las dos simul áneamen e.
3. La zona 3 es la zona de ene gías eno ables. En ella se encuen an los egulado es de ca ga de
las gene aciones eólica y sola , que adap an la ene gía eno able p oducida po es as uen es
has a una ensión de 12 V. Se ienen un o al de es egulado es pa a la ene gía eólica, uno
pa a cada ae ogene ado , y es egulado es pa a la ene gía sola o o ol aica, uno pa a cada
g upo de paneles. Cada g upo de paneles o o ol aicos con iene 6 paneles, y en o al se ienen
18 paneles o o ol aicos en la ins alación.
La ensión de 12 V a la que adap an la elec icidad los egulado es de ca ga de la gene ación
eno able co esponde a la ensión del bus de co ien e con inua del labo a o io, que es el
que dis ibuye la elec icidad a es a ensión hacia las ba e ías y/o hacia los in e so es. Los
in e so es son es equipos mono ásicos des inados a la adap ación de los 12 V de co ien e
con inua en co ien e al e na des inada a los consumos de la ins alación. Es os pueden
combina se pa a suminis a co ien e i ásica des asando sus ases 120° unas de o as.
En es a zona ambién se encuen an los equipos des inados a mejo a la calidad del suminis o
eléc ico. Es os son la ba e ía de condensado es y los il os ac i os. La ba e ía de
condensado es se enca ga de disminui el consumo de ene gía eac i a en el labo a o io que
a ec a di ec amen e al consumo de po encia de los equipos, mien as que los il os ac i os
cen an su ac i idad en la eliminación de a mónicos en la señal con el obje i o de elimina los
pe judiciales pa a la ansmisión de es a ene gía y pa a los apa a os.
4. La cua a zona es donde se encuen a la zona de consumos indus iales y mo o es. Son ca gas
pesadas que consumen una can idad impo an e de ene gía eléc ica y que se án
moni o izados con el obje i o de conoce las ca ac e ís icas del consumo en iempo eal.
5. La zona 5 con iene los consumos de ipo hoga . Es e ipo de consumos consumen menos
ene gía eléc ica, luego son menos c í icos pa a la ins alación, pe o son los más comunes en
las poblaciones. También se án moni o izados, al igual que los consumos de ipo indus ia. La
zona es á o mada po es g upos hoga con ca gas que a ían en cada momen o y que se án
de in e és de es udio pa a los alumnos que asis an a docencia en es a na e.
6. Es a úl ima zona es donde se ubica á el sis ema SCADA diseñado en es e p oyec o. Se a a de
la zona de con ol y en ella se ubica á ambién el con olado lógico p og amable que ges iona
la en ada y salida de in o mación, desde los consumos y p oducción has a el so wa e de
con ol y isualización y ice e sa. Dispone de una pan alla de mayo dimensión desde la que
Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
2.1 Emplazamien o
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se pod á accede a los pa áme os de la ene gía p oducida y gene ada en el labo a o io, a la
ez que se pod án con ola las pa es c í icas de la ins alación des inadas al suminis o de
ene gía eléc ica.
Po úl imo, es impo an e menciona que cada zona, excep o la 1 y la 6, dispond án de una cabece a
con a je as de en adas de da os p epa adas pa a en ia la in o mación pe inen e a un con olado
lógico p og amable (PLC) po el que se ges ionan los da os de en ada y salida del sis ema. El obje i o
de equipa es as zonas con sus p opias cabece as y a je as es ag upa la in o mación sob e el es ado
de la ins alación po á eas y ob ene así una mejo o ganización. Las unciones del PLC, las cabece as
y las a je as de en adas y salidas de da os se desc iben con más de alles en la sección de “Equipos”.
Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
2.2 Equipos
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2.2 EQUIPOS
En es e apa ado se es udian las ca ac e ís icas p incipales de los equipos que o man pa e de la
ins alación que se quie e con ola . Son de especial in e és los apa a os gene ado es de ene gía
eléc ica y los equipos de los que se ob iene la in o mación necesa ia pa a el diseña el sis ema de
con ol y isualización SCADA. Se comenza á desc ibiendo las ca ac e ís icas de las uen es de
p oducción de ene gía eléc ica eno ables p esen es en la ins alación.
Ae ogene ado Bo nay 1500 [32]
Figu a 21. Ae ogene ado Bo nay 1500
El labo a o io cons a de es ae ogene ado es de es e ipo. Con ellos es posible ob ene ene gía
eléc ica a pa i de la ene gía ciné ica del ien o. Los ae ogene ado es gene an ene gía eléc ica
i ásica a 220 V, que debe á se ans o mada po los egulado es de ca ga y los in e so es an es de
llega a los consumos. Es os equipos se desc ibi án más adelan e en es e miso apa ado.
Es e modelo de ae ogene ado p esen a di e sas especi icaciones, sin emba go, se p es a á especial
a ención a las e e idas a é minos eléc icos y condiciones de elocidad del ien o, que son las que
a ec an di ec amen e al con ol de la ins alación que se es udia en es e p oyec o.
Especi icaciones eléc icas:
• Al e nado i ásico de imanes pe manen es de neodimio.
• Po encia nominal de 1500 W.
• Vol aje de la co ien e al e na p oducida de 220 V.
• Re oluciones admisibles de las aspas de 700 pm.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
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Figu a 29. Va iado de ecuencia de CA Powe Flex
• Valo es de ensión que consume el sis ema.
• Valo es de co ien e que consume el sis ema.
• Po encia ac i a consumida.
• Velocidad en pm del mo o con olado.
• Como da os écnicos gene ales, caben des aca :
• En ada analógica independien e del es o.
• En adas digi ales, algunas de ellas p og amables.
• En ada analógica seleccionable en e 0-10 V ó 0-20 mA.
• Salida de elé que se u iliza pa a indica las condiciones del a iado , mo o o lógica.
En el sis ema se end án a iado es de ecuencia pa a los mo o es del á ea de consumo indus ial. De
ellos se ob end án los da os necesa ios de consumo a ene en cuen a en el SCADA a la ho a de oma
decisiones de con ol.
PLC CX5010 Beckho [36]
El con olado lógico p og amable se enca ga de ecibi los da os de los equipos desc i os
an e io men e pa a o ece los al PC desde donde se almacena án y en ia án al sis ema SCADA. Se a a
del sumide o de in o mación de odos los da os ecogidos en p oducción y consumo.
Figu a 30. PLC Beckho

Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
2.2 Equipos
63
Además de llega a él la in o mación pe inen e conocida como da os de en ada, desde él se emi en
las ó denes de con ol hacia los ac uado es ubicados en la ins alación.
En el labo a o io se dispone de un PLC de es e ipo, que se á el enca gado de maneja el lujo de
in o mación, es deci , de en adas y salidas del sis ema. Las p incipales ca ac e ís icas de es e
con olado son:
• Conexión di ec a a a és de comunicación Beckho Bus o po e minales E he CAT.
• Con iene posibilidad de conexiones ipo:
o PROFUBUS
o CANopen
o De iceNe
o RS232, RS422/RS485
o E he ne /IP
o PROFINET RT
o E he CAT
• P esen a cua o in e aces USB 2.0.
