INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL.

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD

ZACATENCO

SEMINARIO DE TITULACION “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

“AUTOMATIZACIÓN DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA PARA CARGAS NO MAYORES A 10kw.”

TESINA QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO ELECTRICISTA

PRESENTAN:

HANS ESLAVA MALDONADO NICOLAS FRANCO FRANCO.

MÉXICO DF. JUNIO 2011 SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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ÍNDICE PAG. OBJETIVO………………………………………………………………………………………………………………………….6 JUSTIFICACIÓN………………………………………………………………………………………………………………….7 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………………………………11

CAPÍTULO I 1 GENERALIDADES………………………………………………………………………14 1.1 TEOREMA DE MAXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA……………………………………………15 1.1.1 ADAPTACION DE IMPEDANCIAS……………………………………………………………………….16 1.2 FUNCIONES DE LA TRANSFERENCIA………………………………………………………………………….18 1.3 SIMPLICIDAD CONTRA PRESICION…………………………………………………………………………….18 1.4 SISTEMAS LINEALES………………………………………………………………………………………………….18 1.5 SISTEMAS NO LINEALES…………………………………………………………………………………………….19 1.5.1 CONDICIONES PARA UN SISTEMA NO LINEAL…………………………………………….19 1.6 SISTEMAS DE PRIMER ORDEN..…………………………………………………………………………………20 1.6.1 SISTEMAS DE PRIMER ORDEN MÁS TIEMPO MUERTO……………………………….22 1.7 PROCESOS AUTORREGULADOS…………………………………………………………………………………24 1.8 DIAGRAMA DE BLOQUES………………………………………………………………………………………….25 1.8.1 REDUCCION DE UN DIAGRAMA DE BLOQUES…………………………………………….26 1.8.2 DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN SISTEMA EN LAZO CERRADO (sistema retroalimentado)………………………………………………………………………………………………...27 1.9 TRANSFERENCIA……………………………………………………………………………………………………….28 1.9.1 SISTEMAS DE TRASFERENCIA AUTOMATICA……………………………………………….29 1.9.2 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS BÁSICOS DE UNA TRASFERENCIA AUTOMATICA……………………………………………………………………………………………………...29

CAPITULO II 2 COMPONENTES DE UNA TRANSFERENCIA………………………………..31 2.1 Conexión de una transferencia………………………………………………………………………………….32 2.1.1 Principal-principal……………………………………………………………………………………………….32 2.1.2 Principal- Generador……………………………………………………………………………………………32 2.1.3 ENSAMBLE DE SUPERVISIÓN DE ALIMENTACION Y ALIENTACION DE CONTROL….33 2.1.4 SUB-ENSAMBLE DE LA ALIMENTACION DE CONTROL…………………………………………33 2.1.5 SUB-ENSAMBLE DE LA SUPERVICION DE LA CALIDAD DE LA ALIMENTACION……..33 2.1.6 SUB-ENSAMBLE DEL RELEVADOR DEL GENERADOR…………………………………………..33 SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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2.1.7 2.1.8 2.1.9 2.1.10 2.2

ENSAMBLE DE RELEVADOR DE COMPROBACIÓN DE SINCRONIZACIÓN……………..34 ENSAMBLE DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (UPS.)……………..35 CONTACTOR DE LA FUENTE DE ALIMENTACION DE CONTROL…………………………..35 RELEVADOR DE DERIVACION DEL UPS……………………………………………………………….36 SISTEMA DE ALIMENTACION ININTERRUMPIDA. (UPS)……………………………………….36 2.2.1 OFF LINE (FUERA DE LINEA) Ó STAND-BY…………………………………………………36 2.2.3 FILTRO Y SUPRESOR DE TRANSITORIOS…………………………………………………….37 2.2.4. BATERÍA……………………………………………………………………………………………………39 2.2.5 CARGADOR DE BATERIAS…………………………………………………………………………39 2.2.6 EL INVERSOR……………………………………………………………………………………………39 2.3 EL INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA………………………………………………………………..40 2.4 CONEXIÓN DEL CONTROL LOGICO PROGRAMABLE. (PLC)………………………………….40 2.4.1. VENTAJAS DE USAR UN PLC……………………………………………………………………….42 2.5. RELEVADOR DE ARRANQUE DEL GENERADOR…………………………………………………….43 2.6. GENERADORES ELÉCTRICOS………………………………………………………………………………..44 2.6.1. MOTOR……………………………………………………………………………………………………………46 2.6.2. GENERADOR……………………………………………………………………………………………………47 2.6.3. TRANSFERENCIA……………………………………………………………………………………………..48 2.6.3.1. CIRCUITO DE CONTROL DE TRANSFERENCIA…………………………………………..49 2.6.3.2. PROTECCION Y CONTROL DEL MOTOR……………………………………………………49 2.6.3.3. INSTRUMENTOS DEL TABLERO……………………………………………………………….50 2.6.3.4. SISTEMAS DE TRANSFERENCIA AUTOMATICA…………………………………………51 2.6.3.5. INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA…………………………………………………………52 2.6.3.6. INTERRUPTORES DE TRANSFERNECIA AUTOMATICA (ITA)……………………..53 2.6.3.7. CIRCUITO DE CONTROL DE TRANSFERENCIA…………………………………………..54 2.6.3.8. MODELOS DE INTERRUPTORES……………………………………………………………….55 2.6.4. CARGAS………………………………………………………………………………………………………….55 2.6.5. VELOCIDAD DE OPERACIÓN……………………………………………………………………………56 2.6.6. SECCION DE CONTROL DE TENSION DE LA LINEA…………………………………………..57 2.6.7. SECCIÓN DE TRANSFERENCIA Y PARO…………………………………………………………….57

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CAPÍTULO III 3 DISEÑO DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA (TTA)…………………………………………………………………………………………..58 3.1 FUNCIONAMEINTO DE LA TRANSFERENCIA AUTOMATICA……………………………………….59 3.2 CONFIGURACION DE LA CONEXIÓN…………………………………………………………………………..60 3.3 ENFOQUE Y UTILIZACIÓN DEL DISEÑO………………………………………………………………………60 3.4 MATERIAL UTILIZADO PARA LA IMPLEMENTACION DE LA TRANSFERENCIA………………62 3.4.1 INTERRUPTORES…………………………………………………………………………………………62 3.4.2 CONTACTORES NORMALMENTE CERRADO Y NORMALMENTE ABIERTO……62 3.4.3 CONTROL LOGICO PROGRAMABLE. (PLC)……………………………………………………63 3.4.4 UNIDAD DE ALIMENTACION ININTERRUMPIDA (UPS)…………………………………63 3.5 COSTO TOTAL DE LA TRANSFERENCIA……………………………………………………………………….64 3.6 GENERADORES DE EMERGENCIA………………………………………………………………………………65 3.7 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL GENERADOR…………………………………66 3.8 COSTO TOTAL TRANSFERENCIA Y GENERADOR…………………………………………………………68

CAPITULO IV 4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS……………………………………………………….69 4.1 Generador eléctrico de Emergencia………………………………………………………………………….70 4.1.1 Ventajas……………………………………………………………………………………………………………70 4.1.2 Desventajas……………………………………………………………………………………………………..70 4.2 Control Lógico Programable. (PLC)……………………………………………………………………………71 4.2.1 Campos de aplicación………………………………………………………………………………………71 4.2.2 Ventajas e inconvenientes……………………………………………………………………………….72 4.2.2.1 Ventajas………………………………………………………………………………………………….72 4.2.2.2 Inconvenientes……………………………………………………………………………………….73 CONCLUCIONES………………………………………………………………………………………………………………74 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………………………………75 ANEXOS………………………………………………………………………………………………………………………….76

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OBJETIVO. Automatizar una planta de emergencia, por medio de un dispositivo que actué de manera similar a un equipo de transferencia (transfer en ingles) con un costo menor al actual existente en el mercado.

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JUSTIFICACÍON. Debido a las necesidades de ciertas partes de la población de no quedarse sin el suministro de energía eléctrica, la automatización de una planta de emergencia está diseñada para suministrar energía eléctrica a zonas de gran importancia para los consumidores. La planta de emergencia solo energizara zonas como son alarmas, puertas, pasillos, comunicaciones o algún aparato electrodoméstico de gran importancia como un refrigerador, en el caso de un hogar o pequeño comercio con cargas no mayores a 10kw. El Tiempo de Interrupción del servicio eléctrico por Usuario (TIU). El TIU conoce la evolución y la tendencia del tiempo promedio en el que un usuario no dispone del servicio eléctrico en el año, producido por disturbios atribuibles a la generación, transmisión y distribución. La fórmula para calcular el TIU es: TIU = ATIU (generación)+ ATIU (transmisión)+ATIU (distribución.) ATIU Donde: Ti = duración de la interrupción i, expresada en minutos por usuario y que se presentan durante el mes. n = numero de mes. i = numero de interrupción. Ui = usuarios afectados por la interrupción. UT = promedio de usuarios en los últimos 12 meses (año móvil.) ATIU = aportación al tiempo en minutos de interrupción por usuario. El indicador se presenta con y sin afectaciones provocadas por eventos ajenos a la operación normal de la empresa suministradora. En la tabla 1 de muestra el tiempo de interrupción por usuario (TIU).

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TABLA 1 COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD TIEMPO DE INTERRUPCIÓN POR USUARIO (Año Móvil al Cierre de Cada Periodo)

Tiempo de Interrupción por Usuario (Minutos / Año) Con Sin Afectaciones Afectaciones

Años

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

138.0 151.8 472.0 147.6 98.1 240.7 100.8 180.6 131.6

128.8 128.0 124.4 119.8 88.6 77.3 78.7 83.5 79.6

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

119.8 119.7 102.1 99.1 100.4 100.7 98.2 97.2 104.3 94.1 96.2 97.5

77.6 77.4 76.8 74.4 75.1 74.5 73.5 72.7 73.5 73.3 72.6 72.6

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

99.7 101.2 100.8 110.9 106.9 108.0 126.1 127.8 137.8

71.3 70.4 69.8 68.7 65.7 64.6 64.4 64.2 62.7

2010

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Octubre Noviembre Diciembre

138.5 137.4 135.7

59.8 61.2 60.1

Variación Respecto al Año Anterior (%) 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

10.0 210.9 (68.7) (33.5) 145.5 (58.1) 79.2 (27.1) (25.9)

(0.6) (2.8) (3.7) (26.0) (12.7) 1.7 6.2 (4.7) (8.8)

(16.8) (15.5) (1.3) 11.9 6.5 7.2 28.3 31.5 32.1 47.2 42.9 39.1

(8.1) (9.1) (9.1) (7.6) (12.5) (13.3) (12.4) (11.8) (14.7) (18.4) (15.6) (17.3)

Nota: No incluye área central Fuente: Comisión Federal de Electricidad Tabla1 Tiempo de interrupción por usuario (TIU) En el suministro eléctrico que se desea implementar la automatización de una plata de emergencia. Creando un dispositivo que detecte la ausencia de potencial por parte de la empresa suministradora, por medio de relevadores, sensores y un control lógico programable (PLC) previamente programados para la activación de una planta de emergencia que arrancara automáticamente. Son variados los casos en que por falta de energía eléctrica se han producido eventos de distinto tipo y gravedad. Hoy en día, no solo existen sistemas electromecánicos en hogares y comercios accionados por corriente SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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eléctrica, sino también toda una gama de aparatos que no pueden quedar sin energía, sin dejar de mencionar los sistemas de seguridad. Esto llevó a la implementación de los sistemas auxiliares de abastecimiento de energía. El dispositivo creado actuara de manera similar a un transfer, sin embargo el costo será menor y más accesible al mercado.

