ESCUELA POLITÉCNIC NACIONAA Lbibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10507/1/T282.pdf · disposrnvo de control para la administra cíon de cargas elÉctricas 2.5.1.13. subrutin sacajÍor

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA

ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

TESIS PREVIA PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO EN

INGENIERÍA ELÉCTRICA EN LA ESPECIALIZACIÓN

DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

GUSTAVO ADOLFO LOZA ALMEIDA

QUITO ABRIL, 1997

CERTIFICACIÓN

Certifico que, la presente Tesis de Grado ha sidodesarrollada en su totalidad por el Autor.

Ing. Oswaldo Buitrón B.DIRECTOR

AGRADECIMIENTO

A la Escuela Politécnica Nacional y sus profesores por la formación recibida

a lo largo de mi carrera universitaria.

A Un especial reconocimiento al Ing. Oswaldo Biutrón por la acertada dirección

- técnica y por todo el apoyo brindado, los cuales constituyeron la base

fundamental para la elaboración del presente trabajo.

A todas las personas que de una u otra manera apoyaron a la culminación de

la presente Tesis y de la carrera en general.

DEDICATORIA

A mis padres, Adolfo Loza Arguello y Teresa Almeida de Loza, que conamor y sabiduría han sabido guiarme por la vida, brindándome su totalapoyo y confianza, sin los cuales hubiera sido imposible cumplir uno auno mis objetivos. A mi hermano Francisco Loza Almeida, por sucomprensión, solidaridad y amor fraterno.

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMWISTRÁCIQN DE CARCAS ELÉCTRICAS

CONTENIDO

Dedicatoria í

Agradecimiento , ii

Contenido iii

1. ESTUDIO TÉCNICO

1. 1.1. Conceptos básicos de control de cargas 2

1.2. Necesidades y posibilidades de manejo de la demanda .. 5

1.3. Modificaciones en los calentadores de agua 8

1.3.1. Calibración de los termostatos 9

1.3.2. Mejoras en el aislamiento 10

1.4. Conclusiones 11

2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL

2. 2.1. Características circuitales 17

2.2. Diagrama de bloques 19

2.3. Diseño por etapas 20

2.3.1. Microcontrolador 8748 20

2.3.2. Reloj - calendario en tiempo real DS1202 21

2.3.3. Circuito de oscilación local 23

2.3.4. Circuito de señalización y muestra de datos 23

CONTENIDO iii

Drsposrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

2.3.5. Circuito de acoplamiento óptico 27

2.3.6. Circuito de ON / OFF del tanque 27

23.7. Circuito de teclado 28

2.3.8. Fuente de energía de +5 voltios DC 29

2.3.9. Versión reducida del dispositivo de control 32

2.4. Desarrollo del software 34

2.4.1. Programación del microcontrolador 8748 34

2.4.2. Descripción general del programa 35

2.4.2.1. Programa principal 3 7

2.4.2.2. Subrutinas del programa principal 41

2.5. Desarrollo de las subrutinas 42

2.5.1. Subrutinas de trabajo del DS1202 42

2.5.1.1. Subrutina CLKJNIT 42

2.5.1.2. Subrutina INICIO_1 44

2.5.1.3. Subrutina CLK_CONT 44

2.5.1.4. Subrutina SACARJDATI 45

2.5.1.5. Subrutina CLKJJBE 46

2.5.1.6. Subrutina LEERJD ATI 47

2.5.1.7. Subrutina CLK_HORON1 48

2.5.1.8. Subrutina CLK_MTNON1 49

2.5.1.9. Subrutina CLK_HOROFF1 50

2.5.1.10. Subrutina CLKJMINOFF1 51

2.5.1.11. Subrutina SACA_SEG 52

2.5.1.12. Subrutina SACA_MIN 53

CONTENiDO iü

DISPOSrnVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRA CíON DE CARGAS ELÉCTRICAS

2.5.1.13. Subrutina SACAJÍOR 54

2.5.1.14. Subrutina SACA_HORON1 55

2.5.1.15. Subrutina SACA_MINON1 56

2.5.1.16. Subrutina SACA_HOROFF1 57

2.5.1.17. Subrutina SACAJvflNOFFl 58

2.5.1.18. Subrutina QUITA_RST 60

2.5.1.19. Subrutina RST_CLK 60

2.5.2. Subrutinas de control 60

2.5.2.1. Subrutina COMPARAR 60

2.5.2.2. Subrutina CEROCARRY 62

2.5.2.3. Subrutina APAGAR 63

2.5.3. Subrutinas de manejo del display 63

2.5.3.1. Subrutina DISPLAY 63

2.5.3.2. Subrutina TIMER 65

2.5.3.3. Subrutina NUMERO 65

2.5.3.4. Subrutina RETARDO 65

J. PRUEBAS EXPERIMENTALES

3. 3.1. Equipos de registro 73

3.2. Determinación de usuarios y prueba 74

3.2.1. El muestreo como método para investigación de la carga . 75

3.2.2. Instalación del equipo y toma de datos 77

3.2.3. Pruebas de instalación del dispositivo de control 79

CONTENIDO «i

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA ÂDMINISTRACIÓN VE CARGAS ELÉCTRICAS

3.3. Resultados de uso sin el equipo de control 81

3.4. Resultados de uso con el «equipo de control 97

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4. 4.1. Breve estudio económico 114

4.2. Conclusiones 116

4.3. Recomendaciones 118

BIBLIOGRAFÍA 121

ANEXOS

A. Gráficos de las curvas de demanda. 123

Á.l. Gráficos de las curvas de demanda sin control de carga 125

A.2. Gráficos de las curvas de demanda con control de carga 195

B. Diagramas circuitales. 240

C. Manual del usuario. 244

D. Referencias técnicas. 252

E. Programas desarrollados.

E.l. Tanquel a.asm 3

E2. Tanquelb.asm 22

CONTENIDO

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

.

»

CAPITULO 1.

ESTUDIO TÉCNICO.

1.1. Conceptos básicos de control de cargas.

1.2. Necesidades y posibilidades de manejo de la demanda.

1.3. Modificaciones en los calentadores de agua.

1.4. Conclusiones.

CAPITULO 1. ESTUDIO TÉCNICO.

Dzsposrrrvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRARON DE CARCAS ELÉCTRICAS

CAPITULO 1.

1. ESTUDIO TÉCNICO

1.1. CONCEPTOS BÁSICOS DE CONTROL DE CARGAS

Considerando que la energía eléctrica en nuestro país es escasa, la misma que en un 90% es

generada por centrales hidráulicas cuyos sectores geográficos donde se encuentran

instaladas están sujetos a la presencia de variaciones hidrológicas estacionales que traen

como consecuencia largos períodos de estiaje durante el año, se hace necesario implantar

medidas para el uso racional y ahorro de la energía eléctrica.

Cabe indicar que el INECEL realizó estudios en Quito y Guayaquil entre noviembre de

1993 y abril de 1994 con el fin de establecer la conveniencia de implantar en el País un

programa de Administración de la Demanda y Uso Racional de la Energía Eléctrica

(AD&UEEE) en el Ecuador. Como resultado de dicho estudio se propuso iniciar la

implantación de medidas AD&UREE en áreas piloto, fundamentalmente aquellas que tienen

que ver con la caracterización de la carga y el comportamiento de la composición de la

curva de demanda a nivel nacional.

CAPITULO 1, ESTUDIO TÉCNÍCO P"8- 2

DtSPOSmVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

Considerando esta sugerencia, se plantea en este trabajo como objetivo fundamental el

conocer el comportamiento de la curva de demanda de usuarios residenciales, mediante una

serie de muestras para un determinado nivel económico poblacional de la ciudad de Quito y

luego contrastar estos resultados con la determinación de una nueva curva de demanda pero

utilizando un aparato de control de carga que permita disminuir el uso de la energía

eléctrica en las horas picos y aportar de manera efectiva a la implantación futura de un

programa de (AD&UREE) en nuestro País.

En el estudio realizado se recomienda la implantación de diferentes medidas en el sector

residencial, en particular en lo que se refiere al calentamiento de agua propone las siguientes

acciones:

1. Mejoras en la operación de los tanques de acumulación (empleo de cobijas

aisladoras y "timers") y tanques eficientes.