• Sis emas ope a i os compa ibles:
o Windows CE
o Windows Embedded S anda d
• Almacenamien o po a je a Compac Flash, espaldado po un SAI de 1 segundo en la
ecopilación de da os. La memo ia in e na de es e ipo, ipo Flash, es de 128 MB.
• Memo ia in e na p incipal: 512 MB RAM.
• Fuen e de alimen ación: 24 Vcc pudiendo a ia en e -15% y +20%.
• Suminis o de co ien e pa a los e minales en ada/salida (I/O): 2 A.
• Máxima pé dida de po encia: 12 W.
• Tempe a u a de ope ación: -25 a 60°C.
• Puede u iliza se como un pode oso sis ema de con ol al pode se ope ado con o sin
isualización u ilizando el so wa e TwinCAT. Es e es el so wa e u ilizado en es e p oyec o
pa a el diseño del sis ema SCADA del labo a o io.
Como se ha mencionado, el PLC es un puen e en e el sis ema de con ol y isualización SCADA y los
pe i é icos ins alados en el labo a o io. Pa a el á ico de in o mación se u iliza el sis ema de pe i e ia
descen alizada, es o quie e deci que la in o mación de en adas y salidas se ealiza desde a ios
pun os del labo a o io y se comunican a a és de un bus de elecomunicaciones, no po cable ísico.
La comunicación po bus de in o mación es simila a la u ilización de un cable de ed pa a hace que
llegue el in e ne a los po á iles. En es e caso, se puede escoge accede a in e ne a a és del cable
o po wi i. Es a analogía se u iliza pa a comp ende los buses de comunicación.
Todos los elemen os del sis ema que o man pa e de la comunicación indus ial ansmi en
in o mación en o ma de en adas o salidas digi ales. La única excepción es el caso de la in o mación
pe inen e a los seguido es sola es ins alados en los g upos de paneles o o ol aicos. Pa a es os da os
se u iliza án en adas y salidas analógicas.
El PLC se equipa de una a je a pa a ealiza la lec u a y esc i u a de da os digi ales y analógicos pa a
así pode ob ene in o mación sob e el es ado de la ins alación y ansmi i las ó denes de con ol a
los ac uado es. La a je a es el modelo EK1100 | E he CAT Couple . En la ins alación se dispone de una
cabece a de es e ipo pa a cada zona del labo a o io. El obje i o es pode ecoge da os de mane a
descen alizada pa a luego en ia los odos al mismo PLC, de es a mane a cada cabece a ecoge á y
emi i á los da os pe inen es a la zona donde se encuen e asociada.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
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Figu a 31. EK1100 | E he CAT Couple
Es e EK1100 | E he CAT Couple se u iliza el p o ocolo E he CAT pa a sus comunicaciones indus iales.
Algunas de sus ca ac e ís icas adicionales son:
• Pe mi e una dis ancia en e las comunicaciones de 100 me os
• Núme o de e minales E he CAT, has a 65534
• Tiempo de e aso en las comunicaciones de 1 mic osegundo
• Tasa de ans e encia de da os de 100 Mbi po segundo
• Requie e una uen e de alimen ación de 24 Vcc pe mi iendo un e o en e el -15% y el +20%
Se dispone, po an o, de una cabece a EK1100 | E he CAT Couple pa a cada zona de la ins alación.
Cada una de es as cabece as iene una a je a de en ada de da os digi ales y de salida de da os
digi ales pa a en ia in o mación al PLC y ecibi in o mación de es e. Además, la cabece a de la zona
de ene gías eno ables con iene una a je a de en adas analógicas. Es o se debe a la na u aleza
analógica de los seguido es sola es.
Las a je as de en adas digi ales u ilizadas son del ipo EL1809 | HD E he CAT. Disponen de 16 canales
de en adas digi ales de in o mación con un ol aje de en ada de 24 Vcc.
Figu a 32. Ta je a EL1809
Figu a 33. Ta je a EL2809
Figu a 34. Ta je a EL3054
Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
2.2 Equipos
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Las a je as de salidas digi ales son del ipo EL2809 | HD E he CAT Te minal y ambién disponen de 16
canales, es a ez de salidas digi ales. Su ol aje necesa io son 24 Vcc y 0,5 A.
Po úl imo, las a je as de en adas analógicas son del ipo EL3054. Disponen de cua o canales de
en adas analógicas con una in ensidad desde 4 mA a 20 mA.
Se ha decido u iliza es e PLC en la ins alación ya que es el más compa ible con la aplicación de con ol
y isualización SCADA empleada pa a el p oyec o. Po o o lado, las a je as de en adas y salidas
escogidas son básicas a la ez que son de al a densidad, es deci , p esen an un núme o de en adas y
salidas ele ado. Es o es necesa io pa a la ins alación, donde se maneja g an can idad de da os.
Ba e ías es aciona ias TOPzS anslucidas-Bo nay [37]
Figu a 35. Ba e ías es aciona ias TOPzS ME
El labo a o io dispone de 18 ba e ías ag upadas en módulos de 6 de modo que cada módulo
p opo ciona una ensión de 12 V. Se iene un o al de es módulos de ba e ías de 12 V. Es os módulos
son ca gados a pa i del bus de co ien e con inua y es decisión de los in e so es di igi esa co ien e
del bus a las ba e ías. Las ca ac e ís icas esenciales de es e equipo son:
• Capacidad nominal a 20°C: 265 Ah.
• Sin limi ación de in ensidad máxima.
• Tensión de lo ación de 2,23 V/celda con un e o del 1%.
• Ca ga inicial en e 2,35 y 2,4 V po elemen o.
• Ciclos de desca ga: 1200.
• Elec oli o de ácido sul ú ico de densidad 1,24 g/m3.
• Tempe a u a de uncionamien o en e 10 y 30°C.
• Au o desca ga del 3% mensual a 20°C.
Es impo an e ene en cuen a que en el manual de usua io se indica que deben de e i a se ca gas
supe io es al 80% pa a p e eni el desgas e excesi o de las ba e ías.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
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Ba e ías de condensado es Va Se Easy [38]
Figu a 36. Ba e ías de condensado es Va Se Easy
En el labo a o io es udiado en es e p oyec o se encuen a ins alada una ba e ía de condensado es.
Es a ba e ía se enca ga de disminui la can idad de po encia eac i a consumida en la ins alación. La
po encia que se consume po los apa a os en el labo a o io es po encia ac i a y la componen e eac i a
de la po encia apa ece cuando las ca gas induc i as aumen an el ac o de po encia. Cuan o mayo sea
el ac o de po encia mayo se á la po encia necesa ia a suminis a pa a que los consumos ob engan
la pa e de po encia ac i a que necesi an. Cuan o meno sea el ac o de po encia la po encia ac i a
compond á la mayo pa e de la po encia suminis ada, con lo que disminui án las pé didas en la
ene gía eléc ica anspo ada.
Se necesi a, po an o, que cuando el ac o de po encia aumen e an o que la po encia eac i a
suponga una pa e conside able de la po encia suminis ada a los consumos, exis a una o ma de
compensa el sis ema pa a disminui el ac o de po encia. Es o se ealiza con la ba e ía de
condensado es.