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INTRODUCCIÓN. Una transferencia automática es un complemento muy útil, en aquellos casos en que uno necesite un suministro de energía constante. Una trasferencia automática brindara comodidad y tranquilidad al momento de una falla en la red externa de energía, poniendo en marcha el equipo de suministro eléctrico de emergencia. Las Transferencias automáticas son programables según las necesidades, con fuente de energía propia para asegurar su funcionamiento. La transferencia automática de energía eléctrica de la red externa es un dispositivo que permite ante la falla del suministro de energía eléctrica, poner en marcha, los contactores o llave motorizada correspondientes a la entrada externa y dar energía a la del generador interno, luego de cumplir con las pautas de encendido previstas para el mismo (Figura 1). Las trasferencias realizan la siguiente serie de acciones cronológicamente ante una falla eléctrica, en función de poner en marchar al generador de emergencia:

Figura 1. Transferencia Automática (TTA) 1. Comportamiento frente a una falla de energía externa: La unidad se encuentra supervisando la presencia de las fases de entrada en modo permanente y permanece a la espera, será considerada una falla de suministro de energía externa ante una caída de tensión por debajo de 120 volts de manera sostenida por un tiempo programado. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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2. Arranque de motor: Ante una falla pone en contacto la transferencia, operación que se verifica con el encendiendo de contacto, seguidamente energiza el burro de arranque, encendiendo la luz del indicador arranque y una vez establecido, quita la energía al arranque. Esta operación se verifica con el apagado de la luz correspondiente. A partir de este momento, espera el tiempo programado para precalentamiento del motor (programable de 0 a 256 segundos).

3. Transferencia de cargas: Una vez superado el tiempo de precalentamiento, inicia la transferencia, habiendo anteriormente desconectado ya la de red, procede a conectar la transferencia. En caso de encontrarse en periodo de espera para transferir, y encontrar que la tensión de red se ha normalizado, no produce la transferencia y salta al paso de reconexión en espera que se venza el tiempo de retorno estable de la tensión de red. 4. Espera de normalización de red externa: Una vez terminada la rutina de transferencia de cargas, queda en espera del retorno de la red externa y controlando permanentemente el normal funcionamiento del generador de emergencia. 5. Reconexión a red externa: Cuando se detecta el retorno de red externa, la unidad esperará que la misma se mantenga normal por un periodo programable de 0 a 255 segundos superado tal tiempo se producirá el paso a la rutina de reconexión a red externa. 6. Finalización de maniobra de reconexión a red externa: Una vez devuelta la carga a Red Externa, se esperará el tiempo programado de apagado del motor (tiempo variable de 0 a 255 segundos), útil por ejemplo para permitir una baja de temperatura del motor por encontrarse sin carga antes de apagarlo. Luego de este tiempo se quitará el contacto al grupo finalizando así el ciclo de transferencia por falla en el suministro de la Red Externa. Una vez apagado el generador normalmente, el sistema permanecerá en alerta para una nueva llamada de transferencia. La transferencia automática cuenta con su propia alimentación permanente de 12 Vcc conformada por una batería de electrolito absorbido y un cargador automático a flote que garantiza que el sistema cuente con alimentación estable en el momento del arranque de manera que se puede adaptar a 12 ó 24 Vcc. Este sistema de alimentación SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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ininterrumpida (UPS) nos garantiza que la transferencia funcionara correctamente independientemente del estado de la batería ya que en muchos casos si las baterías no están en perfecto estado la tensión de alimentación puede caer por debajo de los 8 Vcc. y generar fallas. Incluye un pulsador que permite realizar un encendido del motor sin realizar ninguna operación de transferencia de cargas eléctricas. Es útil para hacer un test manual periódico de estado del motor, para detectar anomalías en el mismo y así saber que se dispone de un funcionamiento normal del mismo, cuando sea solicitado por una transferencia automática. Por tratarse de prueba manual no determina el estado de la fuente alternativa que esté alimentando al controlador de transferencia. Cada generador tiene características particulares por eso es necesario adaptar el la transferencia a cada máquina. También cada usuario tiene diferentes necesidades.es por eso que la transferencia se puede adaptarse ó programar para las necesidades de cada usuario. En general los tiempos que se programan para las instalaciones con transferencias automáticas típicos son: Espera para reconocer el corte ó baja tensión = de 0,1 á 30 segundos. Cebado ó precalentamiento de bujías diesel = especifico para cada motor. Tiempo de precalentamiento de motor antes de conectar la carga = 3 minutos. Espera para reconocer el retorno de servicio = 1 minuto. Tiempo de enfriamiento = 3 minutos. El tiempo de precalentamiento del motor puede reducirse hasta un mínimo de 6 segundos para que estabilice la marcha, siempre que se trate de un motor moderno que por sus características no necesite más. Para lograr esto hay que poner un sistema precalentador de agua o aceite que mantenga el block del motor a 60º C de manera que esté en condiciones de tomar la carga sin peligro de roturas por motor frío. El tiempo mínimo que podemos ofrecer entre la interrupción del servicio y la reposición mediante grupo es de once segundos. En el intervalo debe usar sistemas UPS para los servicios que no admiten ese lapso sin energía.

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CAPÍTULO I GENERALIDADES.

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1.1 TEOREMA DE MAXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA En ingeniería eléctrica, electricidad y electrónica, el teorema de máxima transferencia de potencia establece que, dada una fuente, con una resistencia de fuente fijada de antemano, la resistencia de carga que maximiza la transferencia de potencia es aquella con un valor óhmico igual a la resistencia de fuente. El teorema establece cómo escoger (para maximizar la transferencia de potencia) la resistencia de carga, una vez que la resistencia de fuente ha sido fijada, no lo contrario. No dice cómo escoger la resistencia de fuente, una vez que la resistencia de carga ha sido fijada. Dada una cierta resistencia de carga, la resistencia de fuente que maximiza la transferencia de potencia es siempre cero, independientemente del valor de la resistencia de carga. Se dice que Moritz von Jacobi fue el primero en descubrir este resultado, también conocido como "Ley de Jacobi". El teorema fue originalmente malinterpretado para sugerir que un sistema que consiste de un motor eléctrico comandado por una batería no podría superar el 50% de eficiencia, cuando las impedancias estuvieran adaptadas, la potencia perdida como calor en la batería sería siempre igual a la potencia entregada al motor. En 1880, Edison muestra que esta suposición es falsa, al darse cuenta que la máxima eficiencia no es lo mismo que transferencia de máxima potencia. Para alcanzar la máxima eficiencia, la resistencia de la fuente (batería o un dínamo) debería hacerse lo más pequeña posible. Bajo la luz de este nuevo concepto, obtuvieron una eficiencia cercana al 90% y probaron que el motor eléctrico era una alternativa práctica al motor térmico.

Figura 1.1 Curva de la máxima transferencia de potencia.

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Potencia transferida en función de la adaptación. Solo se tiene en cuenta la parte resistiva. Se supone que las reactancias están compensadas.

En esas condiciones la potencia disipada en la carga es máxima y es igual a:

La condición de transferencia de máxima potencia no resulta en eficiencia máxima. Si definimos la eficiencia como la relación entre la potencia disipada por la carga y la potencia generada por la fuente, se calcula inmediatamente del circuito de arriba que η

La eficiencia cuando hay adaptación es de solo 50%. Para tener eficiencia máxima, la resistencia de la carga debe ser infinitamente más grande que la resistencia del generador. Por supuesto en ese caso la potencia transferida tiende a cero. Cuando la resistencia de la carga es muy pequeña comparada a la resistencia del generador, tanto la eficiencia como la potencia transferida tienden a cero. En la curva de la derecha hemos representado la potencia transferida relativa a la máxima posible (cuando hay adaptación) con respecto al cociente entre la resistencia de carga y la del generador. Se supone que las reactancias están compensadas completamente. Nótese que el máximo de la curva no es crítico. Cuando las dos resistencias están desadaptadas de un factor 2, la potencia transferida es aún 89% del máximo posible. Cuando la impedancia de la fuente es una resistencia pura (sin parte reactiva), la adaptación se hace con una resistencia y es válida para todas las frecuencias. En cambio, cuando la impedancia de la fuente tiene una parte reactiva, la adaptación solo se puede hacer a una sola frecuencia. Si la parte reactiva es grande (comparada a la parte resistiva), la adaptación será muy sensible a la frecuencia, lo que puede ser un inconveniente.

1.1.1 ADAPTACION DE IMPEDANCIAS La adaptación de impedancias es importante en dos situaciones. La primera ocurre en bajas potencias, cuando la señal recibida en la entrada de un amplificador es muy baja y próxima del nivel del ruido eléctrico del amplificador. Si la transferencia de señal no es óptima, la relación señal/ruido empeorará. Encontramos esta situación, por ejemplo, en la recepción de bajas señales radioeléctricas. Es interesante que el cable que conecta la antena al receptor esté adaptado en las dos extremidades para maximizar la potencia transferida de la antena al cable y luego del cable al receptor.

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Otra situación en la cual la adaptación de impedancias es trascendental ocurre en sistemas de alta frecuencia. Por ejemplo en un transmisor operando a frecuencias de microondas, constituido (entre otros elementos) por un generador, una guía de ondas y una antena. Si la guía de ondas y la antena no están adaptadas, una parte de la potencia incidente en la antena se reflejará y creará una onda estacionaria en la guía. Si la desadaptación es apreciable, y la potencia transmitida es suficientemente alta, la fuente puede dañarse por la onda reflejada. En la práctica se utilizan adicionalmente protecciones entre la fuente y la guía de ondas, de modo que señales reflejadas desde la carga sean atenuadas. No se debe pensar que, en todas las situaciones, lo ideal es que las impedancias de la fuente y de la carga estén adaptadas. En muchos casos, la adaptación es perjudicial y hay que evitarla. La razón es que, como se ha explicado antes, cuando hay adaptación, la potencia disipada en la carga es igual a la potencia disipada en la resistencia de la impedancia de la fuente. La adaptación corresponde a un rendimiento energético máximo de 50%. Si se quiere un buen rendimiento hace falta que la resistencia de la fuente sea despreciable respecto a la resistencia de la carga. Un ejemplo es el de la producción y la distribución de energía eléctrica por las compañías de electricidad. Si los generadores de las compañías estuviesen adaptados a la red de distribución, la mitad de la potencia generada por las compañías serviría solo a calentar los generadores... y a fundirlos. También, si su lámpara de escritorio estuviese adaptada a la red, consumiría la mitad de la potencia generada por la compañía de electricidad. Tomemos otro ejemplo menos caricatural: el de un emisor de radio conectado a la antena a través de un cable. Si la adaptación del cable a la antena es deseable (para que no haya ondas reflejadas), es mejor evitar la adaptación del cable al emisor. Si el emisor estuviese adaptado, la mitad de la potencia generada por el emisor se perdería en la resistencia interna de este último. Lo mejor es que la resistencia interna del emisor sea lo más pequeña posible. Hay otros casos en los cuales la adaptación es simplemente imposible. Por ejemplo, la resistencia interna de una antena de automóvil en ondas largas y ondas medias es muy pequeña (unos miliohms). No es posible adaptar ni el cable ni el receptor a la antena. Pero eso no impide el funcionamiento de los auto-radios. Otro caso corriente en el cual la adaptación de la antena al receptor y al emisor es imposible es el de los teléfonos celulares. Como la impedancia de la antena depende la posición de la cabeza y de la mano del usuario, la adaptación en todas circunstancias es imposible, pero eso no les impide funcionar.

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1.2 FUNCIONES DE LA TRANSFERENCIA. Un modelo matemático de un sistema dinámico se define como un conjunto de ecuaciones que representan la dinámica del sistema con precisión o, A la menos aproximada, conocida como funciones de transferencia. Para analizar la respuesta transitoria o la respuesta en frecuencia de sistemas lineales con una entrada y una salida invariantes con el tiempo, la representación mediante la función de transferencia puede ser más conveniente que cualquier otra. Se debe tener en cuenta que un modelo matemático no es único para un sistema determinado. Un sistema puede representarse por diversos modelos matemáticos, dependiendo de cada punto de vista. La dinámica de muchos sistemas, sean mecánicos, eléctricos, térmicos, económicos, biológicos, etc., se describen en términos de ecuaciones diferenciales. Una vez obtenido el modelo matemático de un sistema, se utilizan diversos recursos analíticos para estudiarlo y sintetizarlo.