2. Sustitución de calentamiento de agua por calentadores solares.

3. Desarrollar normas de construcción más adecuadas que incluyan aspectos

referentes a calentamiento de agua1.

El alcance del presente trabajo será el desarrollar el punto 1 antes mencionado, en el sentido

de implantar un circuito de control en tiempo real para la operación de tanques de agua en

residencias donde dispongan de este artefacto eléctrico. Se diseñara y construirá el circuito

de control y se realizará el estudio de la curva de demanda de usuarios residenciales sin el

control de carga y luego con control de carga, para al final hacer una contrastación de

1 Programa de administración de la demanda y uso racional de la energía eléctrica en el Ecuador. Informe frnaí. Quito,mayo de 1994.

CAPÍTULO 1. ESTUDIO TÉCNICO Pag. 3

PUSPOSrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

resultados y determinar la utilidad de esta medida dentro de los proyectos y programas

AD&UREE.

Si logramos disminuir la carga y racionalizar el uso de la energía eléctrica en los momentos

de los picos de carga de la curva de demanda empezando por el sector residencial,

habríamos logrado aportar positivamente a reducir el esfuerzo de la generación de energía

en los momentos de'mayor consumo.

En el capítulo 1 de esta Tesis se describen brevemente los aspectos que determinan la

importancia de medidas AD&UREE.

En el capítulo 2, se realiza el diseño circuital del dispositivo de control, describiendo sus

características circuitales, microcontrolador, periféricos, etc. y la descripción del software

desarrollado en lenguaje de bajo nivel o ensamblador, explicado en diagrama de flujo sus.

rutinas y subrutinas.

El capítulo tercero se refiere a las características del equipo de registro para la toma de

mediciones de demanda, las características de su software tanto en bajo nivel corno en alto

nivel, las características de su instalación en casas residenciales y la descripción de la técnica

en la toma de datos. Se realizan también las correspondientes contrastaciones y análisis de

las medidas tomadas sin el equipo de control y utilizando el equipo de control.

En el capítulo 4, se realiza un breve estudio económico del costo del equipo de control de

carga, así como de costos de instalación y posibilidad de difusión en el mercado para

CAPÍTULO í. ESTUDIO TÉCNICO Pag. 4


utilización general de usuarios residenciales que dispongan de tanque de calentamiento de

agua.

1.2. NECESIDADES Y POSIBILIDADES DE MANEJO DE LA DEMANDA

La administración de la demanda y el uso racional de la energía aparece en los países en

desarrollo como una respuesta a la necesidad de aprovechar en forma óptima los sistemas

eléctricos actuales., puesto que en estos países la expansión del sector eléctrico requiere de

grandes capitales, acciones conjuntas del Estado, empresas eléctricas y sus clientes y el

sector privado en general, acciones que a su vez deben ser respaldadas por códigos y leyes

que normen dichas acciones.

Por otro lado es importante señalar que en países como el nuestro el precio de la

electricidad para el usuario es subsidiado por el Estado, lo que trae como consecuencia que

el usuario catalogue al servicio como barato y por lo tanto haga un uso ineficiente de la

energía eléctrica, lo que redunda en serios problemas financieros a las empresas eléctricas.

Cabe mencionar también que la producción, conversión y distribución de energía ya no es

un factor solamente de progreso, sino que por los tipos de generación existentes es un

problema desde el punto de vista del cuidado del medio ambiente. La responsabilidad del

sistema energético en el efecto invernadero va a crecer sustancialmente en el futuro

CAPITULO I. ESTUDIO TÉCNICO Pag. 5


cercano, tal es así que, Actualmente los países industrializados emiten más del 70 % de las

emisiones de dióxido de carbono, principal causa del calentamiento global de la atmósfera, y

más del 90% de las emisiones de cloro_floruro_carbonos destructores de la capa de ozono.

América Latina es responsable del 4 % de las emisiones de dióxido de carbono, porcentaje

que se incrementará a medida que crezca la demanda de energía y por lo tanto aumentará su

responsabilidad en la emisión de contaminantes. Por ello la necesidad de que los programas

de expansión energética en nuestros países cuenten con medidas AD&UREE y en particular

aquellas que tienen que ver con el manejo de la curva de demanda.

Partiendo del marco general en que se desarrolla el sector eléctrico ecuatoriano y las nuevas

restricciones ambientales, la opción de implantación de proyectos AD&UREE se muestra

como el medio más eficaz, desde el punto de vista técnico, social y económico para

contribuir en gran medida a las soluciones del sector eléctrico a corto y mediano plazo, en

perspectiva de mejorar o al menos mantener la calidad del servicio eléctrico y la vida de la

población.

El manejo de la curva de demanda tiene que ver con la establecimiento de medidas

tendientes a achatar el pico de la curva de demanda, entre las que se pueden mencionar para

el sector residencial, motivo del presente estudio, las siguientes:

1. Medidas de uso racional de energía eléctrica; y

2. Medidas tarifarias por el uso de la electricidad.

" Organización Latinoamericana de Energía - OLADE. Sistema de Información Económica-Energética - SIEE. Quito,Ecuador, Diciembre 1993



De entre las primeras podemos mencionar a las siguientes:

• Mejoras en la operación de refrigeradoras (ubicación de los equipos, calidad de

aislamientos, ajuste de termostatos, etc.).

• Sustitución de refrigeradoras deterioradas y que hayan cumplido su vida útil por

otras más eficientes y en buenas condiciones.

• Mejoras en la operación de sistemas de iluminación existentes (ubicaciones

apropiadas, independización de los circuitos, etc.).

• Sustitución de lámparas incandescentes por luminarias o bombillos de menor

potencia.

• Desarrollar normas de construcción más adecuadas que incluyan aspectos referentes

a iluminación.

• Mejoras en la operación de los tanques de calentamiento de agua (utilización de

equipos de programación de encendido y apagado).

• Apoyar el uso de cobijas aislantes.

• Sustitución de los tanques eléctricos calentadores de agua por calentadores de agua

a gas licuado de petróleo.

• Sustitución de los tanques eléctricos por calentadores solares.

• Mejoras en la operación de los equipos de aire acondicionado (ubicación de los

equipos, limpieza interna y externa, etc.).

• Sistemas de acumulación de calor y frío.

• Mejoras en la operación de cocinas y hornos eléctricos.

CAPÍTULO 1, ESTUDIO TÉCNICO Pag. 7

Disposrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

En cuanto a las medidas que implican un cambio en el sistema de tarifación de la energía

eléctrica se puede mencionar la necesidad de incorporar cambios en nuestro País.

Los cambio de la estructura tarifaria pueden estar orientados a establecer tarifas

diferenciadas de acuerdo a costos marginales, incremento del precio de la energía en horas

pico, incentivar la utilización de la energía en horas valle mediante la rebaja del precio con

respecto a las horas pico, tarifas de acuerdo al tiempo de uso, etc..

1.3. MODIFICACIONES EN LOS CALENTADORES DE AGUA

Como se mencionó anteriormente., todo el presente trabajo estará orientado a la

implantación práctica de una medida AD&UKEE que básicamente tiene que ver con las

mejoras que se pueden realizar en la operación de los tanques calentadores de agua, que

usan como fuente de energía la electricidad.

En lo referente a los calentadores de agua se puede mencionar, que en el Ecuador, la

mayoría de los calentadores de agua usan como fuente de energía la electricidad o gas y en

el caso industrial el diesel. Este tipo de calentadores de agua ejecutan dos funciones para

proporcionar agua caliente:

1. Calientan el agua que está total o parcialmente fría; y

2. Almacenan el agua caliente hasta que es consumida.


Disposrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

Existen varías investigaciones cuyo propósito ha sido analizar el flujo del calentamiento

de agua en sistemas de uso residencial, (forma de manejo del calentador de agua). Los

resultados obtenidos muestran que las pérdidas térmicas en el consumo de la energía son

aproximadamente del 30% y 50% tanto para calentadores eléctricos y a gas

respectivamente. De hecho, éstas pérdidas pueden ser reducidas substancialmente

mediante el rediseño y modificación de las condiciones de operación, obteniéndose como

resultado una mejora en la eficiencia de trabajo y reducciones netas en el consumo

energético total para el calentamiento de agua.