Las ca ac e ís icas p incipales de es as ba e ías son:
• Tensión asignada de 400 V i ásicos a 50 Hz
• Tensión nominal del condensado : 415 V
• Po encia: 17,5 W
• Pé didas in e io es a 2,5 W/kVA
• Con iene un au o ans o mado in eg ado de 400/230 V. Es o es de especial in e és ya que la
ensión p opo cionada po un in e so mono ásico es de 230.
Fil o ac i o pa alelo AFQe-4WF-030M-400 [39]
La ins alación de es udio en es e p oyec o cons a de un equipo de il os ac i os. Es os il os, jun o
con la ba e ía de condensado es, ienen el obje i o de esol e los p oblemas de calidad eléc ica del
suminis o. La ba e ía de condensado es se enca ga de elimina la componen e eac i a de la po encia
consumida en el labo a o io y los il os se enca gan se elimina los a mónicos pelig osos de la señal.
Los a mónicos en la señal pueden su gi , po ejemplo, po dis o siones en la con e sión de ensión de
al e na a con inua y ice e sa. P opo ciona a los consumos co ien e eléc ica con mucha in luencia
de a mónicos puede daña los apa a os, hace sal a p o ecciones cuando no sea necesa io,
Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
2.2 Equipos
67
sob eca ga los conduc o es po los que se ansmi e es a ene gía y p o oca la pé dida de
endimien o de mo o es indus iales. El il o ac i o mejo a la calidad de la onda que llega a los
consumos pa a que la calidad de la señal sea lo su icien emen e buena y los apa a os engan una mejo
ida ú il, educiendo las a eas de man enimien o.
Figu a 37. Fil os ac i os AFQe -4WF-030M-400
Las ca ac e ís icas p incipales de es os il os son:
• Capacidad de il ado a co ien es de 30 A
• P epa ado pa a ins alaciones de es hilos como es el caso de la ins alación, donde la
combinación de los es in e so es puede p opo ciona co ien e i ásica
• Rango de ecuencia en e 50 y 60 Hz
• Reducción de a mónicos has a 2500 Hz, es deci , el de o den 50
• P esen a un sis ema de equilib ado de co ien es de ase pa a asegu a que la ensión
suminis ada po las ases i ásicas sean lo más simila es posibles
• Pe mi e la posibilidad de compensa la ene gía eac i a que se consume en la ins alación.
Es a úl ima ca ac e ís ica pod ía supone p escindi de la ba e ía de condensado es pa a la
compensación de la po encia eac i a cuando el ac o de po encia sea demasiado ele ado. Sin
emba go, la ba e ía de condensado es puede o ece es e se icio con mayo capacidad y p ecisión.
Po expe iencia se conoce que es más e ec i o u iliza un apa a o especialmen e des inado pa a la
unción que se diseña que u iliza un único equipo de múl iples unciones, pe o de meno calidad. Po
ello se ha decidido emplea el il o ac i o pa alelo pa a la eliminación de a mónicos de la señal
exclusi amen e, mien as que la ba e ía de condensado es se emplea á pa a la compensación de
po encia eac i a.
Es ación me eo ológica Da is Van age P o2 Plus inalámb ica [40]
La es ación me eo ológica ecoge el es ado de las a iables me eo ológicas que a ec an, sob e odo, a
las uen es de p oducción eno able del labo a o io. Las a iables que es capaz de medi son:
• Velocidad y di ección del ien o.
• Tempe a u a y humedad in e io y ex e io .

Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
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• Tempe a u a de sensación y pun o de ocío.
• Llu ia ac ual y acumulada dia ia, mensual y anual.
• In ensidad de llu ia.
• P esión a mos é ica ac ual y endencia.
• Radiación sola .
• E apo anspi ación.
• Radiación e índice UV.
• P onós ico me eo ológico.
• Fase luna y ho a de pues a y salida del sol.
Además, es posible con igu a más de 70 ala mas simul áneas pa a ale a , po ejemplo, sob e ien os
ue es que a ec en al co ec o uncionamien o de los ae ogene ado es.
Capí ulo 2. Ma e iales y mé odos
2.3 So wa e SCADA TwinCAT 3
69
2.3 SOFTWARE SCADA TWINCAT 3
En es e úl imo apa ado se mues an el so wa e escogido pa a el diseño del sis ema de con ol y
isualización SCADA del labo a o io que se es udia en es e p oyec o [41].
Desde el sis ema SCADA se mos a á la in o mación ecogida po las cabece as EK1100 de inidas
an e io men e y colocadas en cada una de las zonas de la ins alación. Es a in o mación pasa á p ime o
po el con olado lógico p og amable que debe á se compa ible con el sis ema SCADA. Po ello, una
de las azones po las que se ha escogido la u ilización de es e so wa e es que se a a del so wa e
p opio de Beckho , el ab ican e del PLC u ilizado en el labo a o io pa a la ges ión de en adas y salidas
de in o mación en e los ni eles supe io e in e io de comunicación.
Po o o lado, el único eque imien o del sis ema pa a pode u iliza el so wa e TwinCAT 3 es que
enga un sis ema ope a i o Windows a pa i de Windows 7 o su e sión Windows Embedded. Es
impo an e ano a que Windows XP y Windows Embedded Compac no son compa ibles con es e
so wa e. El so wa e es compa ible con Windows ya que se basa en la pla a o ma Visual S udio de
Mic oso .
Además, o a ca ac e ís ica de es e so wa e es que posibili a la comunicación con casi odos los
ab ican es de buses de comunicación indus ial. Es os son, po ejemplo: E he ne , E he ne /IP,
Modbus o E he CAT. Es as comunicaciones indus iales son las eque idas po los equipos que se
encuen an en el labo a o io, po ello es necesa io que el so wa e sea compa ible con odos ellos.
También es necesa io ene en cuen a el lenguaje de p og amación u ilizado en el so wa e pa a
es ablece las con igu aciones y aplicaciones necesa ias. El so wa e TwinCAT 3 pe mi e p og ama en
lenguaje C, C++ y Ma lab®/Simulink®, además de pode adqui i lib e ías ex e nas pa a ob ene nue as
he amien as de isualización. Es os lenguajes de p og amación esul an especialmen e amilia es po
se los que se han es udiado du an e el g ado uni e si a io. Es a es o a azón más pa a escoge es e
so wa e.
Po o o lado, la u ilización de es os lenguajes de p og amación implica que el so wa e TwinCAT 3
pe mi e el uso de p og amación de al o ni el, con lenguajes conocidos po la mayo ía, que acili a el
desa ollo y el uso de es e so wa e y de su comunicación con el con olado lógico p og amable de la
ins alación.
O a ca ac e ís ica impo an e de es e so wa e es que p esen a una a qui ec u a basada en PCs. Es o
quie e deci que, si se necesi a u iliza o denado es más po en es pa a u u as aplicaciones complejas,
es posible hace lo median e la adquisición de una licencia ap opiada. También es impo an e ano a
que el so wa e TwinCAT 3 es g a ui o, o a azón más pa a decan a se po es a opción.
Po úl imo, TwinCAT 3 o ece la opción de ins ala un se ido web con el que se ía posible obse a la
in e az homb e máquina (HMI) del sis ema de con ol y isualización SCADA desde e minales ác iles
es ánda . Es os pueden se po ejemplo able as o mó iles. Es a úl ima ca ac e ís ica llama
especialmen e la a ención po su lexibilidad y mode nidad. En el ámbi o en el que se diseña el sis ema
SCADA, se p e é que sea consul ado y u ilizado po un núme o conside able de pe sonas, alumnos y
docen es, po lo que es a úl ima opción esul a ía de g an ayuda pa a el con ol de la ins alación desde
múl iples disposi i os accesibles.