1.3 SIMPLICIDAD CONTRA PRESICION. En la obtención de un modelo matemático, debemos establecer un equilibrio ente simplicidad y precisión. Si se quiere tener un modelo matemático de parámetro concentrados lineal (uno en el que se emplean ecuaciones diferenciales), siempre es necesario ignorar ciertas linealidades, que pueden estar presentes en un sistema dinámico. Si los efectos que estas propiedades ignoradas tienen sobre las respuestas son pequeños, se obtendrá una buena relación entre los resultados de análisis del modelo matemático y los resultados del estudio experimental del sistema. Para un análisis con más pormenores, se elabora un modelo matemático mas completo.

1.4 SISTEMAS LINEALES Un sistema se denomina lineal, cuando se le puede aplicar el principio de superposición. Este principio establece que la respuesta producida por la aplicación simultanea de dos funciones de entradas diferentes, es la suma de las dos respuestas individuales. Por lo

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tanto, la respuesta a varias entradas se calcula tratando una entrada a la vez y sumando los dos resultados.

1.5 SISTEMAS NO LINEALES. Un sistema es a-lineal, si no se le puede aplicar el principio de superposición. Por lo tanto, para un sistema a-lineal la respuesta a dos entradas no puede calcularse tratando cada una a la vez y sumando los resultados. Los procedimientos para encontrar soluciones matemáticas que involucran sistemas alineales, son complicados. Por este motivo resulta necesario considerar sistemas lineales “equivalentes”. Tales sistemas lineales “equivalentes” son validos solo para un rango limitado de trabajo. En teoría de control, generalmente se utilizan las funciones de transferencia para representar las relaciones de entrada-salida de componentes o de sistemas que se describen mediante ecuaciones diferenciales lineales invariantes con el tiempo. La función de transferencia de un sistema descrito mediante una ecuación diferencial lineal invariante con el tiempo, se define como: Cociente entre la transformada de Laplace de salida (función de la respuesta.) y la transformada de Laplace de entrada (función de excitación), considerando condiciones iniciales nulas.

1.5.1 CONDICIONES PARA UN SISTEMA NO LINEAL 1 La función de transferencia de un sistema, es un modelo matemático; es un método para expresar la ecuación diferencial que relaciona la variable de salida son la variable de entrada. 2 Es una propiedad de un sistema independiente de su magnitud y naturaleza de la función de entrada. 3 Incluya las unidades necesarias para relacionar la entrada con la salida; pero no proporciona información de la estructura física del sistema. (Las funciones de transferencia de muchos sistemas físicamente diferentes, pueden ser idénticas.)

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4 Si se conoce la función de transferencia del sistema, se estudia la salida o respuesta para varias formas de entrada, con la intención de comprender la naturaleza del sistema. 5 Si se desconoce la función de transferencia de un sistema, puede establecerse experimentalmente, introduciendo entradas conocidas y estudiando la salida del sistema. 6 Una vez obtenida la función de transferencia, tendremos una descripción completa de las características dinámicas del sistema, a diferencia de su descripción física.

1.6 SISTEMAS DE PRIMER ORDEN. Se denominan sistemas de primer orden a aquellos en los que en la ecuación general aparece solamente la derivada primera del lado izquierdo (el de la variable de estado). O sea que se reducen al formato siguiente:

Donde k se denomina ganancia del proceso y τ es la constante de tiempo del sistema. En general encontraremos que la ecuación está escrita en función de las variables “desviación” respecto al valor de estado estacionario. Por lo tanto en general y (0) = 0, u (0) = 0. Tomando transformadas de Laplace

Veamos un ejemplo: un tanque completamente agitado que recibe un caudal v y se le extrae el mismo caudal:

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Del balance de materia

Como V es constante porque entra y sale el mismo caudal

Estado estacionario: dC/dt = 0; Cs= Cin. Por lo tanto

Que es de la forma

Donde

= V/v, y = C – Cs, u = Cin – Cin s

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1.6.1 SISTEMAS DE PRIMER ORDEN MÁS TIEMPO MUERTO. Muchas veces en los procesos industriales se introducen tiempos muertos; particularmente en la industria química suelen asociarse al transporte de fluidos por cañerías. Por ejemplo, en el siguiente esquema, si se produce un cambio en la concentración de entrada Cin puede demorar un cierto tiempo θ en que dicho cambio llegue a la entrada del tanque.

La forma general de estos procesos será

Y en el ejemplo que estamos viendo será θ = V tubería / v por lo que

Del balance de masa en el tanque

Llamando u = Cin – Cin s, y = C – C, = V/v y tomando transformadas

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Si en un proceso de primer orden con tiempo muerto hay un cambio en escalón de magnitud ∆U a tiempo t = 0

Antitransformando

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1.7 PROCESOS AUTORREGULADOS Son aquellos en los cuales un cambio en las variables de entrada conduce a un nuevo estado estacionario en forma automática. Por ejemplo los sistemas de primer orden. Ejemplo: un RCAI con una reacción química de primer orden r = k C Del balance de masa

En estado estacionario dC/dt = 0

Restando la ecuación de balance en estado estacionario

Que es de la forma Con

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1.8 DIAGRAMA DE BLOQUES. Un sistema de control puede tener varios componentes. Para mostrar las funciones que lleva acabo cada componente en la ingeniería de control, por lo general se usa una representación denominada diagrama de bloques. Un diagrama de bloques de un sistema es una representación gráfica de las funciones que lleva a cabo cada componente. Tal diagrama muestra las relaciones existentes entre los diversos componentes. En un diagrama de bloques se enlazan una con otra todas las variables del sistema, mediante bloques funcionales. El bloque funcional o simplemente bloque es un símbolo para representar la operación matemática que sobre la señal de entrada hace el bloque para producir la salida. La figura muestra un elemento del diagrama de bloques. La punta de flecha que señala el bloque indica la entrada, y la punta de flecha que se aleja del bloque representa la salida. Tales flechas se conocen como señales.

Observe que las dimensiones de la señal de salida del bloque son las dimensiones de la señal de entrada multiplicadas por las dimensiones de la función de transferencia en el bloque. Un diagrama de bloques contiene información relacionada con el comportamiento dinámico, pero no incluye información de la construcción física del sistema. En consecuencia, muchos sistemas diferentes y no relacionados pueden representarse mediante el mismo diagrama de bloques.

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1.8.1 REDUCCION DE UN DIAGRAMA DE BLOQUES. Es importante señalar que los bloques pueden conectarse en serie, sólo si la entrada de un bloque no se ve afectada por el bloque siguiente. Si hay efectos de carga entre los componentes, es necesario combinarlos en un bloque único. Un diagrama de bloques complicado que contenga muchos lazos de realimentación se simplifica mediante un reordenamiento paso a paso mediante las reglas del álgebra de los diagramas de bloques. Algunas de estas reglas importantes aparecen en la tabla y se obtienen escribiendo la misma ecuación en formas distintas La simplificación de un diagrama de bloques mediante reordenamientos y sustituciones reduce de manera considerable la labor necesaria para el análisis matemático subsecuente. Sin embargo, debe señalarse que, conforme se simplifica el diagrama de bloques, las funciones de transferencia de los bloques nuevos se vuelven más complejas, debido a que se generan polos y ceros nuevos. Al simplificar un diagrama de bloques, recuerde lo siguiente: 1. El producto de las funciones de transferencia en la dirección de la trayectoria directa debe ser el mismo. 2. El producto de las funciones de transferencia alrededor del lazo debe ser el mismo. Es la representación grafica de las funciones de transferencia. Muestra la relación existente entre los diversos componentes, e indica el flujo de las señales del sistema. E(s)

G(s)

C(s)

Un diagrama de bloques de un sistema de control muestra una propiedad unilateral. Para formar el diagrama de bloques de todo un sistema, se conectan los bloques de los componentes deacuerdo con el flujo de las señales, y es posible evaluar como contribuye cada componente al desempeño del sistema.

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1.8.2 DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN SISTEMA EN LAZO CERRADO (sistema retroalimentado) La salida C(s) se realimenta al punto suma algebraica (comparación), en donde se compara con la entrada de referencia R(s). La salida del bloque, C(s) en este caso, se obtiene multiplicando la función de transferencia G(s) por la entrada del bloque, E(s). Cualquier sistema de control lineal puede representarse mediante un diagrama de bloques formado por puntos suma, bloques y puntos de ramificación.

Procedimiento para obtener funciones de transferencia de las variables de interés

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1.9 TRANSFERENCIA. Transferencia de energía, se define como la habilidad de un sistema para producir trabajo o calor. La energía está presente de múltiples formas, en los propios flujos de calor y trabajo, o bien, almacenada en diferentes acumuladores de energía, como la energía química contenida en un combustible, la nuclear contenida en el mar, la dinámica en el viento y otras.. La energía total de un sistema se caracteriza mediante tres componentes: la energía cinética asociada a su movimiento, la potencial asociada a un campo de fuerza contra el que trabaja y , por último , la energía interna asociada a la composición química y atómica y a su nivel de agitación según la temperatura a la que se encuentra. La gran mayoría de los problemas que resuelve la ingeniería son, en esencia, la transformación de la energía almacenada a flujos de trabajo y calor útiles, o que a su vez puedan ser transformados posteriormente en energía almacenada nuevamente en otro tipo de acumulador. En la transformación de energía almacenada a flujos de energía y estos en otro tipo de flujos o acumuladores se producen pérdidas, entendiendo por perdida una trasferencia de energía no deseada. Por lo tanto, el balance global indica que no desaparece energía, si no que la energía inicial equivalente a la energía final útil más el calor generado en las pérdidas, ya que la energía ni se crea ni se destruye. De una cierta cantidad de energía solo se puede obtener un cierto porcentaje en forma de trabajo o calor útil. Cuanta más energía útil se puede extraer de la fuente, de mejor calidad será la energía. La cantidad de energía útil que se puede extraer de una cierta energía es lo que se define como exergia. Por lo tanto, una energía con gran cantidad de exergia representa una energía de alta calidad. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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El calor correspondiente a las perdidas es, en general, energía de baja calidad. La anergia obtenida la final de un proceso de transformación también es de menor calidad que la inicial. Esto significa que, si bien la energía se conserva, la capacidad de extraer trabajo o calor útiles de estas energías, es decir, la exergia resulta cada vez menor. Por lo tanto, la energía se degrada conforme va sufriendo transformaciones, entendiendo por degradación la perdida de la facultad para producir trabajo o calor. Por lo tanto, se deben valorar adecuadamente los procesos de transformación de la energía de manera que se aproveche al máximo las fuentes de energía de que se dispone. La principal fuente de energía actual son los combustibles fósiles y la generación de combustibles fósiles, a partir de energía solar es mucho más lenta que se consumo. De hecho, se prevé que en los próximos años la extracción de petróleo se empiece a reducir.

1.9.1 SISTEMAS DE TRASFERENCIA AUTOMATICA. Consiste en interruptores que se encargan de realizar la transferencia (cambio de posición de interruptores on/off), estos operan eléctrica o mecánicamente, además de ser capaz de manejar toda la energía del generador; incluyendo la de línea, que puede interrumpir la que pasa en forma continua, así como los picos que sucedan sin dañarse. Algunos interruptores de transferencia, van equipados con protección térmica y magnética la cual dependiendo del modelo del interruptor puede ser o no ajustable. Para proteger al generador así como a las líneas de carga en caso de algún corto circuito o sobre carga constante.