A continuación, se evaluarán las diferentes modificaciones que se pueden hacer a los

calentadores de agua para reducir las pérdidas de energía eléctrica en el calentamiento y

en el uso de la energía. Entre las opciones de ahorro de energía se mencionan las

siguientes:

• Calibración de termostatos;

• Mejorar aislamientos térmicos;

1.3.1. CALIBRACIÓN DE LOS TERMOSTATOS

La mayoría de los tanques termostatos son equipados con termostatos ajustables, sin ningún

costo extra o modificación del calentador de agua, se puede obtener ahorros de energía

CAPÍTULO I. ESTUDIO TÉCNICO Pag. 9


calibrando los termostatos para operación normal y apagando a los calentadores de agua

durante períodos de demanda largos.

1.3.2. MEJORAS EN EL AISLAMIENTO

Pérdidas térmicas en el agua caliente ocurren en todos los tipos de calentadores de agua.

Dichas pérdidas ocurren continuamente y constituyen la mayor fuente de ineficiencia del uso

de la energía. Realizando mejoras en el aislamiento de los calentadores de agua vía aumento

en el grosor del aislante, o mejorando la calidad del aislante, éstas pérdidas pueden ser

reducidas substancialmente.

El grosor del aislante puede ser incrementado, ya sea diseñando aislante después de la

instalación del calentador de agua, o usando un aislante más grueso en la manufactura del

calentador de agua. Esta modificación puede ser fácilmente realizada por el dueño, usando

los aislantes disponibles en el comercio o por el fabricante en el momento de la

construcción. Esta substitución del aislante no requiere cambios de dimensión o diseño del

calentador de agua, es simple y a un bajo costo. Varios fabricantes de calentadores de agua

ofrecen ahora modelos eficientes con aislamiento mejorado para conservar la energía. El

uso de aislantes de baja conductividad o un gran grosor ofrecen grandes ahorros de energía.

Sin embargo de las modificaciones anteriores que tienen que ver con la conservación de la

energía, su aporte en la disminución de la curva de demanda es inferior a aquella opción de

incluir en los tanques calentadores de agua temporizadores que manejen los horarios de

CAPÍTULO 1. ESTUDIO TÉGV/CO Pag. 20


operación del tanque e impidan el trabajo eléctrico del mismo en las horas pico, objetivo del

presente estudio.

1.4. CONCLUSIONES

De hecho que una investigación sobre la estructura del consumo para usos finales permite

determinar la responsabilidad de cada uso final de la electricidad (refrigeración de alimentos,

iluminación, aire acondicionado, calentamiento de agua, fuerza motriz, etc.) en la

composición del consumo de energía eléctrica y de acuerdo a esa referencia seleccionar una

serie de medidas AD&UREE en cada sector y estrato de consumo del mercado atendido

por las empresas eléctricas.

Según el INECEL el consumo de energía eléctrica del sector residencial representa el 39%

de la energía eléctrica final, siendo el principal uso final en este sector la refrigeración de

alimentos, cuyo estimado es el 47 y 32% del consumo residencial en la Costa y Sierra

respectivamente, en 1993.

El segundo uso final de la energía eléctrica en orden de importancia en el sector residencial

es la iluminación, con un consumo estimado de 17 y 20% del consumo residencial en la

Costa y Sierra respectivamente, en 1993.

El uso final ubicado en el tercer lugar en el sector residencial es el calentamiento de agua en

la Sierra y el aire acondicionado en la Costa. Se ha estimado que en 1993 fueron

consumidos 28% del consumo residencial en la Sierra en tanques de acumulación y duchas


DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

eléctricas combinados. Ello corresponde a un consumo promedio mensual por abonado de

aproximadamente 27 Rwh (329 Kwh/año - cliente). Entre otras de las principales medidas

para reducir el consumo en calentamiento de agua, el Estudio sugiere las siguientes:

• Mejoras en la operación de los tanques de acumulación (utilización de "timers")

• Conservar los empaques de los tanques, llaves y grifos en buenas condiciones.

• Evitar utilizar el agua caliente para fines innecesarios.

• Ajuste de los termostatos, por ejemplo, a un máximo de 45 grados centígrados,

donde sea posible.

Los resultados del Estudio, referentes a la caracterización de la carga indican que también

un número reducido de usos finales contribuyen de manera prioritaria a las demandas pico

del sistema. En términos de la responsabilidad de los usos finales que se le de a la

electricidad en el Ecuador en el período de carga pico también se destaca la iluminación con

el 34% y el 46% de la demanda máxima coincidente en la Costa y Sierra respectivamente; le

sigue la fuerza motriz con el 35% y el 29% de la demanda máxima coincidente en la Costa y

Sierra respectivamente.

Del análisis de la demanda de potencia residencial por usos finales se concluye que la mayor

responsabilidad en la punta le corresponde el sector residencial (43%). En éste sector se

destaca la iluminación tanto en la Costa (con el 43% de la demanda coincidente del sector),

como en la Sierra (con el 55% de la contribución del sector).


orsposrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

El segundo uso más importante en términos de incidencia en la punta residencial es la

refrigeración de alimentos, tanto en la Costa (23% de la demanda coincidente) como en la

Sierra (14%). El tercero más importante en la Costa en lo que se refiere a la demanda de

potencia en la punta del sistema nacional es el are acondicionado (13%), mientras que en la

Sierra esta ubicación se debe al uso de radio/TV (11%) y el calentamiento de agua (7%).

Entre las posibles medidas tendientes a reducir el uso de la energía en el pico de demanda se

ha considerado como la más conveniente el implantar equipos de control temporizados a

aquellos artefactos eléctricos que no es imprescindible su utilización en las horas pico,

impidiéndoles energizarse en dichas horas.

Al respecto, se estima que es la mejor alternativa desde el punto de vista práctico y

económico, ya que el poder instalar otro tipo de medidores en los usuarios residenciales,

que permitan el registro del consumo y posterior tarifación de acuerdo a la hora, va a ser

muy difícil de tenerla en funcionamiento en el corto plazo.

La presente Tesis versará sobre la implantación de un circuito electrónico de control para

analizar el efecto de la curva de demanda de usuarios residenciales que dispongan de

tanques eléctricos calentadores de agua en situaciones en que se evita energizar el tanque en

la "horas pico" nocturna de la curva de demanda cuyo horario está comprendido entre las

18h30y21hOO.

La curva de demanda de cada usuario se obtendrá captando el consumo de potencia media

cada 15 minutos durante las 24 horas del día y en un período de 7 días. Las siete curvas de


DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELECTRJC/IS

demanda obtenidas sin el control de carga serán contrastadas con aquellas que se obtengan

con el circuito de control implantado por el mismo período de tiempo y así hacer la

comparación día por día y obtener las conclusiones respectivas.

CAPITULO i. ESTUDIO TÉCNICO pag. 14


CAPITULO 2.

DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL.

2.1. Características circuitales.

2.2. Diagrama de bloques.

2.3. Diseño de cada una de las etapas.

2.4. Diagramas de flujo.

2.5. Desarrollo del programa principal y subrutinas.

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL.

DISPOSITIVO DE CONTROL PA RA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

CAPITULO 2

2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL

El circuito a ser diseñado va a permitir implantar un pequeño sistema de gestión de cargas

eléctricas, con el fin de administrar el consumo de la energía eléctrica residencial. Este

dispositivo es un controlador de encendido y apagado de tanques eléctricos calentadores de

agua, cuyas características generales se detallan a continuación.

El sistema electrónico es de tecnología analógica y digital, lo que nos facilita la

incorporación de muchas funciones ciertamente útiles a la hora de controlar el consumo de

energía, tal es así que se ha propuesto que el equipo permita controlar el encendido y

apagado de un tanque de calentamiento de agua de uso residencial; mismo que por su alto

consumo de energía eléctrica, normalmente requiere que se le dedique un cableado aparte

por las altas corrientes que por él circulan.