Capí ulo 3. Resul ados
71
CAPÍTULO III
RESULTADOS
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
78
Figu a 39. Ven ana Home SCADA
En la pan alla se obse an los da os gene ales de consumo y suminis o de o ma sepa ada. En la pa e
supe io izquie da se mues a el alo de la po encia ac i a, en a ios, consumida en iempo eal po
odos los consumos. Luego, sob e el icono de cada g upo consumido se mues a el alo en iempo
eal de la po encia ac i a consumida. Es os g upos son el g upo de hoga es, el g upo de indus ia y el
g upo de mo o es.
Po o o lado, bajo los consumos se mues an los alo es de la po encia apo ada a la ins alación po
la ed pública de dis ibución de la uni e sidad y de la po encia gene ada po las uen es de p oducción
eno ables, ambas en a ios. G acias a es os da os, es posible conoce qué acción de la ene gía que
llega a los consumos es eno able y qué acción es p oceden e de la ed. En la g á ica Balance de
suminis o se obse a la compa ación de es os alo es, pudiendo ob ene cuán o se aho a cada día y
a lo la go del mes g acias a las uen es de gene ación eólica y sola o o ol aica.
En la esquina in e io de echa se mues an los da os en iempo eal de las magni udes ecogidas po
la es ación me eo ológica, así como los his ó icos de es os alo es en el úl imo día, semana, mes o
ango de echas escogida en el calenda io de o ma manual. Es os alo es son:
• Tempe a u a en g ados cen íg ados (°C)
• Velocidad del ien o en me os po segundo (m/s)
• Radiación sola en a ios po me o cuad ado (W/m2)
• P esión en kilo pascales (kPa)
• Da os sob e p ecipi aciones en milíme os po ho a (mm)
• Humedad en po cen aje (%)
Po úl imo, a la misma al u a que las uen es de p oducción, se encuen an los da os sob e la calidad
de suminis o, es deci , sob e el es ado de la ba e ía de condensado es y los il os ac i os. Los dos
pilo os colocados sob e el cuad o de ex o indican si se encuen an ope a i os es os sis emas de
ec i icado. Po o o lado, en la pa e in e io se puede pulsa el bo ón Ve de alles pa a ab i la
siguien e en ana.

Capí ulo 3. Resul ados
3.2 Diseño del sis ema SCADA
79
3.2.3 CALIDAD DE SUMINISTRO
En es a pan alla se mues an los da os cla e de la ins alación que se deben conoce an es de oma la
decisión de ac i a o desac i a la ba e ía de condensado es o los il os ac i os.
La ba e ía de condensado es se u iliza pa a co egi el consumo de po encia eac i a de la ins alación.
Es a po encia p o oca el aumen o de la po encia consumida sin u iliza se pa a abas ece los consumos,
po ello in e esa que la po encia eac i a sea la mínima posible.
Po o o lado, los il os ac i os se u ilizan pa a ob ene una o ma de onda lo menos desigual posible,
eliminando los a mónicos p oblemá icos pa a el uncionamien o de los apa a os consumido es en la
ins alación.
Ambos equipos se u ilizan pa a mejo a la calidad del suminis o de ene gía eléc ica en el labo a o io.
Figu a 40. Ven ana Calidad de Suminis o SCADA
Po un lado, en la sección de ba e ía de condensado es se incluyen las siguien es uncionalidades:
• Valo es en iempo eal del ol aje e in ensidad de la co ien e suminis ada, así como el ángulo
de des ase en e ellos.
• G á ico de los alo es en los úl imos minu os de la po encia ac i a y eac i a consumida en la
ins alación.
• No i icación de allo en la ba e ía de condensado es con el co espondien e pilo o que se
enciende cuando hay uno o más allos y se apaga al soluciona se es os.
• Bo ón de encendido y apagado de la ba e ía de condensado es con su espec i o pilo o
indicado .
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
80
Po o o lado, en la zona de il os ac i os, se mues an los da os que se necesi an pa a oma la
decisión de ac i a los o desac i a los u ilizando el bo ón pe inen e en la esquina supe io de echa.
Es os da os que se mues an son:
Además, ambién p esen a una unción de no i icaciones de allo, al igual que la pa e de la ba e ía de
condensado es.
3.2.4 DATOS EN TIEMPO REAL
La siguien e pan alla con su bo ón accesible en el pie de pan alla es la en ana de da os en iempo eal.
Es a sección mues a los ecogidos cada co o pe iodo de iempo, po ejemplo, cada minu o, de las
uen es y consumos de ene gía de la na e. La pan alla se encuen a di idida po la mi ad sepa ando la
zona de p oducción y la zona de consumos.
Figu a 41. Ven ana Da os en Tiempo Real SCADA
A con inuación, se explican los da os que pueden obse a se a pa i de es a pan alla y en cada una de
las secciones en las que se di ide.
PRODUCCIÓN EN TIEMPO REAL
Al a ensión
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo p o enien e del cen o de ans o mación de la na e. De es e cen o se ob iene
elec icidad a 400 V. No se puede consumi simul áneamen e de al a ensión y baja ensión, po ello
se indica si se es á consumiendo de al a ensión o no en el indicado de ON/OFF en la esquina supe io
Capí ulo 3. Resul ados
3.2 Diseño del sis ema SCADA
81
de echa de la p oducción de al a ensión, es e indicado es un pilo o que se ilumina en el caso de es a
suminis ando ene gía a pa i del suminis o de la ed pública de la uni e sidad.
Baja ensión
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo p o enien e del cen o de ans o mación de la Uni e sidad más ce cano a la na e. No
se puede consumi simul áneamen e de al a ensión y baja ensión, po ello se indica si se es á
consumiendo de baja ensión o no en el indicado de ON/OFF en la esquina supe io de echa de la
p oducción de baja ensión.
Eólica
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo p o enien e de los ae ogene ado es del sis ema. Como en los casos an e io es, se indica
si se es á consumiendo de es os o no g acias al indicado ON/OFF en la esquina supe io de echa de la
p oducción eólica. La p oducción eólica se compone de es ae ogene ado es, luego el bo ón indica á
OFF cuando no se es é consumiendo ene gía de ninguno de los es. Pa a obse a los de alles de cada
ae ogene ado , se puede accede median e el bo ón de e de alles bajo el icono de la p oducción
eólica.
Sola
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo p o enien e de los paneles o o ol aicos del sis ema. Como en los casos an e io es, se
indica si se es á consumiendo de es os o no g acias al indicado ON/OFF en la esquina supe io de echa
de la p oducción sola . La p oducción sola se compone de dos paneles, luego el bo ón indica á OFF
cuando no se es é consumiendo ene gía de ninguno de los dos. Pa a obse a los de alles de cada
panel, se puede accede median e el bo ón de e de alles bajo el icono de la p oducción sola .
Ba e ías
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo de las ba e ías del sis ema. Como en los casos an e io es, se indica si se es á
consumiendo de es os o no g acias al indicado ON/OFF en la esquina supe io de echa de la sección
de ba e ías. El icono de la ba e ía es cambian e, es deci , se mues a un icono di e en e pa a los
po cen ajes en e 0-25%, 25-50%, 50-75% y 75-100%.