1.9.2 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS BÁSICOS DE UNA TRASFERENCIA AUTOMATICA Motor diesel Velocidad 1.500 r.p.m. Regulación automática de velocidad. Lubricación con circulación forzada de aceite con filtro desmontable y cartucho. Ciclo de combustión de 4 tiempos. Refrigeración por agua con radiador. Arranque eléctrico. Incluye baterías con cables, terminales, soportes y desconcertador por llave. Alternador de carga de las baterías. Depósito de combustible y filtro de gasóleo. Alternador. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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Trifásico en conexión estrella y neutro accesible. Tenciones normalizadas 400/230 V ó 230/133 V a 60 Hz. Opcionalmente se pueden suministrar otras tensiones. Sin escobillas Devanados con aislamiento clase H. Protección eléctrica y sobre calentamiento Regulador de tensión electrónico. Mantiene la tensión del +/- 1.5% con cualquier carga normal (factor de potencia de 0.8 inductivo a 1). Cuadro eléctrico Montado sobre el grupo marca Deep Sea.

MARCADO "CE" Incluye protecciones de los elementos móviles (correas, ventilador, etc.) y de los elementos muy calientes (colector de escape, etc.) cumpliendo con las directivas de la de seguridad de máquinas; baja tensión; y compatibilidad electromagnética. Lo que facilita el certificado de confiabilidad.

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CAPITULO 2 COMPONENTES DE UNA TRANSFERENCIA.

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2.1 Conexión de una transferencia. 2.1.1 Principal-principal Cada interruptor automático principal se conecta a una fuente de acometida. Cualquiera de las fuentes puede servir como la fuente de emergencia o alternativa. Cuando la fuente normal no está disponible, el sistema transfiere la carga a la fuente alternativa. Si el sistema está equipado con un selector de fuente preferida (PSS, por sus siglas en inglés), el sistema regresa automáticamente a la fuente preferida una vez que ésta se encuentra disponible. Si el sistema no está equipado con este selector, la re-transferencia automática no se lleva a cabo. Vea la figura 2.

Figura 2.1 Conexión principal-principal.

2.1.2 Principal- Generador Un interruptor automático principal se conecta a una fuente de acometida. El otro interruptor automático principal se conecta a un generador de reserva. Cualquiera de los interruptores principales puede servir como la fuente de emergencia. En caso de una pérdida de alimentación en la fuente de acometida, el generador se arranca. Una vez que la frecuencia y la tensión se estabilizan, el sistema se transfiere al generador. El sistema regresa automáticamente a la fuente de acometida en cuanto se encuentra disponible y la señal de arranque del generador es descontinuada.

Figura 2.2 Conexión “Principal-Generador”

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2.1.3 ENSAMBLE DE SUPERVISIÓN ALIENTACION DE CONTROL.

DE

ALIMENTACION

Y

Cada fuente de acometida o generador proporciona alimentación al sistema de alimentación de control a través de un transformador de alimentación de control de 1 000 volt-amperes. El dispositivo de desconexión para la alimentación de control y la supervisión de la calidad de la alimentación se encuentra dentro del compartimiento de instrumentos de cada interruptor automático principal.

2.1.4 SUB-ENSAMBLE DE LA ALIMENTACION DE CONTROL. El transformador de alimentación de control (TAC) conecta las barras del lado de línea de la fuente del interruptor automático principal. Para proporcionar alimentación de control, el TAC transforma la tensión en línea en 120 V, o bien, si el sistema ya es de 120 V, aísla el circuito de control.

2.1.5 SUB-ENSAMBLE DE LA SUPERVICION DE LA CALIDAD DE LA ALIMENTACION. Cada dispositivo de supervisión de calidad de la alimentación evalúa constantemente la tensión de línea para determinar si hay una baja tensión, desequilibrio de fase, pérdida de fase o inversión de fase. Cuando el dispositivo de supervisión de calidad de la alimentación detecta una condición anormal, una señal de entrada de tensión alerta al PLC.

2.1.6 SUB-ENSAMBLE DEL RELEVADOR DEL GENERADOR Este sub-ensamble está presente sólo cuando uno de los interruptores automáticos principales está conectado a un generador en lugar de a una fuente de acometida. El subensamble contiene un relevador de sobretensión y un relevador de sobre/baja frecuencia. Las salidas de los relevadores se encuentran en serie con las salidas del dispositivo de supervisión de calidad de la alimentación e indican al PLC que la fuente del generador está disponible para usarse. Los ajustes del relevador son configurables. Consulte los manuales del relevador para obtener más detalles.

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Figura 2.3 Sub-ensamble de relevador del generador. 1. Relevador de sobretensión 2. Relevador de sobre o baja frecuencia

2.1.7 ENSAMBLE DE RELEVADOR DE COMPROBACIÓN DE SINCRONIZACIÓN. El ensamble de relevador de comprobación de sincronización se encuentra situado en una sección del interruptor automático principal si el interruptor selector de transferencia automática es un sistema de transición cerrado. El relevador de comprobación de sincronización se muestra en la figura 10. Éste compara las tensiones de fase "A" de cada fuente y cierra un contacto cuando ambos son lo suficientemente similares en ángulo de fase, magnitud y frecuencia. El contacto cerrado proporciona una entrada de tensión al PLC para indicar que las fuentes de alimentación están "en fase". El relevador de comprobación de sincronización se encuentra situado en una sección solamente.

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2.1.8 ENSAMBLE DEL ININTERRUMPIDA (UPS.)

SISTEMA

DE

ALIMENTACIÓN

El ensamble del sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) consta de tres partes principales: El UPS, el relevador de derivación del UPS y el contactor de la fuente de alimentación de control. La alimentación circula desde un sub-ensamble de alimentación de control a través del contactor de la fuente de alimentación de control, luego por el UPS y hacia el sistema de control.

Figura 2.4 Ensamble del sistema de alimentación ininterrumpida (UPS)

2.1.9 CONTACTOR DE LA FUENTE DE ALIMENTACION DE CONTROL. El lado de línea de cada interruptor automático principal proporciona alimentación a los transformadores de alimentación de control. El contactor de la fuente de alimentación de control dirige la alimentación al UPS desde una fuente de acometida o generador disponible. Cuando las dos fuentes están disponibles, cualquiera de ellas puede ser la fuente de alimentación de control. El enclavamiento mecánico del contactor evita que ambas se activen al mismo tiempo a través del circuito de alimentación de control.

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Figura 2.5 Contactor de la fuente de alimentación de control. 2.1.10 RELEVADOR DE DERIVACION DEL UPS. El relevador de derivación del UPS se activa automáticamente para ignorar el UPS y mantener la circulación de la alimentación en el sistema de alimentación de control cuando el UPS no está funcionando correctamente.

Figura 2.6 Relevador de derivación del UPS.

2.2 SISTEMA DE ALIMENTACION ININTERRUMPIDA. (UPS) Existen diversos tipos de Topología de UPS y cada una de ellas tiene sus ventajas y desventajas, es necesario conocerlas si deseamos aprender a reparar un UPS ó si deseamos tener los suficientes conocimientos para seleccionar el equipo más adecuado para nuestras necesidades. A continuación enumeraremos cada una de estas topologías y la discutiremos ampliamente:

2.2.1 OFF LINE (FUERA DE LINEA) Ó STAND-BY Se le llama Off-Line porque el Inversor se encuentra fuera del camino principal de la corriente, y se le llama Stand-By porque el Inversor se encuentra apagado “en espera” de que sea requerido para encender. El UPS Off-Line es el tipo de UPS más económico ya que integra muy pocos componentes, el nivel de protección obtenido con este tipo de equipos también es muy limitado pero en general considero que es muy adecuado para protección de la computadora en el hogar SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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ya que la inversión es muy baja (alrededor de unos 70 a 100 dólares) y aún así tenemos protegida nuestra computadora. A continuación un diagrama a bloques del UPS Off-Line:

Figura 2.7 Sistema de Alimentación Ininterrumpida conexión interna. Ahora describiremos cada uno de los bloques que lo componen:

2.2.3 FILTRO Y SUPRESOR DE TRANSITORIOS. El Filtro de Línea reduce las variaciones transitorias de voltaje debidas al encendido y apagado de ciertos aparatos como por ejemplo motores eléctricos, además reduce el ruido eléctrico que viene con el Voltaje de Alimentación del UPS para que aparezca en niveles más seguros en la carga. Cabe hacer la aclaración que el Filtro de Línea sólo reduce problemas de variación de voltaje que son de tiempo muy corto; por el rango de los milisegundos y nanosegundos. No es su función regular el voltaje.

El Filtro de Línea consiste en Bobinas las cuales rechazan voltajes de alta frecuencia y capacitores conectados a Tierra para que cualquier alta frecuencia sea drenada a Tierra. El Supresor de Transitorios lo que hace es Recortar los picos de voltaje que aparecen en la Línea a niveles más seguros. Un Transitorio de voltaje usualmente anda por el orden de los milisegundos a los nanosegundos y en valor, puede alcanzar desde los 200 hasta varios miles de volts. Consiste esta etapa generalmente de los llamados Varistores de Oxido Metálico (MOV). Al Supresor de Picos se le llama comúnmente TVSS que significa Supresor de Voltaje Transitorio por sus siglas en inglés (Transient Voltage Surge Suppresor). El nivel de protección del filtro de Entrada de este tipo de equipos es limitado. Durante un funcionamiento normal, la alimentación de control pasa por el UPS, que actúa como un regulador de tensión para el circuito de control.

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Cuando la fuente normal o alternativa no está disponible, el UPS proporciona alimentación de control de su batería durante un tiempo limitado. El manual de usuario del UPS proporciona detalles acerca de su capacidad de carga. La batería del UPS necesitará servicio eventualmente. La luz indicadora de verificación de la batería de UPS o PLC “CHK UPS OR PLC BATT” indicará si una de las baterías necesita servicio. El LED “Low Batt” (batería baja) en el UPS también se iluminará cuando la batería del UPS no está funcionando. El LED “Low Batt” (batería baja) en el PLC se iluminará cuando la batería del PLC necesita sustituirse.

Figura 2.8 Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS)

2.2.4. BATERÍA. La batería es uno de los componentes más importantes en un UPS, es la que va a hacer posible que nuestra computadora continúe encendida aún y cuando haya un corte de energía. La mayoría de las baterías utilizadas en los UPS son del tipo Selladas ó tipo Gel ó VRLA. Una batería sellada funciona de la misma manera que una de auto, consiste en placas de Plomo y Antimonio sumergidas en un electrolito que en este caso es ácido sulfúrico. La batería tiene un voltaje de 2.0 volts por cada celda y si es una batería de 6 celdas, entonces es de 12 volts. Cuando la batería está desconectada y medimos su voltaje con un multímetro, veremos dicho valor de 12 volts. Sin embargo la batería tiene una corriente de fuga entre las placas de tal manera que su valor con el paso de las horas va a ir disminuyendo y entonces cuando requiramos utilizarla, no nos dará el tiempo suficiente ya que no está cargada al 100%. Por tal razón requerimos aplicarle un voltaje llamado de flotación y es para baterías tipo Gel ó selladas de 2.25 VPC (Volts Por Celda) así es que para nuestra batería de 12 volts, requerimos aplicarle un voltaje de 13.50 volts de manera constante para SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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asegurar que siempre la batería esté cargada. Una vez que empezamos a tomar corriente de la batería, su valor de voltaje irá bajando con cierta rapidez desde los 13.50 volts hasta llegar al valor de voltaje nominal que es de 12.0 volts y entonces el valor permanecerá casi constante; cuando el tiempo de respaldo de la batería vaya terminando, el voltaje irá bajando de los 12 volts lentamente hasta llegar a los 1.75 VPC que para este caso de batería de 12 volts, serían 10.50 volts. Si seguimos descargando la batería, llegará un momento en que la tensión bajará rápidamente e incluso los fabricantes recomiendan que no se descargue la batería a menos de este valor ya que se corre peligro que la batería no se pueda recargar nuevamente y por consiguiente la batería está dañada y hay que reemplazarla. En resumen la tensión de la batería inicia en 2.25 VPC (batería cargada al 100%) y termina en 1.75 VPC (batería totalmente descargada). Físicamente la batería es un vaso ó cubierta de plástico donde se pueden observar las 6 válvulas en el caso de una batería de 12 volts y 3 válvulas en el caso de baterías de 6 volts; además se puede observar las dos terminales de voltaje, una de ellas marcada con color rojo ó con un símbolo (+) y la otra marcada con color negro ó un símbolo (-).