En la figura -2.1-. se muestra el diagrama en bloques general de cada una de las etapas de

todo el proceso del sistema de gestión de carga que se pretende diseñar, en el mismo se

especifican en forma física y lógica la relación que existe entre cada una de las partes que lo

conforman.

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pag. 16

Dispositivo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

CIRCUITO DECONTROL

SEÑAL

LÓGICA

SEÑAL

LÓGICA

CIRCUITO DECONTROL

'SENSOR.TRIAC)

ACo DC

POWER

SALIDA CARGA

Figura -2. /.- Diagrama del equipo a diseñarse para gestión de carga.

2.1. CARACTERÍSTICAS CERCUITALES

Para el diseño del dispositivo de control de tanques de calentamiento de agua, se trata a

todo el conjunto de partes como lo que efectivamente es, un sistema electrónico y así se

podrá realizar una explicación mucho más entendible del diseño de cada una de las etapas;

nótese que la única parte no electrónica, es la carga.

El sistema electrónico tiene como elemento fundamental un rnicrocontrolador, que facilita la

realización de todas las funciones y opciones del sistema en forma automática y

temporizada. Para realizar el control en tiempo de cada una de las tareas que debe realizar el

equipo se ha previsto la presencia de un reloj-calendario en tiempo real, mismo que es

totalmente compatible con cada una de las funciones del microcontrolador.


DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA. ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

Con el fin de indicar la función que en un momento determinado se encuentra realizando el

equipo se ha dispuesto una serie de mostradores luminosos de tal forma que el usuario

conozca en cualquier momento, qué proceso exactamente se encuentra realizando el equipo

y en que condición de operación se encuentra.

Para indicar las horas y minutos nos valdremos de un juego de dos displays luminosos de 7

segmentos, cuyo manejo y configuración serán descritas más adelante. El equipo consta

además de dos teclas., que permiten escoger la tarea a realizar, las funciones de cada una de»

las teclas se definen en los siguientes subcapítulos.

Para activar el encendido/apagado del tanque, por seguridad el sistema electrónico dispone

de una etapa de acoplamiento óptico con el fin de aislar la sección de control y la de fuerza,

utilizando para ello un opto-triac, el mismo que habilita o deshabilita la energización del

circuito de fuerza, de acuerdo con su tiempo programado para el encendido y apagado.

Resumiendo, las características más relevantes del dispositivo de control de encendido y

apagado de tanques de calentamiento de agua eléctricos, serán las siguientes:

• Control por programa almacenado;

• Funcionamiento en base a un microcontrolador;

• Indicación por medio de un juego de displays;

• Reloj - calendario en tiempo real;

• Botones para la programación de eventos de ON/OFF;

• Juego de LEDS para indicación de estado;



• Control obligatorio a ciertas horas del día;

• Entrada de 110/220 Vac, 60 Hz;

• Salida hacia el tanque de 110/220 Vac.

2.2. DIAGRAMA DE BLOQUES

El diagrama de bloques que se ha concebido para el equipo de control de encendido y

apagado de tanques de calentamiento de agua, se muestra en la figura -2.2.- y consta de las

siguientes partes principales:

Fuentede

alimentacionDC

Reloj -calendario entiempo real

Oscilador

Acoplamientoóptico

4 »

^dícrocontrolador

RAM

EPROM

Señalización ymuestra de datos

Teclado

ON / OFF del* » Lauque.

Figura - 2.2.- Diagrama de bloques del dispositivo de control de tanques.

CAPÍTULO 2, DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pag. 29


1. Microcontrolador de la familia Intel MCS-48, como elemento fundamental y es el

que contiene el programa de control.

2. Reloj - calendario en tiempo real, para determinar las horas en las que debe

realizarse el encendido o apagado del tanque de calentamiento de agua.

3. Circuito de oscilación local, mismo que constituye la referencia de

funcionamiento del microcontrolador.

4. Circuito de señalización y muestra de datos, dispositivos cuyo propósito será

permitir la visualización del estado del equipo de control.

5. Circuito de acoplamiento óptico, interfaz necesaria para desacoplar la carga del

circuito electrónico.

6. Circuito de ON /OFF del tanque, dispositivo que permite el manejo de la carga, al

trabajar como un actuador.

7. Circuito de teclado, para conseguir el ingreso de los datos; y

8. Fuente de energía de +5 voltios DC.

2.3, DISEÑO POR ETAPAS

2.3.1. MICROCONTROLADOR 8748

El corazón del equipo y por tanto el circuito principal de control del sistema electrónico es

un microcontrolador, se ha definido utilizar el circuito Intel Í8748, el mismo que garantiza

las suficientes facilidades y flexibilidad para la corrida del programa y manejo de los



dispositivos externos al microcontrolador; a continuación se describen las características

más importantes de este circuito.

1. CPU de 8 bits;

2. Aritmética binaria;

3. Circuito de oscilación de reloj interno y externo;

4. 27 líneas de entrada/salida;

5. Capacidad de 1 Kbyte de memoria de programa (EPROM) incluido en el chip y 64

byíes de memoria RAM que pueden ser utilizados de acuerdo a las preferencias del

usuario.

Además mediante la selección adecuada de los pórticos y un bus de direcciones se

puede ampliar tanto la memoria de programa como la memoria de datos.

6. Temporizador / contador de 8 bits;

7. Interrupción externa;

8. Voltaje de polarización de +5 V.

Estas características del microcontrolador 8748 son suficientes para poder desarrollar el

control de encendido y apagado de tanques de la forma más simple posible., de ahí la razón

de haber escogido este circuito.

2.3.2. RELOJ - CALENDARIO EN TIEMPO REAL DS1202


Dísposrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

El elemento que va a servir de referencia para que se cumplan en las horas previstas los

eventos de encendido y apagado es el DS1202, que es un reloj-calendario en tiempo real

que trabaja con un cristal (Y2) de 32 kHz de frecuencia de resonancia y una batería (BT1)

de 3 voltios DC, para efectos de preservar la información y de esta forma garantizar el

normal ñmcionamiento del equipo de control. El DS1202 es un elemento del fabricante

Dallas Semiconductors que presenta las facilidades necesarias para la presente aplicación

El circuito ha sido diseñado para su trabajo en conjunto con un microprocesador; y es así

como las señales de control del reloj: reset (RST), habilitación (SCLK) y entrada/salida de

datos (I/O) provienen del microcontrolador, las mismas que se activan o desactivan de

acuerdo a la secuencia del programa residente en la EPROM.

El DS1202 se alimenta con un voltaje de +5 Vdc cuando el fluido eléctrico de la fuente es

normal; por lo tanto el diodo DI conduce mientras que el diodo D2 se polariza

inversamente y desconecta la batería. En el caso de suspensión de energía al circuito, los

datos del reloj - calendario y RAM son preservados con una batería de 3 voltios, en este

caso conduce el diodo D2 y se polariza inversamente el diodo DI. El condensador C7 sirve

para fijar el voltaje proveniente de la fuente o batería en cualquiera de los dos casos

anteriores y sostiene por pequeños instantes de tiempo el voltaje de alimentación al DS1202

el momento de cambio de alimentación entre una y otra opción.

El diagrama de esta sección del controlador de tanques se muestra en la fig -2.3.-.

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pag.

DISPOSITIVO DE CONTROL PARs\ ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

2.3.3. CmCUITO DE OSCILACIÓN LOCAL

Para la operación adecuada del microcontrolador se le acopla un circuito de reloj local., el

cual determina la frecuencia de ejecución de los ciclos de máquina. Este circuito consta de

un cristal (Yl) de 3,579545 Mhz y dos condensadores cerámicos (C4 y C5) de 22 pF cada

uno, tal como lo sugiere el fabricante.

De donde podemos concluir que el tiempo de duración de un ciclo de máquina ÍCM en

función de la frecuencia del oscilador (fr) es:

Donde el dato del numerador 15, corresponde a los ciclos de reloj que conforman un ciclo

de máquina (CM), para este microcontrolador. Si fr = 3,579545 Mhz, el tiempo de duración

del ciclo de máquina será :

~ 4. 2 us*3,579545 X106Hz

2.3.4. CIRCUITO DE SEÑALIZACIÓN Y MUESTRA DE DATOS

El circuito de señalización consta de 6 diodos íeds (D3, D4, D5, D6, D7 y D8), los cuatro

primeros indican la función que se encuentra realizando el dispositivo de control, tal como

se muestra en la tabla -2.1.-.