Bajo el icono indicado de la ca ga de las ba e ías, se mues an los da os conc e os del po cen aje de
ca ga de las ba e ías y del es ado de ca ga, es deci , si las ba e ías es án ca gando, desca gando o no
se es án u ilizando.
CONSUMO EN TIEMPO REAL
Hoga
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo en la zona de consumos de hoga de la na e. Como en los casos an e io es, se indica si
se es á consumiendo en el hoga o no g acias al indicado ON/OFF en la esquina supe io de echa del
consumo en hoga .
Indus ia
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo en la zona de consumos de indus ia de la na e. Como en los casos an e io es, se indica
si se es á consumiendo en la indus ia o no g acias al indicado ON/OFF en la esquina supe io de echa
del consumo en indus ia.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
82
Mo o es
Se mues an los pa áme os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía que se es á
consumiendo en la zona de consumos de mo o es de la na e. Como en los casos an e io es, se indica
si se es á consumiendo en los mo o es o no g acias al indicado ON/OFF en la esquina supe io de echa
del consumo en mo o es.
INFORMACIÓN SOBRE ESTACIÓN METEOROLÓGICA
Se obse an los da os más ele an es pa a la p oducción eólica y sola . Es os da os son los alo es de
adiación en W/ m2, la elocidad del ien o en m/s y la di ección del ien o median e una b újula que
mues a su di ección en cada momen o.
Po úl imo, a pa i de es a en ana se puede accede a los de alles sob e la p oducción eólica y sola ,
pa a cada ae ogene ado o pa a cada g upo de placas. Las en anas son las siguien es.
3.2.5 MÁS DETALLES DE PRODUCCIÓN EÓLICA
En es a en ana se obse an los da os de p oducción conc e os pa a cada uno de los es
ae ogene ado es que p opo cionen ene gía eléc ica a la ins alación. A es a en ana solo es posible
accede desde la en ana de da os en iempo eal, an e io men e desc i a. En el pie de pan alla se
acili a la opción de e ocede a la pan alla an e io , pa a acili a la uel a a la pan alla Da os en
iempo eal en caso de no eco da la pan alla a a és de la que se accedió a es a de da os sob e odos
los ae ogene ado es.
Figu a 42. Ven ana de P oducción Eólica SCADA
Capí ulo 3. Resul ados
3.2 Diseño del sis ema SCADA
83
La in o mación y opciones que se o ecen pa a cada ae ogene ado son:
• En iempo eal se obse an los alo es de ol aje (V), in ensidad (A), po encia en (kW) y
elocidad de gi o ( pm).
• En la g á ica se mues a el his ó ico de los diez úl imos minu os de cualquie a de las
magni udes medidas en iempo eal. Es elección del usua io.
• No i icación de allos en el ae ogene ado a a és del pilo o de allo. Es e se encende á
cuando haya un allo en de ec ado en el ae ogene ado y no se apaga á has a soluciona los.
Los allos pueden consul a se a a és del bo ón de Fallos si uado debajo de es e pilo o.
• Es posible acciona o pa a los mo o es de cada ae ogene ado pulsando sob e el bo ón de
Powe , a la de echa de cada en ana. El pilo o encendido indica á que es á ac i o el
ae ogene ado .
Po o o lado, en la esquina supe io de echa se mues an los da os de la es ación me eo ológica
ele an es pa a la p oducción eólica. Es os son el alo de la elocidad del ien o en m/s y la di ección
del mismo g acias a la b újula pe inen e.
3.2.6 MÁS DETALLES DE PRODUCCIÓN SOLAR
En los de alles de p oducción sola hay una pan alla pa a cada g upo de seis paneles sola es. En el
labo a o io se dispone de dos seguido es sola es, luego hay un g upo de placas de las que no se puede
con ola la o ien ación. Es a si uación puede se ú il a la ho a de compa a alo es de p oducción de
los dis in os g upos y es udia el e ec o de la o ien ación de las placas en la p oducción de ene gía
eléc ica.
Figu a 43. Ven ana P oducción Sola SCADA

Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
84
La in o mación o ecida y las con igu aciones posibles pa a cada g upo de placa son:
• Valo es en iempo eal del ol aje de p oducción eléc ica a a és de los paneles o o ol aicos
del g upo en V, in ensidad de la p oducción en A, po encia de la p oducción en W y o ien ación
del g upo de paneles en g ados.
• En la g á ica se pueden mos a el his ó ico de los da os del ol aje, in ensidad o po encia
p oducidas en los úl imos diez minu os.
• Los bo ones de manual y au omá ico pe mi en deja la eo ien ación de los paneles hacia el
pun o de mayo po encia en manos del sis ema au omá ico o modi icándolo manualmen e.
Cuando alguna de es as dos opciones es é habili ada se encende á su pilo o co espondien e.
• En el caso del modo manual, se á posible modi ica la o ien ación de los paneles in oduciendo
el alo co espondien e en el alo de la o ien ación. En el caso en el que, g acias a la b újula,
se obse e que no se ha llegado con la su icien e p ecisión a ese alo , se pueden u iliza los
bo ones de gi o ho a io y an iho a io pa a modi ica len amen e la o ien ación.
Se puede obse a que un g upo de paneles no dispone de la opción de o ien ación manual.
Es o es po que se cuen a únicamen e con dos mo o es pa a el gi o de las placas, luego un
g upo de placas no p esen a posibilidad en la a iación de la o ien ación.
• No i icación de allos en el g upo de paneles a a és del pilo o de allo. Es e se encende á
cuando haya un allo de ec ado en el g upo y no se apaga á has a soluciona lo. Los allos
pueden consul a se a a és del bo ón de Fallos si uado a la izquie da de es e pilo o.
• Es posible acciona o pa a el consumo de la gene ación o o ol aica década g upo de paneles
pulsando sob e el bo ón de Powe , a la de echa de cada en ana. El pilo o encendido indica á
que es á ac i o el ae ogene ado .
Po o o lado, en la pa e in e io de la en ana se mues a el da o más ele an e de la es ación
me eo ológica pa a la p oducción o o ol aica, el da o de adiación sola en W/m2.
Po úl imo, en la pa e de echa del pie de pan alla se acili a la opción de e ocede a la pan alla
an e io , pa a acili a la uel a a la pan alla Da os en iempo eal en caso de no eco da la pan alla a
a és de la que se accedió a es a de da os sob e odos los g upos de paneles o o ol aicos.
3.2.7 HISTÓRICO DE DATOS
La siguien e pan alla a la que se puede accede desde el pie de en ana es la pan alla His ó ico de
da os. En es a pan alla se pueden obse a las g á icas que ep esen an los da os de p oducción,
consumo, ba e ías y es ación me eo ológica ecogidos en dis in os pe iodos de iempo. Es impo an e
di e encia es a pan alla de la de Da os en iempo eal.
A con inuación, se explica qué es posible ob ene en cada sección de es a en ana.