2.2.5.

CARGADOR DE BATERIAS.

El cargador de baterías es una fuente de tención que tendrá dos funciones: 1. Dar a la batería el voltaje de flotación necesario para asegurar que la batería está cargada al 100%. 2. Recargar la batería después que fue utilizada al haber un corte de energía. Es decir, al regresar la energía comercial, el cargador de baterías aplicará el mismo voltaje de flotación y la batería se empezará a recargar; una vez que la batería esté recargada completamente la corriente que fluya del cargador de baterías hacia la batería será mínima. Hay otros tipos de cargadores muy utilizados en la actualidad que no siempre están dando voltaje a la batería sino que están encendiendo y apagando a intervalos y de esta manera logran aumentar la vida útil de la batería. Físicamente el cargador de Baterías consiste en un devanado adicional del transformador de Salida además de un puente de diodos para convertir la CA en CD y un Mosfet el cual conecta y desconecta la “Carga” a las baterías y esto comandado por la tarjeta de Control. El Mosfet generalmente tiene disipador de calor.

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2.2.6.

EL INVERSOR

El Inversor se representa por un bloque donde le entra Corriente Directa y sale Corriente Alterna: La forma de Onda que se utiliza en UPS del tipo Off-Line es la Cuasisenoidal y es de la siguiente forma:

La Forma de Onda Cuasisenoidal es la de color Negro y antepusimos una Senoidal para que se pueda comparar ambas ondas. Esta forma de Onda es recomendada para Equipo electrónico y de cómputo aunque si el equipo es muy delicado por ejemplo para equipos PLC se recomienda que la forma de onda del inversor sea Senoidal Como este tipo de UPS es económico, se utiliza siempre la Forma de Onda Cuasisenoidal.

2.3. EL INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA. Cuando hay un corte de energía ó el voltaje es muy alto ó muy bajo a niveles inadecuados para seguir operando la carga, requerimos desconectar el voltaje de Entrada que en este momento va hacia la carga y ahora requerimos encender el Inversor y rápidamente conmutar el voltaje de Inversor a la carga. Esto tiene que ser muy rápido para que la carga no se dé cuenta que el voltaje se interrumpió, esta es la función del interruptor de transferencia que generalmente es un relevador; el tiempo de transferencia típicamente es de 4 ms. Pero en ocasiones dependiendo del fabricante puede ser hasta de 10 ms.; Estos valores de tiempo de transferencia se consideran adecuados para la mayoría de las cargas electrónicas. Sin embargo hay cargas muy delicadas que aún un tiempo tan corto de interrupción puede hacer que operen incorrectamente por lo que este tipo de UPS no es adecuado para este tipo de cargas.

2.4. CONEXIÓN DEL CONTROL LOGICO PROGRAMABLE. (PLC) Las líneas de distribución eléctrica que parten desde las centrales eléctricas y llegan a cada hogar están conformadas por diferentes tramos. Dichos tramos son diferenciables en alta, media y baja tensión. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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Tramo que abarca desde la central eléctrica hasta un transformador amplificador. Dicho tramo lleva una Tensión Media de entre 15 y 50 Kv. El tramo comprendido entre el primer transformador amplificador y la primera subestación de transporte transporta una Tensión Alta de entre 220 y 400 Kv. El tramo de Tensión Media parte de las subestaciones de transporte hasta las subestaciones de distribución que son las encargadas de repartir la electricidad a todos los centros de distribución. La tensión transportada oscila entre 66 y 132 Kv en el primer tramo y 20 y 50 Kv en el segundo tramo. Desde los centros de distribución hasta cada abonado se distribuye la energía eléctrica como corriente alterna de baja frecuencia (50 o 60 Hz) llevando una Baja Tensión de entre 220 y 320 v. La tecnología PLC usa esa Baja Tensión pero a una alta frecuencia entre 1,6 y 30 MHz para hacer posible la transmisión de todo tipo de información. Para la transmisión de datos existen tres redes involucradas que son la Red IP o de transporte, la Red de Distribución o Media Tensión y la Red de Acceso o Baja Tensión que es el sustituto del bucle del abonado. Para poder disfrutar de ésta tecnología son necesarios varios dispositivos: Módem PLC- Es el dispositivo instalado en el hogar del abonado y permite tanto la transmisión de datos como el servicio telefónico por voz. Repetidor- Es instalado generalmente en el cuarto de contadores de una empresa, comunidad o parcela y es el dispositivo que se conecta con el módem del usuario. Su función principal es la de regenerar la señal PLC y permite la conexión de hasta 256 módems. Dispositivo Head End. Este dispositivo situado en los centros de las compañías eléctricas se conecta con los repetidores. Estos equipos están preparados para conectarse con redes IP (Ethernet) y existen dos tipos de equipos Head End, de Media Tensión (MT) y Baja Tensión (BT) teniendo un alcance de 600 m. MT y 300 m. BT La topología de una red PLC simplemente consiste en la conexión a Baja Tensión del módem por parte del usuario y dicho dispositivo comunica, mediante un sistema protegido de algoritmos propiedad de la compañía valenciana DS2 encargada de la fabricación de chips PLC, con el repetidor situado en el cuarto de contadores. Este tramo de conexión entre el módem y el repetidor dispone de una velocidad de 45 Mbps distribuidos en 27 Mbps de bajada y 18 Mbps de subida y ésta comunicación es SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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compartida por todos los usuarios que dependen del mismo repetidor. Esto indica que si en un repetidor concurren 100 conexiones la velocidad teórica de bajada es de 270 Kbps pero si las conexiones son 10 la velocidad será de 2,7 Mbps con lo cual siempre será más ventajoso que ADSL ya que como mucho se dispondrá de una velocidad de 256 Kbps El siguiente tramo de la topología es el perteneciente a Media Tensión y corresponde al conexionado entre el repetidor y el equipo Head End. El siguiente nivel es la comunicación entre equipos Head End ubicados en los diferentes centros de las compañías eléctricas. La velocidad de transferencia en estos tramos es de 135 Mbps y se realiza por medio de redes de transporte Gigabit Ethernet (1000 Mbps) o SDH/Sonet (red de telefónica de fibra óptica de hasta 40 Gbps).

2.4.1. VENTAJAS DE USAR UN PLC La tecnología PLC como ya indicamos antes ofrece una serie de ventajas frente a otros sistemas de comunicación: 1. 2. 3. 4. 5.

No es necesario ningún tipo de obra civil al ya estar implementada la red. Con un solo repetidor se provee de conexión hasta 256 hogares. Con el tiempo los costes se abaratarán. Las velocidades ofrecidas pueden superar los 10 MB frente a los 2 MB de ADSL. Se podrá realizar la conexión desde cualquier punto del hogar e incluso se permite la posibilidad de conectar dos módems y tener dos conexiones independientes. 6. Por medio de micro filtros se evitan las posibles interferencias generadas por los electrodomésticos. 7. Las tarifas de conexión, aunque todavía no están fijadas, no superarán las cuotas de ADSL. Alternativa a ADSL que ocupa el 90% de la cuota de mercado El ensamble del controlador lógico programable se encuentra ubicado detrás de la puerta del operador y contiene la unidad central de procesamiento (CPU), la fuente de alimentación del PLC y los módulos de entradas/salidas (E/S). Los relevadores de interposición y algunos bloques de terminales también se encuentran situados aquí. Vea la figura 9.

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Figura 2.9 Ensamble del PLC.

2.5. RELEVADOR DE ARRANQUE DEL GENERADOR. El relevador de arranque del generador es un relevador temporizador de desconexión con retardo. Vea la figura 10. El relevador es normalmente energizado por una salida desde el PLC. Cuando es necesaria la fuente del generador, la salida del PLC disminuye para desenergizar el relevador y cerrar el contacto de arranque del generador. En caso de una pérdida total de la alimentación de control (o si la alimentación al PLC es desconectada), el relevador regresará a su estado des-energizado para enviar una señal de arranque del generador a través del mismo contacto de arranque.

Figura 2.10 Relevador de arranque del generador. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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2.6. GENERADORES ELÉCTRICOS Los generadores eléctricos con motor de combustión interna se clasifican: 1.0 De acuerdo al tipo de combustible: 1.1 Con motor a gas (LP) ó natural. 1.2 Con motor a gasolina. 1.3 Con motor a diesel 1.4 Sistema Bi-fuel (diesel / gas) 2.0 De acuerdo a su instalación. 2.1 Estacionarias. 2.2 Móviles. 3.0 Por su operación. 3.1 Manual 3.2 Semiautomática. 3.3 Automática (ATS) 3.4 Automática (sincronía/peak shaving) 4.0 Por su aplicación. 4.1 Emergencia. 4.2 Continua. Los generadores eléctricos de emergencia para servicio continuo solo se aplican para aquellos lugares en donde no tienen suministro de energía eléctrica por parte de la compañía suministradora, o bien donde es indispensable una continuidad estricta tal como: en una radio transmisora, centro de cómputo, hospital, etc. Los generadores eléctricos para servicio de emergencia, se utilizan en los sistemas de distribución modernos, su aplicación es por razones de seguridad y/o economía de las instalaciones en donde es esencial la continuidad del servicio eléctrico, por ejemplo: Instalación en hospitales, en áreas de recuperación, cirugía, terapia y cuidado intensivo, laboratorios, salas de tratamiento, etc. Para la operación de servicios de importancia crítica como son los elevadores públicos, bombeo de aguas residuales, etc. Instalación de alumbrado de locales los cuales un gran número de persona a cuada a ellos como son: estadios, deportivos, aeropuertos, transporte colectivo (metro), hoteles, cines, SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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teatros, centros comerciales, salas de espectáculos, en instalaciones de computadoras, bancos de memoria, el equipo de procesamiento de datos, etc. Los generadores manuales son aquellos que requieren para su funcionamiento que se opere manualmente con un interruptor para arrancar o parar. Es decir que no cuenta con la unidad de transferencia de carga sino a través de un interruptor de operación manual (switch o botón pulsador). Los generadores semiautomáticos son aquellos que cuentan con un control automático, basado en un microprocesador, el cual les proporciona todas las ventajas de un generador automático como: protecciones, mediciones, y operación pero no cuenta con un sistema de frecuencia. Los generadores automáticos Automatic Transfer Switch (ATS) este equipo cuenta un control basado en un microprocesador, el cual provee un sistema completo de funciones para: 1 Operación. 2 Protección 3 Supervisión. Contiene funciones estándares y opcionales en su mayoría programables por estar basados en la operación de un microprocesador provee un alto nivel de certeza en sus funciones como: mediciones, protecciones, funciones de tiempo, y una lata eficiencia, es sistema de transferencia. Los generadores automáticos (sincronía/peak shaving) estos generadores cuentan con un control automático, el cual es capaz de manejar funciones de sincronía (abierta o cerrada) que se requieren para realizar un proceso emparalelamiento con la red o algún otro dispositivo su operación es la siguiente: Sincronía abierta: cuando ocurre una falla en la red normal, ocasión dos interrupciones de energía en la carga (transferencia y re-transferencia) si contamos con un sistema de sincronía abierta se elimina la interrupción de energía en el momento de la retransferencia ya que la misma se realiza en una forma controlada, sincronizando ambas fuentes y cerrando ambos interruptores simultáneamente por un tiempo determinado (paralelo). Sincronía cerrada o Peak Shaving: actualmente la energía eléctrica ha alcanzado niveles de precios altos. Por lo cual se tiene la alternativa de un sistema Peak Shaving con el cual se reduce sus costos por consumo de energía en horario punta, es decir sincronizando el

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generador con la red, ya que están en paralelo tomamos la carga suave, de forma controlada Kw/s. de la red dejando la misma sin carga, y abriendo el interruptor de la red. Transcurrido el tiempo programado para horario punta, se realiza el mismo procedimiento en sentido inverso, es decir, se sincroniza el generador con la red, y cuando se encuentra en paralelo se realiza una transferencia suave de carga del generador a la red, y el generador en pieza su proceso de paro. Los principales componentes de este sistema son: Motor de combustión interna. Generador de corriente alterna. Unidad de transferencia. Circuito de control de transferencia. Circuito de control arranque y paro. Instrumento de medición. Control electrónico basado en un microprocesador. Tanque de combustible Silenciador.