D3 Igualación del reloj

D4 . Determina hora y minutos de desconexión del tanque.

. D5 Determina hora y minutos de reconexión del tanque

D6 ' Activación / desactivación del tanque

Tabla -2.1.- Señalización de las funciones que realiza el dispositivo de control,

Mientras que los 2 diodos leds restantes indican si la operación respectiva se realiza sobre

las horas (D7) o minutos (D8).

Para la operación de cada diodo LED, los cátodos son colocados a las salidas de los

amplificadores de corriente tipo inversores (darlingtons ULN2003), cuyas salidas (Oí,

O2,..O7) se activan en bajo, permitiendo así el encendido de el diodo correspondiente.

De acuerdo a su forma de activación, los diodos se configuran en ánodo común, con una

resistencia de limitación de corriente para conseguir una luminosidad aceptable, la misma

que se la intercala entre los ánodos y la fuente Vcc, el valor de dicha resistencia se calcula

de la siguiente manera:

R= VLED / ILED

R - (5 V - 1,4 V) /12 mA = 300 O



Cabe destacar, que una vez realizadas las pruebas experimentales para conseguir

efectivamente una intensidad luminosa que permita ver con claridad el encendido del LED,

fiíe necesario modificar el valor de la resistencia a 220 Q.

Con el fin visualizar los valores de igualación del reloj y programación del tiempo en horas y

minutos de encendido y apagado del tanque se consideró necesario que el equipo disponga

de un juego de displays de 2 caracteres (para las decenas y unidades) los mismos que tienen

las siguientes características generales de funcionamiento:

1. Displays de 7 segmentos ECG 3078

2. Ánodo común; y

3. Luminosidad de color rojo.

Cada uno de los display son habilitados desde el microcontrolador a través de un transistor

PNP de señal, el mismo que actúa entre saturación (habilitación del display) y corte

(deshabilitación del display).

Las señales correspondientes a cada uno de los segmentos de los indicadores salen del

microcontrolador, luego son amplificadas sus corrientes a través de dispositivos inversores

ULN2003, que son un juego de 7 transistores darlington y finalmente se conectan a cada

línea de los displays a través de resistencias de limitación de 100 Q. Una misma resistencia

sirve para limitar la corriente de un solo segmento en los dos indicadores, razón por la que

se utiliza sólo 7 resistencias de limitación en total para los dos indicadores.



La corriente que soporta cada uno de los segmentos es 12 mA típico, por lo que el valor de

la resistencia de limitación se obtiene de la siguiente manera:

V(cátodo) = Vcc - Vce^) ~ VLED = ( 5 - 0,2 - 1,4) V = 3,4 Voltios.

Si se tiene dos segmentos encendidos a la vez, tenemos:

R = V(cátodo)/2I(LED)

R=3,4V/2(12)mA

a

De acuerdo con las pruebas efectuadas y con el propósito de conseguir una luminosidad

aceptable, se utiliza una resistencia de 100 D.

Por ejemplo si sólo se enciende el segmento a de un sólo display, la corriente que soportaría

este LED sería de 48 mA, valor que se encuentra dentro del límite de corriente máxima que

soportan los LEDs de los displays utilizados.

Esta corriente de 24 mA o 48 mA es proveída gracias a la presencia de los elementos

ULN2003 que tienen una corriente de salida máxima de 500 mA.

El diagrama del circuito de oscilación y el de señalización y muestra de datos se presenta en

la figura 2.4.-, donde se puede observar cada una de éstas etapas.


DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

2.3.5. CIRCUITO DE ACOPLAMIENTO ÓPTICO

Esta etapa del sistema electrónico, consta de un opto-aislador (opto-triac MOC3031) cuyo

cátodo del diodo de entrada es activado desde el microcontrolador a través del ULN2003.

En la figura -2.5.- se muestra la configuración de cada opto-triac, con sus señales de entrada

y salida de habilitación.

ETAPA DE ENTRADA

Ánodo

Habilitación desde elUL2003

Cátodo

OPTO

TRIAC

ETAPA DE SALIDAO HABLITACION

Terminal principalMI

Terminal principal GHabilita gate del triac

Figura -2.5.- Conexiones del opto-triac para habilitación del triac de encendido de la carga.

2.3.6. CIRCUITO DE ON/OFF DEL TANQUE

Constituye la etapa para el manejo de potencia del sistema electrónico, está formada por un

triac que actúa de switch para activar el encendido y apagado del tanque de calentamiento

de agua.



El triac escogido es el ECG 5679 cuyas características son 40 A / 600 VRMS, el triac pasa

del estado de bloqueo al de conducción mediante una corriente de compuerta mínima de 50

mA según el fabricante, la misma que proviene de la salida G del opto-triac. Entre el

terminal principal (1) del triac y la compuerta (3) del mismo se coloca una resistencia de 1

KO (sugerencia del fabricante) con el fin de garantizar el voltaje de trabajo necesario para la

activación del triac y por lo tanto permitir que el elemento de calentamiento del tanque se

energize.

El diagrama circuital del circuito ON/OFF se muestra en la figura 2.6.-

2.3.7. CIRCUITO DE TECLADO

Para escoger la función que se desea realizar (tabla -2.2.-) se ha diseñado un circuito de

teclado formado por dos teclas SI y S2, las mismas que al ser presionadas ponen en bajo los

pines TO y TI del microcontrolador respectivamente y realizan la función correspondiente;

su conexión se realiza entre el pin respectivo y la tierra del circuito, tal como se muestra en

el diagrama circuital del ANEXO A.

' S I ' Escoge entre horas y minutos

S2 : Escoge una de las cuatro funciones de la tabla -.2.1.

Tabla -2.2.- Operación que realiza cada tecla.



2.3.8. FUENTE DE ENERGÍA DE +5 VOLTIOS DC.

Con el fin de calcular la carga que soportará esta fuente se hace un pequeño análisis de

sumas de cargas (véase tabla -2.3.-) de los componentes de todo el sistema electrónico, se

toman en cuenta las más importantes:

ELEMENTO CARGA EMPLEADA (mA)

UNITARIA TOTAL

MICROCONTROLADOR 8748

ULN2003

DS1202

MOC3031

DISPLAY 7 SEGMENTOS

OTROS ELEMENTOS

PERDIDAS

65

150

20

330

80

50

30

TOTAL

65

300

40

330

160

50

30

975

Tabla -2.3.- Consumo de corriente de ios componentes del controlador.

Considerando la carga total a la que estará sujeta la fuente, se necesita una fuente de

alimentación con las siguientes características:

CAPITULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pag. 29


Voltaje nominal = +5 voltios.

Comente Nominal = 1 amperio

Potencia = 5 vatios.

La fuente de alimentación del sistema electrónico, es una fuente regulada que consta

básicamente de un regulador de voltaje, con el fin de mantener fijo el voltaje de

alimentación a todos los elementos que conforman el circuito de control.

En la fuente de corriente continua, se realizan los procesos de rectificación, filtrado y

regulación de la señal AC que se recibe de la fase. El diseño de la fuente se realiza desde la

carga y se lo detalla a continuación:

Etapa de regulación.

El proceso de regulación de la fuente se lleva acabo utilizando un regulador de voltaje

LM7805 o su equivalente el ECG 960, que con un rango de voltaje de entrada entre 7 y 35

voltios ofrece una salida de +5 voltios y 1 amperio. A la salida del regulador se coloca un

capacitor C3 (1000 jiF/16 V) en paralelo, cuya función es ayudar a mantener el voltaje Vcc

en su valor nominal y adicionalmente filtra las variaciones de voltaje a altas frecuencias.



Etapa de filtrado.

El proceso de filtrado se realiza gracias a la ayuda de un capacitor C2, los datos para

calcular el valor de este condensador son los siguientes:

• Voltaje a la entrada del regulador = Voltaje a la salida del filtro C =Vdc = 9 V.

• Rizado = F = 30%

• Frecuencia = f = 60 Hz.