Capí ulo 3. Resul ados
3.2 Diseño del sis ema SCADA
85
Figu a 44. Ven ana His ó ico de Da os SCADA
HISTÓRICO DE PRODUCCIÓN
P oducción eólica
En la g á ica se pod án mos a los da os sob e la ene gía p oducida po los ae ogene ado es de ol aje
(V), in ensidad (A) y po encia (kW), además de la elocidad de gi o de es os ( pm). Puede elegi se
mos a uno de es os da os o a ios, en el caso en el que se desee compa a esul ados. Así mismo, se
puede escoge ep esen a los da os de p oducción del ae ogene ado 1, 2, 3 o la combinación
deseada. Se deja a elección del usua io la can idad de da os manejables en una misma g á ica. Po
úl imo, los da os seleccionados pueden mos a se en dis in os pe iodos de iempo, pudiendo se de
un día, una semana, un mes o la elección del pe iodo con la opción de calenda io.
P oducción sola
En la g á ica se pod án mos a los da os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia (kW) de la ene gía
p oducida po los paneles o o ol aicos. Puede elegi se mos a uno de es os da os o a ios, en el caso
en el que se desee compa a esul ados. Así mismo, se puede escoge ep esen a los da os de
p oducción del panel 1, 2 o ambos simul áneamen e. Se deja a elección del usua io la can idad de
da os manejables en una misma g á ica. Po úl imo, los da os seleccionados pueden mos a se en
dis in os pe iodos de iempo, pudiendo se de un día, una semana, un mes o la elección del pe iodo
con la opción de calenda io.
HISTÓRICO DE CONSUMOS
Consumo en hoga
En la g á ica se pod án mos a los da os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encias ac i a y o al (kW)
de la ene gía consumida po es a zona de la ins alación. Puede elegi se mos a uno de es os da os o
a ios, en el caso en el que se desee compa a esul ados. Los da os seleccionados pueden mos a se
en dis in os pe iodos de iempo, pudiendo se de un día, una semana, un mes o la elección del pe iodo
con la opción de calenda io.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
86
Consumo en indus ia
En la g á ica se pod án mos a los da os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encias ac i a y o al (kW)
sob e la ene gía consumida po es a zona de la ins alación. Puede elegi se mos a uno de es os da os
o a ios, en el caso en el que se desee compa a esul ados. Los da os seleccionados pueden mos a se
en dis in os pe iodos de iempo, pudiendo se de un día, una semana, un mes o la elección del pe iodo
con la opción de calenda io.
Consumo en mo o es
En la g á ica se pod án mos a los da os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encias ac i a y o al (kW)
sob e la ene gía consumida po es a zona de la ins alación. Puede elegi se mos a uno de es os da os
o a ios, en el caso en el que se desee compa a esul ados. Los da os seleccionados pueden mos a se
en dis in os pe iodos de iempo, pudiendo se de un día, una semana, un mes o la elección del pe iodo
con la opción de calenda io.
INFORMACIÓN SOBRE BATERÍAS
El icono de la ba e ía a cambiando según su es ado de ca ga, eniendo 4 es ados desde el de sin
ba e ía has a el de ba e ía comple a. Pa a ene una in o mación más conc e a sob e su es ado de
ca ga se mues a el po cen aje de ca ga del conjun o de ba e ías a la de echa del icono. También se
mues a, bajo es a úl ima opción, si las ba e ías se encuen an ca gando, desca gando o si no se es án
empleando en el momen o.
El his ó ico de da os de la ba e ía se pod án mos a los da os de ol aje (V), in ensidad (A) y po encia
(Kw) consumidas de la ba e ía a lo la go del iempo. Puede elegi se mos a uno de es os da os o a ios,
en el caso en el que se desee compa a esul ados. Los da os seleccionados pueden mos a se en
dis in os pe iodos de iempo, pudiendo se de un día, una semana, un mes o la elección del pe iodo
con la opción de calenda io.
INFORMACIÓN SOBRE ESTACIÓN METEOROLÓGICA
En la g á ica se pod án mos a los da os de empe a u a en g ados cen íg ados, elocidad del ien o
(m/s), adiación (W/m2), p ecipi aciones (mm), p esión (kPa) y humedad (%). Puede elegi se mos a
uno de es os da os o a ios, en el caso en el que se desee compa a esul ados. Los da os seleccionados
pueden mos a se en dis in os pe iodos de iempo, pudiendo se de un día, una semana, un mes o la
elección del pe iodo con la opción de calenda io.
3.2.8 ESTADO DEL SISTEMA
En es a úl ima en ana se mues a un esumen del es ado de los p incipales componen es que a ec an
al uncionamien o de la ins alación. Po un lado, se mues a cuáles de los es ae ogene ado es es án
en uncionamien o con su espec i o bo ón Powe y su pilo o asociado.
También en cuan o a p oducción, se mues an cuáles de los g upos de seis paneles sola es se
encuen an inyec ando co ien e eléc ica al sis ema en el momen o median e el mismo ipo de
indicado que pa a la p oducción eólica. Respec o a la p oducción o o ol aica, se puede consul a la
o ien ación de los dos g upos de paneles mó iles en la pa e in e io de la pan alla, así como se puede
modi ica desde aquí su alo .
Capí ulo 3. Resul ados
3.2 Diseño del sis ema SCADA
87
Desde es a en ana ambién es posible acciona o pa a la p oducción de cualquie ae ogene ado o
g upo de paneles o o ol aicos.
Figu a 45. Ven ana Es ado del Sis ema SCADA
Po úl imo, en la pa e de la de echa de es a en ana, se puede decidi el encendido del cuad o gene al
de baja ensión, con el que se comenza ía a suminis a ene gía eléc ica a odo el labo a o io. Además,
se puede deci la na u aleza de la ensión p opo cionada, pudiendo se al a ensión o baja ensión, así
como se escoge la o ma de dis ibución de es a ene gía en la ins alación. Es a dis ibución puede se
en línea o en anillo.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
94
A con inuación, se mues an en de alle los ipos de a iables c eados pa a ag upa in o mación en las
a iables globales. Es e ipo de a iables se llaman DTUs en el so wa e TwinCAT 3. Un ejemplo es el
caso de los ae ogene ado es, cada ae ogene ado de inido como a iable global es del ipo
ae ogene ado . Es e ipo de a iable ag upa la in o mación pe inen e sob e un ae ogene ado .
Una ez acla ada es a e minología, se mues an las a iables DTUs de inidas en es e abajo écnico.