2.6.1. MOTOR El motor de combustión interna puede ser de inyección mecánica o electrónica y está compuesto de varios sistemas que son: a) b) c) d) e) f) g)

Sistema de combustión Sistema de admisión de aire Sistema de enfriamiento Sistema de lubricación. Sistema eléctrico Sistema de arranque Sistema de protección.

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Figura 2.11 Partes del motor

2.6.2. GENERADOR El generador síncrono de corriente alterna está compuesto de: a) b) c) d) e) f) g)

Inductor principal Inducido principal Inductor de la excitatriz Inducido de la excitatriz Puente rectificador rotativo. Regulador de voltaje estático Caja de conexiones.

Figura 2.12 Partes del Generador. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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2.6.3. TRANSFERENCIA. La unidad de transferencia puede ser cualquiera de las según la capacidad del genset. a) Contactares electromagnéticos. b) Contactores termomagnéticos. c) Interruptores electromagnéticos.

Figura 2.13 Contactores Electromagnéticos. Termomagnéticos

Figura 2.14 Contactores

Figura 2.15 Interruptores Electromagnéticos

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2.6.3.1.

CIRCUITO DE CONTROL DE TRANSFERENCIA

En el caso de los equipos automáticos incluyendo (sincronía) el de control tiene integrado un circuito de control de transferencia de control. Por medio de programación se implementan las funciones de transferencia (tiempos, configuración de operación) y ajustes necesario para cada proceso, en este caso el circuito consta de: a) Sensor de voltaje trifásico del lado normal y monofásico de lado de emergencia. b) Ajustes para el tiempo de: Transferencia. Re-transferencia. Enfriamiento de máquina. En el caso de ser síncrona (tiempo de sincronía y configuración de operación.) c) Relevadores auxiliares. d) Relevadores de sobrecarga. e) Tres modos de operación (manual, fuera del sistema y automático).

2.6.3.2.

PROTECCION Y CONTROL DEL MOTOR.

El circuito del motor de arranque y protección de maquina consta de las siguientes funciones: a) 1. 2. b)

Retardo al inicio del arranque (entrada de marcha): Retardo programables (3 y 5 intentos) Periodo de estabilización de genset. El control monitorea las siguientes fallas:

Largo arranque, baja presión de aceite, alta temperatura, sobre y baja velocidad, nogeneración, sobre carga, bajo nivel de combustible, nivel e refrigeración (opcional), paro de emergencia. a) Solenoides de la maquina: Solenoide auxiliar de arranque (4x) Válvula de combustible. o contacto para alimentar ECU en caso de ser electrónica. b) Fusible (para la protección del control y la medición) c) Cuanta con indicar de fallas el cual puede ser: Alarma audible. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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Mensaje desplegado en el display Indicador luminoso (tipo incandescente o led)

2.6.3.3. INSTRUMENTOS DEL TABLERO. Los instrumentos de medición que se instalan normalmente en los genset son: a) b) c) d)

Vólmetro de C.A. con conmutador. Ampérmetro de C.A. con su conmutador. Frecuencímetro digital integrado. Horómetro digital integrado.

Figura 2.16 Partes del generador auxiliar (instalación completa). ELEMENTO DESCRIPCION. 1

Panel de control

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2

Placa de datos montada en el generador

3

Filtros de aceite.

4

Soporte de baterías y baterías

5

Motor/es de arranque

6

Alternador

7

Bomba de combustible

8

Turbo

9

Radiador

10

Guarda del ventilador

11

Motor de combustión interna.

12

Carter

13

Bomba para drenar el aceite del cárter.

14

Base estructural

15

Amortiguador

16

Generador

17

Interruptor

18

Regulador de voltaje automático.

2.6.3.4. SISTEMAS DE TRANSFERENCIA AUTOMATICA Los sistemas de transferencia automática son utilizados para: Arrancar el generador cuando falle el suministro normal. a) Alimentar la carga. b) Salir del sistema. c) Parar todo el dispositivo.

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Este sistema se utiliza en aquellos lugares en el que la falla de energía eléctrica puede causar graves trastornos, pérdidas económicas considerables ó pérdidas de vidas. Se compone de dos partes: a) Interruptor de transferencia b) El circuito del control de transferencia.

2.6.3.5. INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA. Consiste en interruptores que se encargan de realizar la transferencia (cambio de posición de interruptores on/off), estos operan eléctrica o mecánicamente, además de ser capaz de manejar toda la energía del generador; incluyendo la de línea, que puede interrumpir la que pasa en forma continua, así como los picos que sucedan sin dañarse. Algunos interruptores de transferencia, van equipados con protección térmica y magnética la cual dependiendo del modelo del interruptor puede ser o no ajustable. Para proteger al generador así como a las líneas de carga en caso de algún corto circuito o sobre carga constante.

2.6.3.6. INTERRUPTORES AUTOMATICA (ITA)

DE

TRANSFERNECIA

Cuando al sistema anterior se le instalan controles de automatización, y electromotores para la operación de los breaker; el interruptor pasa a ser automático. Este sistema no requiere del uso de una persona para el encendido o el apagado de los generadores ni para realizar las reconexiones, pues todas las tareas las realiza el control del ITA. En los modelos pequeños los breaker se sustituyen por contactores magnéticos con el amperaje requerido. Para seleccionarlos se requiere: Tensión de operación Corriente máxima Número de polos Tipos de retardos, ejemplo: 1. DEN retardo de emergencia a normal 2. TDNE retardo de normal a emergencia 3. TDCO retardo apagado de planta 4. TDES retardo encendido de planta 5. Otros retardos especificados SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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Tipo de gabinete Sensor o monitor de voltaje (sí/no)

2.6.3.7. CIRCUITO DE CONTROL DE TRANSFERENCIA Está provisto por el control el cual por lo general es el encargado de realizar las siguientes funciones: Cesarla tensión de la red normal atreves del sensor de voltaje, el cual puede detectar las siguientes fallas de la red, dando la señal de arranque al generador: a) b) c) d)

Alta tensión. Baja tensión. Inversión de fase. Ausencia de tensión en alguna o todas las fases.

Operan bajo las siguientes circunstancias: 1. Detecta la tensión en la red (falla en la red) 2. Cuando se presenta alguna falla de energía, manda la señal al generador para que arranque. 3. Cuando el genset alcanza el voltaje y frecuencia nominal, el control lo detecta y permite que realice la transferencia y así proveer la energía eléctrica necesaria para soportar la carga suministrada por el genset. 4. Cuando regresa la energía de la red eléctrica comercial, el control lo detecta, se encarga que la transferencia se realice y hace para el genset.

2.6.3.8. MODELOS DE INTERRUPTORES Deacuerdo a laso requerimientos del genset y del cliente, se selecciona el tipo de interruptores de transferencia.

Figura 2.17 Transferencia ABB Interruptor Termomagnético. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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Figura 2.18 Transferencia ABB Contactores.

Figura 2.19 Transferencia Thompson Interruptores Termomagnéticos

Figura 2.20 Transferencia Masterpact Interruptores Electromagnéticos

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Figura 2.21 Transferencia ABB Interruptores Electromagnéticos.

2.6.4. CARGAS. La clasificación de los interruptores de transferencia, se hace atendiendo principalmente al rango de corriente que puede conducir o manejar, siendo el rango máximo el expresado, en forma continua. Además del rango máximo mencionado, se ha de tomar en cuenta, la máxima capacidad interruptiva y de corriente de arranque. Muchos tipos de carga, demandan más corriente al arranque que en servicio, por ejemplo: los motores demanda cinco veces aproximadamente la corriente nominal de arranque. Más importante aún, las lámparas incandescentes demandas 18 veces su corriente nominal durante el primer periodo de operación (3 segundos). Por lo tanto los contactos deberán de tener la capacidad térmica adecuada para soportar estas corrientes, de lo contrario se soldarían. La máxima capacidad interruptiva es la corriente máxima que puede ser interrumpida en un tiempo determinado por los contactos al abrirse y marcar un rango el cual no es suficiente requisito para el interruptor, sino que debe ser mayor para interrumpir mayores corrientes inductivas, como por ejemplo la del rotor bloqueado. El arco que se produce depende de la carga: inductiva, resistiva o capacitiva, ya que no es igual el efecto. Algunos fabricantes especifican sus equipos, haciendo diferencias si se trata de cargas inductivas (motores) ó lámparas de tungsteno solamente.

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2.6.5. VELOCIDAD DE OPERACIÓN. Se entiende por velocidad de operación, el tiempo que el control utiliza una transferir la carga de la alimentación del servicio normal (que falló) al servicio de emergencia. El tiempo de interrupción solamente, no tiene mayor importancia, comparado con el tiempo que tarda el genset en arrancar (5 a 10 segundos). Pero en la transferencia, este tiempo si puede llegar a ser importante. La velocidad de re-transferencia de los interruptores de transferencia es aproximadamente de 50 milisegundos capacidades menores de 400 ampers y de 300 milisegundos como mínimo para capacidades mayores. En ambos casos, para formar una idea apenas se alcanza a apreciar como un destello ó parpadeo de luz. Cuando falla la energía comercial, siempre existe un tiempo de ausencia de energía, o sea mientras arranca el genset y se hace la transferencia de 5 a 10 segundos. Lo cual depende de la capacidad del genset. Si el caso fuera el de equipos de computo o equipos de hospital que no pueden tolerar la interrupción “tan prolongada” , se deberá complementar el equipo automático con una unidad de continuidad con lo que se puede reducir la interrupción de la energía a 0.017 segundos que es menos de un ciclo en 60 Hz. Si lo que se quiere eliminar es el tiempo de interrupción de la re-transferencia lo que se necesita implementar es un sistema se sincronía, de esa manera eliminamos el corte de energía en la re-transferencia de la siguiente forma: 1. El sensor de tensión detecta el retorno de normal y da la señal al control para que inicie el proceso de sincronía. 2. Cuando los parámetros eléctricos del genset, son idénticos a los de la red eléctrica, el control cierra los dos interruptores. Y el genset comienza a pasar la carga a la red. 3. La configuración de los Contactores pasa la carga de forma controlada (en rampa), según kw/s, programados en el control de la red. después de que el genset no tiene carga, el control abre el interruptor de emergencia, y comienza el periodo de enfriamiento del genset. Con lo se evita el corte de energía en la retransferencia.

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Figura 2.22 Lógica de Transición cerrada.

2.6.6. SECCION DE CONTROL DE TENSION DE LA LINEA. Tiene como función “vigilar” que exista la tensión adecuada (127, 220, etc.) según sea el caso, en las líneas de alimentación de normal y mandar la señal de arranque y transferencia cuando la tensión baja al 88% de su valor nominal o cae a cero.

2.6.7. SECCIÓN DE TRANSFERENCIA Y PARO La sección de transferencia y paro, tiene las funciones de ordenar al interruptor de transferencia que conecte la carga con la línea normal o con la línea de emergencia , la de retrasar la re-transferencia (pasar la carga de la línea de emergencia a la línea normal) para asegurar que la tensión de la línea normal se establece evitando operaciones innecesarias del interruptor de transferencia; una vez realizada la re-transferencia, manda una señal al circuito de arranque y paro, para que realice el paro, después de haber trabajado un tiempo en vacio.