La fórmula para hallar el valor de C2 es la siguiente:

1c>-

C>891pF

Se escoge un valor de C2 = 1000(iF/25 V5 que es un capacitor electrolítico. Con estos datos

ya se puede calcular el voltaje pico a la entrada del filtro (Vs) valiéndonos de la siguiente

fórmula:

V 4JCR,f

1

(4)(60)(lOQQxlO-6}(9)

Vs=13.17V.



Etapa de rectificación.

El proceso de rectificación se realiza con un puente de diodos, obteniéndose un rectificador

de onda completa, cada uno de los diodos tiene la característica de soportar una corriente

de 1A y 600 VPI, el diodo que cumple estas características es el 1N4005. Ahora bien, si al

valor de Vs le sumamos los 1,2 voltios de caída en los diodos obtenemos el voltaje pico

(Vrpico) a la salida del transformador TI, siendo este valor igual a 14,4 voltios pico o su

equivalente vr=10,2 Vrms.

Etapa de reducción.

La etapa de reducción de la fuente AC consta de un transformador reductor TI, cuyo fin es

reducir el voltaje de entrada de la fase a la fuente continua, se utiliza en este proceso un

transformador de 115 / 7 Vrms y 60 Hz.

El diagrama círcuital de la fuente se muestra en la figura -2.7.-.

2.3.9. VERSIÓN REDUCIDA DEL DISPOSITIVO DE CONTROL

El equipo de control diseñado en los subcapítulos anteriores, básicamente es un equipo de

pruebas de laboratorio, y de acuerdo a esa condición se le ha dotado de funciones

adicionales a aquellas que se necesitan para impedir el encendido del tanque a la "hora pico"

como es el objetivo de la función a cumplir por el dispositivo de control.


DISPOSITIVO DE CON!ROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

Con fines de instalación del dispositivo de control en residencias que utilicen calentadores

de agua y probable comercialización futura, se ha diseñado y construido una versión que

cumple las funciones básicas del control de carga y por lo tanto de costo inferior al equipo

de laboratorio.

La versión reducida del dispositivo de control de tanques de calentamiento de agua tiene las

siguientes características:

1. Microcontrolador de la familia Intel MCS-48, como elemento fundamental y es el

que contiene el programa de control;

2; Reloj - calendario en tiempo real, para determinar las horas en las que debe

realizarse el encendido o apagado del tanque de calentamiento de agua;

3. Circuito de oscilación local, mismo que constituye la referencia de

funcionamiento del microcontrolador;

4. Circuito de señalización, cuyo propósito será permitir la visualización del estado

del equipo de control;

5. Circuito de acoplamiento óptico, interfaz necesaria para desacoplar la carga del

circuito electrónico;

6. Circuito de ON/OFF del tanque, dispositivo que permite el manejo de la carga, al

trabajar como un actuador;

7. Fusible de protección;

8. Juego de 2 borneras para conexión de fase y neutro de salida al tanque;


DISPOSITIVO PE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

9. Dos leds externos para indicación de operación normal y conexión/desconexión

del tanque; y

lO.Fuente de energía de +5 voltios DC.

En consecuencia, la versión reducida no presenta el juego de displays, el juego de diodos

LED, los darlingtons (ULN2003) y el circuito de teclado. Esta disminución de elementos

equivale a reducir el costo en aproximadamente el 20%.

El diagrama circuital de la versión reducida o simplificada del dispositivo de control se

muestra en la figura -2.8.-

2.4. DESARROLLO DEL SOFTWARE

El programa que sirve para determinar el funcionamiento u operación del circuito de control

del tanque, determina el trabajo del microcontrolador 8748 y está desarrollado en lenguaje

de bajo nivel; es decir, con sus instrucciones escritas en lenguaje ensamblador. Este

programa estará residente en la memoria EPROM del micro.

2.4.1. PROGRAMACIÓN DEL MICROCONTROLADOR 8748

El programa residente en el microcontrolador fue escrito con ayuda del edit del DOS y

compilado con el ensamblador del programa Cross Assembler C16, está concebido en forma



modular, ya que facilita el control y ejecución de las diferentes funciones previstas para el

equipo, las mismas que son un conjunto de rutinas a cumplirse y de acuerdo a prioridades

determinadas para el óptimo trabajo del controlador de tanques de calentamiento de agua.

El software desarrollado posibilita la realización de las siguientes operaciones que

intervienen en la operación de control del tanque de calentamiento de agua:

A.- INGRESO DE TIEMPOS PARA EL CONTROL

• Ingreso en el programa de los siguientes parámetros:

HKMM1 para ajustar el tiempo de desconexión o apagado del tanque; y

HH:MM para ajustar el tiempo de reconexión o prendida del tanque.

B.- OPERACIONES DEL DISPOSITIVO DE CONTROL

• Iguala la hora, minutos y segundos del reloj en tiempo real;

• Comunicación entre el microcontrolador y el reloj - calendario; y

• Activar y desactivar el opto-triac.

C.- VISUALIZACIÓN DE INFORMACIÓN

• Muestra en el display la hora, minutos y segundos del reloj en tiempo real;

• ON de leds en activado del tanque y OFF de leds en desactivado.

2.4.2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROGRAMA

HH:MM significa horas v minutos

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DISPOSrnVO DE CONTROL Pag. 35


La operación del controlador de tanques consiste básicamente en desactivar el tanque de

calentamiento de agua dentro de los límites de tiempo preestablecidos y que corresponden a

la denominada "hora pico" de la curva de demanda de energía eléctrica.

Los límites de tiempo de la "hora pico" están determinados por el rango de tiempo

comprendido entre la hora y minutos de apagado y la hora y minutos de encendido del

tanque.

Por ejemplo: si el pico de carga de la curva de demanda se encuentra entre las 18h30 y

21h009 se puede trabajar en calentamiento de agua fuera de este horario, según el ejemplo el

tiempo donde se puede realizar el encendido y/o apagado del tanque será después de las

21hOO y antes de las 18h30, en consecuencia el tanque pasará apagado durante las 2 horas y

30 minutos que dura el pico de carga de la curva de demanda, sin que se pueda alterar esta

forma de trabajo.

Cabe indicar que también se podría programar otros lapsos para que el calentador de agua

permanezca apagado, pero desde el punto de vista que interesa en la aplicación, sólo se va a

controlar el pico de carga por un espacio de tiempo cada 24 horas.

CAPÍTULO 2, DISEÑO DEL DÍSPOSITIVO DE CONTROL Pag. 36

D/SPOSmVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

El programa que permite realizar las funciones de activación / desactivación y que reside en

la memoria EPROM del microcontrolador se llama tanque la, asm2 y consta de las siguientes

partes fundamentales:

1. Ingreso de los datos de tiempos: igualación de reloj, tiempo de apagado y tiempo

de encendido del tanque.

2. Operación normal: realiza constantemente un chequeo del tiempo para activar o

desactivar el opto-triac en los tiempos previamente programados.

Los tiempo programados para el apagado y encendido tienen que ver con el inicio

y fin de la hora pico vespertina y nocturna, este lapso será determinado de

acuerdo al análisis de la curva de demanda previamente determinada.

3. Desactivación del tanque de agua al corresponder las horas y minutos actuales

con el tiempo de apagado programado.

4. Activación del tanque de agua al existir coincidencia de las horas y minutos

actuales con el tiempo de encendido programado.

2.4.2.1. PROGRAMA PRINCIPAL

El programa principal se lo ha desarrollado, para que fundamentalmente realice un proceso

de comparación entre el tiempo actual (HH:MM) y el tiempo de apagado y encendido. Si el

tiempo actual coincide con el tiempo de apagado se procede a manejar un dispositivo de

2 Tanquela.asm es el programa que se ejecuta en la versión completa del dispositivo, mientras queTanguelh.asm es el programa que se ejecuta en la versión simplificada del dispositivo.

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DlSPOSrflVO DE CONTROL Pag. 37


control, el opto-acoplador, desactivándose Inmediatamente el triac y por lo tanto

desenergiza el tanque de calentamiento de agua. Si el tiempo actual coincide con el tiempo

de encendido se realiza el proceso contrario, lo que trae como resultado la energización del

tanque de calentamiento de agua.