Va iable ipo Ae ogene ado :
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ension
REAL
Mues a el alo de ensión de gene ación
del ae ogene ado
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad de
gene ación del ae ogene ado
pm
REAL
Velocidad de gi o del ae ogene ado
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia de
gene ación del ae ogene ado
enable
BOOL
Indicado de si el ae ogene ado es á
ac i o o no
his o icoae oindi
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico del alo que se desee sob e un
ae ogene ado indi idual, pudiendo se
es os alo es de ensión, po encia,
in ensidad o elocidad de gi o
his o icoTension
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de ensión de
gene ación del ae ogene ado
his o icoIn ensidad
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de in ensidad de
gene ación del ae ogene ado
his o icoPo encia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de po encia de
gene ación del ae ogene ado
his o icoRPM
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de elocidad de
gi o del ae ogene ado
allo
BOOL
Indicado de allo en el ae ogene ado
Va iable ipo Panel:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ension
REAL
Mues a el alo de ensión de gene ación
del g upo de paneles o o ol aicos
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad de
gene ación del g upo de paneles
o o ol aicos

Capí ulo 3. Resul ados
3.3 De inición de a iables
95
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia de
gene ación del g upo de paneles
o o ol aicos
o ien acion
REAL
O ien ación del g upo de paneles
manual
REAL
Indicado del es ado de si se encuen a
con igu ada la o ien ación del g upo de
paneles en modo manual o no
au oma ico
BOOL
Indicado del es ado de si se encuen a
con igu ada la o ien ación del g upo de
paneles en modo au omá ico o no
jogho a io
BOOL
Indicado de si se es á modi icando la
o ien ación median e el bo ón manual jog
en sen ido ho a io o no
jogan iho a io
BOOL
Indicado de si se es á modi icando la
o ien ación median e el bo ón manual jog
en sen ido an iho a io o no
enable
BOOL
Indicado de si el g upo de paneles es á
ac i o o no
his o icosola indi
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico del alo que se desee sob e un
g upo de paneles indi idual, pudiendo se
es os alo es de ensión, po encia o
in ensidad
his o icoTension
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de ensión de
gene ación del g upo de paneles
o o ol aicos
his o icoIn ensidad
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de in ensidad de
gene ación del g upo de paneles
o o ol aicos
his o icoPo encia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de po encia de
gene ación del g upo de paneles
o o ol aicos
allo
BOOL
Indicado de allo en el g upo de paneles
o o ol aicos
Va iable ipo Ba e ia:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ension
REAL
Mues a el alo de ensión de suminis o
de las ba e ías de la ins alación
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad de
suminis o de las ba e ías de la ins alación
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
96
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia de suminis o
de las ba e ías de la ins alación
ca ga
REAL
Po cen aje de ca ga disponible de las
ba e ías
enable
BOOL
Indicado de si las ba e ías se encuen an
ac i as o no
es ado
STRING
Es ado de las ba e ías: ca gando,
suminis ando o ninguna de las dos
his o icoTension
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de ensión de
suminis o de las ba e ías de la ins alación
his o icoIn ensidad
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de in ensidad de
suminis o de las ba e ías de la ins alación
his o icoPo encia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de po encia de
suminis o de las ba e ías de la ins alación
Fo o25
BOOL
Imagen de ba e ía oja cuando quede
menos del 25% de la ca ga disponible
Fo o50
BOOL
Imagen de ba e ía na anja cuando quede
en e un 25% y un 50% de la ca ga
disponible
Fo o75
BOOL
Imagen de ba e ía ama illa cuando quede
en e un 50% y un 75% de la ca ga
disponible
Fo o100
BOOL
Imagen de ba e ía e de cuando quede
más del 75% de la ca ga disponible
Va iable ipo Casas:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ol aje
REAL
Mues a el alo de ensión consumida po
pa e del consumo ipo hoga
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad consumida
po pa e del consumo ipo hoga
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia consumida
po pa e del consumo ipo hoga
enable
BOOL
Indicado de si el consumo hoga se
encuen a ac i o o no
his o icoTension
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de ensión
consumida po pa e del consumo ipo
hoga
his o icoIn ensidad
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de in ensidad
consumida po pa e del consumo ipo
hoga
Capí ulo 3. Resul ados
3.3 De inición de a iables
97
his o icoPo encia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de po encia
consumida po pa e del consumo ipo
hoga
Va iable ipo Indus ia:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ol aje
REAL
Mues a el alo de ensión consumida po
pa e del consumo ipo indus ia
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad consumida
po pa e del consumo ipo indus ia
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia consumida
po pa e del consumo ipo indus ia
enable
BOOL
Indicado de si el consumo indus ia se
encuen a ac i o o no
his o icoTension
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de ensión
consumida po pa e del consumo ipo
indus ia
his o icoIn ensidad
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de in ensidad
consumida po pa e del consumo ipo
indus ia
his o icoPo encia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de po encia
consumida po pa e del consumo ipo
indus ia
Va iable ipo Mo o es:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ol aje
REAL
Mues a el alo de ensión consumida po
pa e del consumo ipo mo o
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad consumida
po pa e del consumo ipo mo o
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia consumida
po pa e del consumo ipo mo o
enable
BOOL
Indicado de si el consumo mo o se
encuen a ac i o o no
his o icoTension
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de ensión
consumida po pa e del consumo ipo
mo o
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
98
his o icoIn ensidad
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de in ensidad
consumida po pa e del consumo ipo
mo o
his o icoPo encia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de po encia
consumida po pa e del consumo ipo
mo o
Va iable ipo Al a Tensión:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ol aje
REAL
Mues a el alo de ensión de suminis o
del ipo al a ensión
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad de
suminis o del ipo al a ensión
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia de suminis o
del ipo al a ensión
enable
BOOL
Indicado de si el suminis o de al a
ensión se encuen a ac i o o no
Va iable ipo Baja Tensión:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ol aje
REAL
Mues a el alo de ensión de suminis o
del ipo baja ensión
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad de
suminis o del ipo baja ensión
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia de suminis o
del ipo baja ensión
enable
BOOL
Indicado de si el suminis o de baja
ensión se encuen a ac i o o no
Va iable ipo Red:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ension
REAL
Mues a el alo de ensión de suminis o
po pa e de la ed de la uni e sidad
in ensidad
REAL
Mues a el alo de in ensidad de
suminis o po pa e de la ed de la
uni e sidad
Capí ulo 3. Resul ados
3.3 De inición de a iables
99
po encia
REAL
Mues a el alo de po encia de suminis o
po pa e de la ed de la uni e sidad
enable
BOOL
Indicado de si el suminis o po pa e de
la ed de la uni e sidad se encuen a
ac i o o no
his o icoPo encia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de alo es de po encia
suminis ada a la ins alación po pa e de
la ed de la uni e sidad
Va iable ipo Ba Condensado e:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ension
REAL
Tensión que egis a la ba e ía de
condensado es
in ensidad
REAL
In ensidad que egis a la ba e ía de
condensado es
des ase
REAL
Des ase o ac o de po encia en la
ins alación
pac i a
REAL
Po encia ac i a egis ada po la ba e ía de
condensado es
p eac i a
REAL
Po encia eac i a egis ada po la ba e ía
de condensado es
enable
BOOL
Indicado de si se encuen a ac i a o no la
ba e ía de condensado es
allo
BOOL
Indicado de allo en la ba e ía de
condensado es
Va iable ipo Fil os:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
ol aje
REAL
Tensión que egis a el il o ac i o sob e
el suminis o de ene gía a la ins alación
in ensidad
REAL
In ensidad que egis a el il o ac i o
sob e el suminis o de ene gía a la
ins alación
enable
BOOL
Indicado de si se encuen a ac i o o no el
il o ac i o
allo
BOOL
Indicado de allo en el il o ac i o

Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
100
Va iable ipo Es acionme eo:
Va iables in e nas
Tipo
Desc ipción
adiacion
REAL
Mues a el alo de adiación egis ado
po la es ación me eo ológica del
labo a o io
ien o
REAL
Mues a el alo de elocidad del ien o
egis ado po la es ación me eo ológica
del labo a o io
empe a u a
REAL
Mues a el alo de empe a u a
egis ado po la es ación me eo ológica
del labo a o io
humedad
REAL
Mues a el alo de humedad egis ado
po la es ación me eo ológica del
labo a o io
p esion
REAL
Mues a el alo de p esión egis ado po
la es ación me eo ológica del labo a o io
llu ia
REAL
Mues a el alo de llu ia egis ado po la
es ación me eo ológica del labo a o io
his o icoRadiacion
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de adiación
egis ados po la es ación me eo ológica
del labo a o io
his o icoV ien o
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de elocidad del
ien o egis ados po la es ación
me eo ológica del labo a o io
his o icoTempe a u a
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de empe a u a
egis ados po la es ación me eo ológica
del labo a o io
his o icoHumedad
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de humedad
egis ados po la es ación me eo ológica
del labo a o io
his o icoP esion
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de p esión
egis ados po la es ación me eo ológica
del labo a o io
his o icoLlu ia
ARRAY [1..100] OF REAL
His ó ico de los alo es de llu ia
egis ados po la es ación me eo ológica
del labo a o io
Capí ulo 3. Resul ados
3.4 Ges ión de usua ios
101
3.4 GESTIÓN DE USUARIOS
Es e apa ado es especialmen e ele an e debido a la can idad de pe sonas que pueden accede al
sis ema de con ol y isualización SCADA. Se ha diseñado un sis ema de ges ión de usua ios pa a
decidi quiénes pod án ealiza ac i idades de con ol y quiénes sólo de isualización.