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CAPÍTULO III DISEÑO DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA (TTA).

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3.1 FUNCIONAMEINTO DE LA TRANSFERENCIA AUTOMATICA. La transferencia se activa cuando existe una falla en la red externa de energía eléctrica por parte de la compañía suministradora, la función que tiene es la de realizar el cambio de alimentación de la acometida por la activación y conexión del generador eléctrico de emergencia. Este cambio lo efectuara de manera automática. La transferencia es la encargada del control de las fuentes de alimentación, y de la alimentación de la zona que se desea energizar. La transferencia opera por medio de contactores que son los encargados de mandar la señal al control lógico programable (PLC) para el arranque o paro del generador.

Figura 3.1 conexión de una transferencia automática por contactores

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3.2 CONFIGURACION DE LA CONEXIÓN. Debido a que la transferencia utiliza un par de contactores la conexión y funcionamiento de ella es muy simple pero de gran importancia. Los contactores son los encargados de mandar la señal al control lógico programable (PLC.), en la acometida que viene por parte de la empresa suministradora se coloco un contactor normalmente cerrado, en el momento de la falla se abre, mandando una señal de falla por parte de la red externa. Por el lado de la acometida del generador de emergencia se coloco un contactor normalmente abierto, al momento de la falla de la red externa, este recibe una señal la cual le indica su cierre, y arranque del generador, energizando las zonas de mayor importancia para el consumidor.

Figura 3.2 Contactores ABB El control lógico programable (PLC) es el encargado de mandar la señal al contactor correspondiente, para que ocurra la transferencia, el PLC está alimentado por una unidad de alimentación ininterrumpida (UPS.) que es la encargada de mantener energizada la transferencia para que al momento de falla realice las maniobras a adecuadamente. Cuando se detecta potencial en la acometida de la empresa suministradora el contactor normalmente cerrado manda la señal al PLC, para realizar las maniobras de retransferencia y apagado del generador. 3.3 ENFOQUE Y UTILIZACIÓN DEL DISEÑO. La transferencia está diseñada para operar un generador de consumo de diesel, debido a la facilidad de funcionamiento, modo de trabajo y condiciones de operación. Para observar el comportamiento de la trasferencia y del generador tomamos como ejemplo, la conexión en un taller que elabora pasta para wafles. Ubicada en la zona de valle de Aragón 3ª sección, calle avenida central No.700. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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Nota. En esta zona la alimentación en mediana y baja tensión por calves subterráneos, la cual tiene muchas fallas ya que va a flor de tierra. Carga total del taller: Cantidad Descripción

Watts C/u

Watts totales.

5 6 2 3 10 1 1 1

750 w 2x75 w. 100 w 300w 350 w 3.5hp. 100 w 1 hp. Total de carga instalada.

3750 w. 900 w. 200 w. 900 w. 3500 w. 2625 w. 100 w. 750 w. 12725w

Refrigeradores lámparas fluorescentes Focos incandescentes Computadoras Contactos Motor trifásico Cámara de vigilancia Motor monofásico

Tabla 3.1 Carga total instalada En la tabla anterior (tabla 3.1) muestra la carga total instalada de 12,725kw que supera la carga de alimentación propuesta en el proyecto que es de 10kw, sin embargo, la carga base (carga que debe de mantener el suministro de energía eléctrica constante) está dentro del margen propuesto en el proyecto, siendo esta carga de 9,225kw. Con los datos anteriores podemos elegir los materiales y accesorios más eficientes que cumplan con los requerimientos necesarios para la implementación de la transferencia. UBICACIÓN DE LAS CARGAS.

Lampara

Contacto

Lampara

Lampara

M1

M2

Oficina

Pasillo

Lampara Foco

Pc.

Lampara

Lampara

Zona de Refrigeradores

Figura 3.3 Mapa de la ubicación de las cargas que se desean alimentar. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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3.4 MATERIAL UTILIZADO PARA LA IMPLEMENTACION DE LA TRANSFERENCIA. 1 Interruptor trifásico de 2 tiros. 1 Contactor normalmente cerrado. 1 Contactor normalmente abierto. 1 Control Lógico Programable (PLC) logo. 1 Unidad de alimentación ininterrumpida (ups.) 40 m. cable AWG. Pijas, taquetes, elementos de fijación. Mano de obra.

3.4.1 INTERRUPTORES. MODELO.

MARCA.

COSTO.

SD63 3P, 63 A.

EPP

$ 1510,05

2902306 3X6A 400v

MERLIN GERIN

$ 2500

2902310 3X10A 400v

MERLIN GERIN

$2600

E25OH 3P, 150 A.

BTicino

$ 2450,30

Tabla 3.2 Precios de interruptores En interruptor utilizado es el SD63 3P, 63 A., de la marca EPP, además de cumplir con los requerimientos necesarios, es de un costo más accesible en comparación con los otros interruptores.

3.4.2 CONTACTORES NORMALMENTE CERRADO Y NORMALMENTE ABIERTO. MODELO. CR87610050 48-240Vca 2p. DIGITAL CR87610150 28-240Vca 2p. DIGITAL CR87610440 48-240Vca 2p. DIGITAL TECA2KN40B7 K07MO1P7 3P, NC. 230V, 60Hz. K07M10P7 3P, NA., 230V, 60Hz. K07MSp404P7 4P, NC., 230V, 60Hz. K07MSp440P7 4P, NA., 230V 60Hz.

MARCA. CROUZET CROUZET CROUZET TECA ISKRA ISKRA ISKRA ISKRA

COSTO. $ 1097,18 $ 1208,02 $ 591.43 $ 234,87 $ 252.15 $ 252.15 $ 289,50 $ 289.50

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US-KH50NSTE 200V, 50A. MITSIBISHI US-LH80NSTE 200V 50A. MITSUBISHI Tabla 3.3 Precios de contactores.

$ 800 $ 1200

Los contactores utilizados son K07MO1P7 3P, NC. 230V, 60Hz. Y K07M10P7 3P, NA., 230V, 60Hz de la marca ISKRA. Para el lado de la acometida por parte de la empresa suministradora y para el accionamiento del generador de emergencia respectivamente, además de cumplir con las necesidades para la operación de la transferencia, el costo es menor en comparación con los demás contactores. Existen otros contactores de menor precio, sin embargo no cumplen con las expectativas de servicio.

3.4.3 CONTROL LOGICO PROGRAMABLE. (PLC) MODELO.

MARCA.

COSTO.

6ED052-IMD00-0BA3 24 VCD 6 ENTRADAS DIGITALES SIEMENS 4 SALIDAS A RELEY DE 10 A. 6ED1 052-1HB00-0BA5 ALIMENTACION DUAL 20-26 SIEMENS VCA/ VCD 20-28 8 ENTRADAS , 4 SALIDAS A RELEY DE 10 A.

$ 1400

S7 200 CPU 222

$ 1600

SIEMENS

$ 1450

Tabla 3.4 Precios de PLC logo. El PLC empleado para la transferencia es el 6ED1 052-1HB00-0BA5 ALIMENTACIÓN DUAL 20-26 VCA/ VCD 20-28 8 ENTRADAS, 4 SALIDAS A RELEY DE 10 A. de la marca SIEMENS. El PLC es que va a controlar las señales de apertura y cierre de los contactores, puesta en marcha del generador, y la transferencia de carga.

3.4.4 UNIDAD DE ALIMENTACION ININTERRUMPIDA (UPS) MODELO.

MARCA.

1500 TRIPPLITE 1500 VA. 8 SMART contactos 1200 TRIPPLITE 1200 VA. 6 SMART contactos VS375C 375VA 6 contactos OPTIUPS ES800C 800VA 6 contactos OPTIUPS BE550 550VA 8 contactos NOBREAK

COSTO. $ 3499,00 $ 2899,00 $ 399,00 $ 999,00 $ 999,00

Tabla 3.5 Precios de UPS El UPS utilizado es el ES800C 800VA 6 contactos marca OPTIUPS, es el encargado de alimentar el sistema de control del PLC, para que en caso de falla la alimentación del PLC SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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se mantenga constante para la activación de la transferencia y poner en marcha el generador de emergencia. MATERIAL Y MANO DE OBRA. MATERIAL.

DESCRIPCION

COSTO.

Elementos para sujetar la Pijas, taquetes, etc. transferencia

$ 100,00

Líneas de alimentación y Cable AWG 40m conexión de la transferencia.

$ 350,00

Mano de obra.

Conexión de la transferencia y puesta en $ 2500,00 marcha (programación del PLC)

Mantenimiento.

Revisión del funcionamiento de la $ 500,00 transferencia, contactores, UPS, PLC, interruptor. Costo de mano de obra y material $ 3450,00 utilizado. Tabla 3.6 Costo de mano de obra y material utilizado

3.5 COSTO TOTAL DE LA TRANSFERENCIA. MATERIAL Interruptor

DESCRIPCION Interruptor de apagado y desenergizado total de la carga instalada SD63 3P, 63 A. marca EPP Contactor Contactor NC utilizado para el lado de la acometida de la red externa. Contactor Contactor NA utilizado para la alimentación de la carga por parte de la planta de emergencia. Control Lógico Programable. El PLC es el encargado de puesta en (PLC) marcha de la planta de emergencia y la transferencia de carga Unidad de Alimentación El UPS es de mantener energizado los Ininterrumpida (UPS) sistemas de control de la transferencia. Mano de obra y materiales Puesta en marcha de la transferencia, mantenimiento, etc. Costo total de la transferencia.

COSTO. $ 1510,05

$ 252,15 $ 252,15

$ 1450,00

$ 999,00 $ 3450,00 $ 7913,35

Tabla 3.7 Costo total de la transferencia. SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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El costo total de la transferencia puede ser sujeto a cambios sin previo aviso, esto depende de las elevaciones en los precios de cada componente, ó si la persona que lo desea implementar requiera de alguna marca en específico, no incluye el costo del generador. La transferencia utiliza un PLC, ya que si posteriormente si se desea alimentar más zonas o se desea que realice más operaciones, su programación se puede realizar en base a lo que ya se tiene ó agregar más operaciones.

Figura 3.4 Transferencia.

3.6 GENERADORES DE EMERGENCIA Tablas de precios de generadores con motor a diesel y gasolina respectivamente, los generadores con motor a gas LP. Son poco usados en la industria gracias al tipo de alimentación con el que cuentan. GENERADORES CON MOTOR A DIESEL CAPACIDAD. 11 KW 1F 11KW 3F 13 KW 3F 15 KW 1F 15 KW 3F 18 KW 3F 15 KW 3F 12 KW 3F 15 KW 3F 15 KW 3F 15KW 3F 10KW 3F

MARCA. MITSUBISHI MITSUBISHI PERKINS MITSUBISHI MITSUBISHI YANMAR CALIFORNIA TAIGÜER TAIGÜER IGSA STAMFORD SALOU

COSTO. $ 9929,00 $ 10999,00 $ 7999,00 $ 9990,00 $ 9990,00 $ 7999,00 $ 18500,00 $ 31105,00 $ 47027,10 $ 25000,00 $ 42000,00 $52476,30

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12KW 3F 10KW 1F 13 KW 1F 12KW 3F 10KW 3F TOTALMENTE AUTOMATICO. 12KW 3F TOTALMENTE AUTOMATICO 15KW 3F TOTALMENTE AUTOMATICO

V-TWIN GENTRON FGWILSON HIMOINSA MULTIQUIP MULTIQUIP MULTIQUIP

$ 45501,15 $ 10308,23 $10990,00 $ 21500,OO $ 25000,00 $ 30000,00 $ 37000,00

Tabla 3.8 Precios de generadores con motor diesel. GENERADORES CON MOTOR A GASOLINA CAPACIDAD. MARCA. 15 KW POWERMATE 10 KW COLEMAN 10 KW BRIGGS&TRATTON 10 KW MPOWER 11 KW GENESTAR 10 KW TOTALMENTE AUTOMATICO. EVANS 12 KW TOTALMENTE AUTOMATICO EVANS Tabla 3.9 Precios de generadores con motora gasolina

COSTO. $ 36000,00 $ 20000,00 $ 22OOO,00 $ 25340,00 $ 23000,00 $ 30000,00 $ 35000,00

Los precios de los generadores están sujetos a cambios sin previo aviso, dependiendo de los costos de los materiales para su funcionamiento, ya que son pedidos directamente a los proveedores Para nuestro proyecto vamos a automatizar un generador diesel debido a las condiciones de operación y funcionamiento. Nos brindara el suministro constante de energía eléctrica en caso de falla por parte de la red externa. El uso de este tipo de generador se debe a ciertas condiciones de operación que son necesarias tomar en cuenta para la selección de la planta de emergencia, en la cual nos basaremos en tiempo de operación, condiciones de trabajo, seguridad tanto para la planta como los usuarios y las cargas que se desean alimentar. 3.7 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL GENERADOR. GENERADOR

VENTAJAS

DIESEL.