Cuando se inicia el trabajo del equipo de control hay que efectuar la igualación del reloj -

calendario, proceso que se realiza con la ayuda del teclado, los datos de horas y minutos

guardados no se alterarán cuando se desenergize el equipo, ya que posee una pila de

respaldo que le hace a la memoria del DS1202 una NVRAM.

Ya en el trabajo normal, el microcontrolador constantemente lee el tiempo actual del reloj -

calendario DS1202, dato que le sirve de referencia para la comparación con los tiempos de

encendido y apagado.

El equipo de control está permanentemente mostrando en el display la hora, minutos y

segundos actuales para control visual del tiempo por parte del usuario.

Las entradas de TO y TI son habilitadas con las teclas SI y S2 respectivamente, las mismas

que son leídas su estado constantemente para determinar si se quiere realizar alguna función

de las que se detallan en el proceso FUNCIÓN del diagrama de flujo de la fig - 2.10.-

El diagrama de flujo del programa principal, mismo que define el funcionamiento del

dispositivo de control de los tanques de calentamiento de agua, se muestra en la figura -

2.9.-.


DISPOSITl VO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN D~E CARGAS ELÉCTRICAS

INICIO

SETEO DE TIEMPOS

APAGA SALIDAS DE LEDS Y DISPLAYS

HABILfTA INTERRUPCIONES DEL TIMER

ENCERA LOCALIDADES

CHEQUEA LA TECLA PRESIONADA

SI

ACTIVA EL TANQUE

PROCESO FUNCIÓN

DESACTIVA EL TANQUE

MUESTRA HH:MM:SS

Figura -2.9.- Diagrama de flujo del programa principal

CAPITULO 2. DfSEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pay. 39

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMÍNÍSTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

INCREMENTA UN CONTADOR YMUESTRA EL VALOR EN EL DISPLAY




INCREMENTA UN CONTADOR YMUESTRA EL VALOR EN EL OÍSPLAY


Figura -2.10." Diagrama de flujo del proceso FUNCIÓN.

CAPÍTULO 2. DÍSEÑO DEL DÍSPOSfTIVO DE CONTROL Pug. 40

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA A DMMISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

2.4.2.2. SÜBRÜTINAS DEL PROGRAMA PRINCIPAL

En el siguiente subcapítulo se. detallan las subrutinas del Programa Principal (PP), las

mismas que se encuentran organizadas en la Tabla -2.4.- que se muestra a continuación.

PROGRAMA PARA LA OBTENCIÓN DE LA CURVA DEMANDA EN TIEMPOREAL.

APAGARCEROCARRYCOMPARAR

CLK INTTCLK HORON1CLK MIÑÓN 1CLK HOROFF1CLK MINOFF1CLK CONTCLK LEEDISPLAYINICIO 1INCREMENTOLEER DAT1NUMERO

QUITA RSTRETARDORST CLKSACA SEGSACA MINSACA HORSACAR DAT1SACAJÍORON1

SACA_MINON1

SACAJíOROFFl

SACAJvflNOFFl

TIMER

Apaga LEDs y displays.Encera tanto el carry como el carry auxiliar.Compara dos números de dos bjtes (hh:mm actuales con hh:mm deencendido o apagado).Iguala el reloj calendario DS1202.Guarda el dato de hora de encendido en la NVRAM del DS1202Guarda el dato de los minutos de encendido en la NVRAM del DS1202Guarda el dato de hora de apagado en la NVRAM del DS1202Guarda el dato de los minutos de apagado en la NVRAM del DSI202Envía los datos desde el acumulador hacia el reloj - calendario DS1202Lee bit a bit los datos del reloj - calendario DS1202.Muestra datos en forma decimal en el display.Inicializa parámetros de comunicación entre el U.C y el DS1202.Incrementa el contador de horas y minutosAcomoda los datos para ser leídos desde el reloj al fiC.Convierte un número BCD a su equivalente en 7 segmentos para mostrarloen el display.Deshabilita el RESET del reloj - calendario DS1202.Genera un retardo de 30 segundos.Activa el reset del reloj - calendario DS1202.Realiza la lectura de los segundos de la memoria del DS1202.Realiza la lectura de los minutos de la memoria del DS1202.Realiza la lectura de la hora de la memoria del DS1202.Envía los bits uno a uno al reloj - calendario DS1202.Realiza la lectura de la hora de inicio de la "hora pico" de la memoria delDS1202.Realiza la lectura de los minutos de inicio de la "hora pico" de la memoriadel DS1202.Realiza la lectura de la hora de finalización de la "hora pico" de la memoriadelDS1202.Realiza la lectura de los minutos de finalización de la "hora pico" de lamemoria del DS 1202.Rutina de interrupción del timer.

Tabla -2.4.- Subrutinas utilizadas en el programo TanqueLasm



2.5. DESARROLLO DE LAS SUBRUTINAS

El programa principal se lo ha desarrollado en forma modular, para la mejor comprensión

de las funciones que ejecuta el dispositivo de control, dichas subrutinas se las ha clasificado

de la siguiente manera., tal como se explica en los siguientes subcapítulos:

2.5.1. SUBRUTINAS DE TRABAJO DEL DS1202

Las subrutinas del DS1202 son aquellas que permiten la escritura de bytes en el reloj -

calendario ya sea para igualar el tiempo y fecha o para guardar información en la NVRAM

de este chip. Tienen que ver también con éste grupo de instrucciones aquellas que permiten

realizar la lectura de información almacenada en el DS1202. Tanto el proceso de lectura

como el de escritura en el DS1202 se realiza bit a bit, por lo que las rutinas con las que

trabaja el reloj - calendario son cortos procesos de transmisión y recepción serial entre el

microcontrolador y el DS1202. Estas rutinas se detallan en los siguientes numerales.

2.5.1.1. SUBRUTINA CLKJNIT

Esta rutina empieza inicializando el reloj - calendario para escribir en el modo CLOCK/

CALENDAR BURST MODE, mediante la rutina INICIO_1 que permite el acceso de


DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE PIRCAS

manera secuencial a todas las localidades del reloj - calendario ya sea para lectura o

escritura de estas localidades.

A continuación se inicializa el reloj - calendario DS1202 con los datos de hora y minutos

actuales, otros datos como segundos, día, fecha, mes y año se fijan con datos determinados

en el programa, es decir, para efectos del presente trabajo sólo importa que se iguale la hora

y minutos del reloj, ya que van a ser los únicos parámetros de tiempo para la comparación

de tiempo de encendido y tiempo de apagado.

Luego de inicializar los datos de tiempo y fecha, se utiliza la rutina CLK_CONT para

acomodar los datos y transferirlos al reloj bit a bit en forma serial. El diagrama de flujo de

esta rutina se muestra en la figura -2. 1 1-.

INICIO

INICIAL12A BYTES DE CONTROL CON RUTINA INICIO 1

DETERMINA LOS DATOS DE TIEMPO Y FECHA PARAGUARDARLOS EN EL DS1202

ORGANIZA CADA BYTE DE LOS DATOS PARA ENVIARLOSAL DS1202 EN FORMA SERIAL

ACTIVA EL RST DEL RELOJ AL SALIR DE LA RUTINA

Figura -2.1 /.- Diagrama de flujo de la subrutina CLKJNIT.



2.5.1.2. SUBRUTDfA INICIO_1

Esta rutina realiza la inicialización de los bytes de control y reset para escritura en los bytes

de la .RAM del DS1202 correspondientes al reloj - calendario. El diagrama de flujo se

muestra en la fig -2.12.-.

INICIO

ASEGURA TENER EL RESET EN EL DS1202QUITA EL RESET

CARGA EL REGISTRO R1 CON EL VALOR OOHY TRANSMITE EL DATO SERIALMENTE AL DS1202

ASEGURA TENER EL RESET EN EL DS1202QUITA EL RESET

Figura -2.12.- Diagrama de flujo de la subrutina INICIO_1.