Las ope aciones de con ol son las e e idas a la modi icación de la con igu ación de la ins alación.
Pudiendo se la pues a en ma cha y pa o de las uen es de ene gía eno ables, la conexión o
desconexión de la ba e ía de condensado es y il os ac i os, la decisión sob e si la alimen ación de la
ins alación se á en al a o baja ensión o si la dis ibución de la ene gía eléc ica po el labo a o io se
ealiza á en o ma de línea o anillo.
Figu a 46. Ges ión de usua ios
Los ipos de usua ios de inidos son los siguien es:
• Adminis ado : Pod á ealiza ope aciones de con ol sob e p oducción eno able, il os
ac i os y ba e ías de condensado es y con igu ación de la dis ibución. Además, pod á
modi ica los usua ios exis en es y de ini nue os. Tiene pleno con ol sob e el sis ema SCADA,
incluyendo la modi icación de las isualizaciones, la dis ibución de la disposición de la
in o mación, la modi icación en la de inición de a iables y la asignación de es as a iables a
los bo ones e in e up o es del sis ema SCADA.
Además, se ha es ablecido un iempo lími e en el que, si no se ha ce ado sesión del usua io
adminis ado , se ce a á au omá icamen e en es ho as. Es o e i a que o os usua ios
puedan accede a las ca ac e ís icas que p esen an los adminis ado es en cuan o a con ol y
isualización de la ins alación sin el debido pe miso.
• Visualización: Los usua ios de es e ipo sólo pod án isualiza los da os mos ados po el
sis ema SCADA. Pod án na ega po odas las en anas, pe o no pod án ealiza acciones de
con ol. El obje i o de de ini es e ipo de usua io es que, cuando se acceda al SCADA desde
más de un moni o y po pe sonas di e en es, no se modi ique la con igu ación de la
ins alación simul áneamen e desde a ios equipos, ya que p o oca ía el mal uncionamien o
de es a.
• Man enimien o: Es e úl imo ipo de usua io pod á ealiza odas las acciones de con ol, al
igual que el adminis ado , pe o no pod á modi ica las a iables del sis ema ni las
isualizaciones del SCADA. Es o signi ica que solo se le pe mi e conec a o desconec a las
uen es de p oducción y modi ica la con igu ación de la ins alación desde sus espec i os
in e up o es en la pan alla.
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
102
Además, se han de inido a modo de ejemplo a ios usua ios de los di e en es ipos pa a pode accede
al SCADA con di e en es p es aciones. De es a mane a, los usua ios Isabel y Docen e son del ipo
Adminis ado , Alumno es del ipo Visualización y Man enimien o es del ipo Man enimien o.
Capí ulo 4. Conclusión y abajos u u os
103
CAPÍTULO IV
CONCLUSIÓN Y
TRABAJOS FUTUROS
Diseño del sis ema SCADA de un nue o labo a o io en la Uni e sidad de Alme ía
110
[16]
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ene gy g id con ol au oma ion, Oshawa, ON, Canada, O'Reilly Media, Inc., 2017.
a
Resumen/Abs ac
GRADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA , cu so 2019/2020
El desa ollo de las uen es de ene gía eno ables p o oca que su in eg ación en
sis emas de pequeña p oducción sea cada ez mayo . Con ello, c ecen las
ins alaciones que poseen más de una uen e de p oducción pa a la alimen ación
de sus consumos, añadidas al uso del suminis o eléc ico con encional.
Es a mejo a de la ecnología sumada a una mayo conciencia social sob e el
aho o ene gé ico y el ap o echamien o de los ecu sos hacen necesa ias
soluciones lexibles que puedan maneja ins alaciones con más de una uen e
de p oducción eléc ica di e en e, a la ez que se mues an accesibles al público
in e esado en ges iona mejo su consumo eléc ico.
Con es e escena io, en es e T abajo Fin de G ado se desa olla un sis ema de
con ol y isualización SCADA, capaz de pe mi i la moni o ización
cen alizada de los pa áme os más impo an es sob e la p oducción y consumo
eléc icos de una ins alación. De es a mane a, se acili a el con ol sob e la
ene gía eléc ica p oducida y la consumida, a la ez que es posible con ola los
equipos de la ins alación desde un mismo luga , sin necesidad de ope a desde
la ubicación del apa a o que se desea con ola .
Se a a de la aplicación de una solución lexible y mode na a los nue os
sis emas que apa ecen u o de los a ances ecnológicos en es e campo, y más
conc e amen e al caso de la ins alación que se es udia en es e abajo écnico.
The de elopmen o enewable ene gy sou ces causes ha hey a e inc easingly
being in eg a ed in o small-scale p oduc ion sys ems. Thanks o his, he
numbe o ins alla ions ha ha e mo e han one p oduc ion sou ce o eed hei
consump ion along wi h he use o con en ional elec ici y supply, is g owing.
This imp o emen in echnology, oge he wi h a g ea e social awa eness o
ene gy sa ing and esou ce u iliza ion, makes i necessa y o ind lexible
solu ions ha can handle ins alla ions wi h mo e han one di e en elec ici y
sou ce while, a he same ime, being accessible o he public in e es ed in
be e managing hei elec ici y consump ion.
Wi h his scena io, in his bachelo hesis a SCADA con ol and isualiza ion
sys em is de eloped, capable o allowing he cen alized moni o ing o he mos
impo an pa ame e s on he elec ical p oduc ion and consump ion o an
ins alla ion. The con ol o e he p oduced and consumed elec ical ene gy is
acili a ed, while i is possible o con ol he equipmen o he ins alla ion om
he same place, wi hou he need o ope a e om he loca ion o he de ice o be
con olled.
This is he applica ion o a lexible and mode n solu ion o new sys ems ha
appea as a esul o echnological ad ances in his ield, and mo e speci ically
o he case o he ins alla ion being s udied in his bachelo hesis.