Son capaces de operar las 24 horas del día.

INCONVENIENTES.

El nivel de ruido es un factor a considerar, sin embargo Los motores están diseñados para trabajo con la implementación de pesado. silenciadores o dispersores

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Una de las principales ventajas de utilizar de ruido esto se puede diesel, es que en comparación con la controlar. gasolina es menos inflamable en caso de Los generadores son más fuga lo que nos rinda una mayor seguridad. robustos en comparación La generación de calor es menor, debido a con los de motor a gasolina. los sistemas de enfriamiento que posee. El diesel en comparación con la gasolina, nos proporciona una mayor eficiencia en cuanto a su consumo, nos da mayor número de horas de trabajo. Es menor el consumo de combustible debido a que su esfuerzo es menor. GASOLINA.

El nivel de ruido producido por el Los generadores con motor generador es en menor proporción en a gasolina se deben de dejar comparación con los generadores de reposar en un cierto tiempo motor a diesel. de horas después de su puesta en marcha, esto es Son más compactos, lo que nos brinda una para evitar fallas mayor comodidad al momento de su posteriores. instalación. El costo del combustible es algo que debemos considerar de gran importancia. Tabla 3.10 factores a considerar para la selección del generador.

Para la implementación de la transferencia se va a utilizar un generador de 15kw trifásico con motor MITSUBISHI. El motivo principal de la implementación de este generador es el costo que tiene, pero tomando en cuenta las necesidades que se tiene que satisfacer.

En comparación con otros generadores de características similares, pero de diferente marca este es uno de los más accesibles existentes en el mercado.

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3.8 COSTO TOTAL TRANSFERENCIA Y GENERADOR. En esta evaluación de costos, se están tomando en cuenta los equipos necesarios para la puesta en marcha de la transferencia y el generador de emergencia. La trasferencia esa diseñada para operar con cualquier tipo de generador ya sea gasolina o diesel, o de menor capacidad, dependiendo de las características de la carga que se desea alimentar. Para este caso específico en donde la carga casi llega al rango establecido por el proyecto, se decidió utilizar un generador de 15kw, esto se debe a que la carga en los primeros 5 segundos tiene una demanda mucho mayor. Para una casa habitación donde el rango de carga va desde 1kw á 3kw, se utilizara un generador de menor capacidad. DESCRIPCION Transferencia. Generador MITSUBISHI 15kw 3F

COSTO $ 7913,35 $ 9990,00 Costo total

$ 17903,35

IVA 16%

$ 2864,53

Costo total

$ 20767,88

Tabla 3.11 Costo total del Proyecto En comparación con las trasferencias existentes el mercado, se tiene una diferencia del 40% del costo. Transferencia existente en el mercado Transferencia realizada en el proyecto. Generador MULTIQUIP 15 kw 3F Generador proyecto IPN 15kw 3f totalmente automático automatizado Precio: $ 37000,00 Precio: $ 20767,88 Diferencia de precios $ 16232.12 lo que es lo mismo %43.87 Tabla 3.12 Comparación de transferencias.

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CAPITULO IV VENTAJAS Y DESVENTAJAS.

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4.1 Generador eléctrico de Emergencia. Un Generador de Emergencia provee la energía que necesita cuando y donde la necesita, como son los sistemas de protección, puertas eléctricas, electrodomésticos o aparatos que necesiten el suministro constante de energía eléctrica. Esto le permite mantener a su hogar, pertenencias y familia segura incluso durante una interrupción prolongada. El generador que se utilizar tiene un motor de consumo de diesel. En este caso se quema combustible, para hacer funcionar un motor de combustión interna (similar al de cualquier vehículo). Este motor se conecta a un generador para moverlo y entregarle la energía mecánica necesaria para que producir electricidad.

4.1.1 Ventajas. 1. El generador con motor diesel es capaz de mantener constante el suministro de energía eléctrica de día y de noche, ya que este tipo de motores son para trabajo pesado. 2. La generación de calor permanece en un factor bajo debido a los sistemas de enfriamiento con los que cuenta. 3. Los equipos cumplen con las normas siguientes: BS5000, ISO 8528, ISO 3046, IEC 60034, NEMA MG-1.22. 4. Los gases emitidos al medio ambiente son menores debido al menor sobre esfuerzo por parte del motor. 5. El consumo de combustible es menor en comparación con generadores con motora a gasolina, esto se debe a que el motor diesel se esfuerza en menor grado al realizar una regulación de tensión o su puesta en marcha cuando es requerida. 6. Cumple con la legislación europea sobre emisiones de gases de escape Nivel II

4.1.2 Desventajas 1. La generación de ruido es un factor importante por la cantidad de decibeles que alcanza la puesta en marcha del generador. 2. Es espacio para su colocación es de consideración debido a su robustez.

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Figura 4.1 Imagen ilustrativa únicamente.

4.2 Control Lógico Programable. (PLC) 4.2.1 Campos de aplicación El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales. Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc., por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio reducido. Procesos de producción periódicamente cambiantes. Procesos secuénciales. Maquinaria de procesos variables. Instalaciones de procesos complejos y amplios. Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso. Maniobra de máquinas. Maniobra de instalaciones. Señalización y control. Chequeo de Programas SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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Señalización del estado de procesos. Los PLC´s han ganado popularidad en las industrias y probablemente continuara predominando por algún tiempo, debido a las ventajas que ofrecen. Son un gasto efectivo para controlar sistemas complejos. Son flexibles y pueden ser aplicados para controlar otros sistemas de manera fácil y rápida. Su capacidad computacional permite diseñar controles más complejos. La ayuda para resolver problemas permite programar fácilmente y reduce el tiempo de inactividad del proceso. Sus componentes confiables hacen posible que pueda operar varios años sin falla. Capacidad de entrada y salida. Monitoreo. Velocidad de operación. Están diseñados para trabajar en condiciones severas como: vibraciones, campos magnéticos, humedad, temperaturas extremas.

4.2.2 Ventajas e inconvenientes No todos ofrecen las mismas ventajas sobre la lógica cableada, ello es debido, principalmente, a la variedad de modelos existentes en el mercado y las innovaciones técnicas que surgen constantemente. Tales consideraciones obligan a referir las ventajas que proporciona un PLC de tipo medio.

4.2.2.1 Ventajas Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que: 1. No es necesario dibujar el esquema de contactos 2. No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general la capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande 3. La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega 4. Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos SEMINARIO “AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS INTELIGENTES CON PLC´s”

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5. Mínimo espacio de ocupación 6. Menor coste de mano de obra de la instalación 7. Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden indicar y detectar averías 8. Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata 9. Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo cableado 10. Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil para otra máquina o sistema de producción

4.2.2.2 Inconvenientes 1. Como inconvenientes podríamos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente está solucionado porque las universidades ya se encargan de dicho adiestramiento. 2. El costo inicial también puede ser un inconveniente.

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CONCLUCIÒN. La implementación de un sistema de transferencia automático en un hogar o pequeño comercio es bueno por los beneficios que se obtienen, esto es en zonas donde el suministro de energía eléctrica por parte de la compañía suministradora es malo o poco eficiente o donde se requiere de una alimentación ininterrumpida de energía eléctrica. El uso de un PLC en este sistema se debe a la facilidad de operación en comparación con otro tipo de microcontroladores capaces de efectuar tareas similares, y las expectativas del proyecto para una expansión en un futuro, es por ello que se decidió utilizar PLC por la gran variedad de procesos que es capaz de realizar y modificar de acuerdo a las necesidades de cada usuario. La finalidad del proyecto es la realización de una transferencia automática de fácil acceso a los usuarios en general, a un costo menor a las ya existentes en el mercado, pero sin perder los rasgos más importantes como son la funcionalidad, operación adecuada a las necesidades de cada usuario.

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BIBLIOGRAFÌA. El ABC de las instalaciones Eléctricas Industriales. Edit. Limusa Autor: Gilberto Enríquez Harper Manual de instalaciones electromecánicas en casas y edificios Hidráulicas, sanitarias, aire acondicionado, gas, eléctricas y alumbrado Autor: Gilberto Enríquez Harper Manual de diseño de transferencias automáticas Autor. Schneider Electric , división SquareD. Cummins Power Generations productos y servicios Especificaciones técnicas y hojas de datos. Manuales de productos , operación y funcionamiento de ABB Siemens. Catalogo de productos y servicios en línea.

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ANEXO Regímenes de aplicación de normas para generadores eléctricos. Norma ISO 8528 Cada aplicación de los motores puede clasificarse según la demanda de potencia y la variación en la velocidad. Los siguientes regímenes de aplicación pueden ayudar a seleccionar el motor que mejor cumpla los requerimientos de potencia a los que va a ser sujeto. Norma ISO 8528-1 Régimen de generación continua: es la potencia nominal que un motor es capaz de entregar con carga constante durante un número ilimitado de horas al año, observando los intervalos de mantenimiento regulares. Régimen stand-by: es la potencia nominal disponible ante cargas variables, permitiendo utilización hasta por 500 horas al año. Este régimen no contempla capacidad de sobrecarga. Este régimen también está restringido a su uso para generación de corriente eléctrica, y no se permite para aplicaciones industriales. Este régimen es el que se utiliza en las plantas de generación de emergencia. Norma ISO 3046 Industrial continúo: para aplicaciones donde el motor opera con carga y velocidad constantes, excepto durante cortos periodos de tiempo durante el arranque y paro. Industrial uso pesado (heavy duty): este régimen es requerido ante condiciones de carga y velocidad variables, iguales o mayores a 200 hp, o que excedan el factor de carga y utilización anual promedio. Industrial intermitente: este régimen es para aplicaciones que operan bajo carga y velocidad variable, pero no se ajustan a la definición de uso pesado. Industrial con incremento de potencia (power bulge): El incremento de potencia permite disponer de mayor respaldo de torque, que le permite al motor absorber sobrecargas momentáneas sin variar su velocidad. Típicamente permite un incremento del 5% al 10% en la potencia a 200 rpm por debajo de la velocidad nominal. Está limitado a una duración máxima de 2 horas por cada 24 horas de operación, y comúnmente duran menos de 15 segundos con duración máxima de un minuto por evento. Está disponible en motores que cuentan con gobernador electrónico.

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Norma ISO 3046 y SAE J195 Potencia Prime: es la potencia nominal que un motor es capaz de entregar con una carga variable por un ilimitado número de horas de uso por año.

Norma IEC 60034-2-1 Determinación del rendimiento de motores de inducción trifásicos. En él se desarrollarán los diferentes protocolos para la realización de los ensayos con el objetivo de crear una guía para obtener el rendimiento de una forma clara y sencilla. Entro en funcionamiento en septiembre de 2007 substituyendo a la IEC 60034-2 (1996), y que también ha sido ratificada ya como EN 60034-2-1 en el nivel CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica). Es una normativa de aplicación internacional, aunque existen otros estándares para la determinación del rendimiento en máquinas. Uno de estos estándares es la IEEE 112 así como también la IEC 61972.

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