2.5.1.3. SUBRUTINA CLK_CONT

El trabajo de esta subrutina es enviar un dato desde el acumulador hacia el reloj - calendario

DS1202 en forma serial bit a bit, para lo que toma el dato a enviarse desde el registro Rl, lo

coloca en el acumulador y luego va recorriendo a la derecha este registro y envía uno a uno


o/sposrrrvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

los bits desde el bit menos significativo hasta el bit más significativo con- el apoyo de la

rutina SACARJDAT1. El diagrama de flujo de esta subrutina se muestra en la fig -2.13.-.

INICIO

QUFTA EL RESET

CARGA EL ACC CON EL VALOR DEL REGISTRO R1.RECORRE EL ACC HACIA LA DERECHA

MEDIANTE LA RUTINA SACAR_DAT1 EL BIT LSB DEL ACCES TRANSMITIDO AL RELOJ DS1202

SE TRANSMITEN LOS 8 BITS DE CADA DATO.QUITA EL RESET

Figura -2.13.-DI agrama de flujo de la subrufína CLK_CONT.

'2.5.1.4. SUBRUTINA SACAR_DAT1

Es la rutina encargada de tomar el bit menos significativo del acumulador y enviarlo al reloj

- calendario desde el pin P1.7 del pórtico Pl hacia el pin I/O del DS1202. Tal como se



DISPOSITIVO DE CONTROL PARALA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

INICIO

QUITA EL RESET

CARGA EL ACC CON EL VALOR DEL REGISTRO R1.

SE EXTRAE DEL ACC EL BIT MENOS SIGNIFICATICO.EL BIT ES TRANSMITIDO AL RELOJ DS1202.

QUÍTA EL RESET

Figura -2.14.- Diagrama de flujo de la subrutina SACÁR_DATL

2.5.1.5: SUBRUTINA CLK_LEE

El trabajo de esta rutina es leer datos del reloj -calendario DS1202 y ponerlos en el registro

Rl. Para ello, luego de determinar el dato a leerse, esta rutina se vale de una rutina auxiliar

denominada LEERJDAT1 para leer bit a bit el dato del reloj y ubicarlo en Rl. El diagrama

de esta subrutina se ilustra en la figura -2.15.-.



INICIO

QUITA EL RESET

INICIALIZA UN CONTADOR DE 8 LAZOS

MEDIANTE LA RUTINA LEER_DAT1 EXTRAE BIT A BIT ELDATO DEL RELOJ DS1202

SE RECIBEN LOS 8 BITS DE CADA DATO EN R1,QUITA EL RESET

Figura -2.75.- Diagrama de flujo de la subnitina CLK_LEE.

2.5.1.6. SUBRÜTINA LEER_DAT1

Es la rutina encargada de tomar el bit menos significativo de un determinado dato del reloj -

calendario desde el pin I/O del DS1202 hacia el pin P1.7 del pórtico Pl. Tal como se



DISPOSITIVO DE COMTROL PARA LA ADMlNÍSTRACtÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

INICIO

QUITA EL RESET

CARGA EL ACC CON EL VALOR DEL REGISTRO R1.RECORRE EL ACC HACIA LA DERECHA

SE EXTRAE DEL DATO DEL RELOJ EL BIT LSB.EL BIT LEÍDO SE CARGA EN EL REGISTRO R1.

QUITA EL RESET

Figura -2.16.- Diagrama de flujo de la subrutina LEERJDÁTL

2.5.1.7. SUBRUTINA CLK_HORON1

Esta subrutina guarda en la localidad O de la NVRAM del reloj - calendario el dato de la

hora de apagado del tanque3; para ello al igual que la subrutina CLK_INTT se vale de la

subrutina CLK_CONT para escribir el dato en el DS1202 bit a bit. Tal como se muestra en

lafig-2.17.-.

La hora de apagado del tanque coincide con el inicio de la "hora pico".

CAPITULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pag. 48

D/sposrrrvo DE CONTROL PARA LA ADMLNISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

INICIO

1NICIALIZA BYTES DE COhTTROL CON RUTINA INICIO 1

SETEA LA DIRECCIÓN O DE LA RAM DEL DS1202 PARAESCRITURA.

CARGA EL DATO DE HORON1 EN R1.TRANSMITE R1 AL DS1202 CON LA RUTINA CLK CONT


Figura -2.17.- Diagrama de flujo de la subrutlna CLK_HORON1.

2.5.1.8. SUBRÜTINA CLK_MINON1

Esta subrutina es la encargada de guardar en la localidad 1 de la NVRAM del reloj -

calendario el dato de los minutos de apagado del tanque; para ello al igual que la subrutina

CLKJNIT se vale de la subrutina CLK_CONT para escribir el dato en el DS1202 bit a bit.

Tal como se muestra en la figura -2.18.-.



INICIO

INICIAL1ZA BYTES DE CONTROL CON RUTINA INICIO 1

SETEA LA DIRECCIÓN 1 DE LA RAM DEL DS1202 PARAESCRITURA.

CARGA EL DATO DE MINON1 EN R1.TRANSMITE R1 AL DS1202 CON LA RUTINA CLK CONT

ACTA/A EL RST DEL RELOJ AL SALIR DE LA RUTINA

Figura -2.75.- Diagrama de flujo de la subrutina CLK_MINONJ.

2.5.1.9. SUBRUTINA CLK_HOROFF1

Esta subruíina guarda en la localidad 2 de la NVRAM del reloj - calendario, el dato de la

hora de encendido del tanque4; para ello al igual que la subrutina CLK_INIT se vale de la

subruíina CLK_CONT para escribir el dato en el DS1202 bit a bit. Tal como se muestra en

la figura-2.19.-.

4 La hora de encendido o reconexión del tanque coincide con la finalÍTacinn de la "hora pico"



INICIO

INICIALIZA BVTES DE CONTROL CON RUTINA INICIO_1

SETEA U DIRECCIÓN 2 DE U RAM DEL DS1202 PARAESCRITURA.

CARGA EL DATO DE HOROFF1 EN R1.TRANSMITE R1 AL DS1202 CON LA RUTINA CLK CONT


Figura -2.19.- Diagrama de flujo de la submtína CLKJíOROFFl.

2.5.1.10. SÜBRUTINA CLK_MINOFF1

Esta subrutma guarda en la localidad 3 de la NVRAM del reloj - calendario el dato de los

minutos en que se efectuará el encendido del tanque; para ello al igual que la subrutina

CLKJMT aprovecha la subrutina CLK_CONT para escribir el dato en el DS1202 bit a bit.

Tal como se muestra en la fig -2.20.-.



INICIO

INICIALIZA BYTES DE CONTROL CON RUTINA INICIO 1

SETEA LA DIRECCIÓN 3 DE LA RAM DEL DS1202 PARAESCRITURA.

CARGA EL DATO DE MINOFF1 EN R1.TRANSMITE R1 AL DS1202 CON LA RUTINA CLK CONT


Figura -2.20.- Diagrama de flujo de ¡a subrutina CLK_MINOFF1.

2.5.1.11. SUBRUTINA SACA_SEG

Esta subrutina recupera el dato de los segundos de la localidad correspondiente de la

NVRAM del reloj - calendario, para almacenarlo temporalmente en la localidad SEGUNDO

de la RAM del microcontrolador.

Esta rutina empieza accediendo al reloj a través del byte de control que es transmitido

mediante la rutina CLK_CONT, luego procede a la lectura de la localidad donde se guardan

los segundos del DS1202 a través de la rutina CLKJLEE y finalmente el dato recuperado se


Disposrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

carga en el registro Rl para luego guardarlo en la localidad de memoria RAM del

microcontroíador correspondiente a los segundos (SEGUNDO). Tal como se muestra en la

fig. -2.21.-.

INICIO

QUITA EL RESETCARGA R1 CON EL VALOR 81H PARA ACCEDER AL DS1202

EL DATO DE R1 ES TX AL DS1202 MEDIANTE LA RUTINACLK CONT.

SE EXTRAE DEL DATO DE LOS SEGUNDOS DEL DS1202MEDIANTE LA RUTINA CLK LEE.

GUARDA EL DATO RECUPERADO EN LA RAM DEL MICRO.QUITA EL RESET

Figura -2.21. - Diagrama de flujo de la subrutina SÁCÁ_SEG.

2.5.1.12. SUBRUTINA SACA_MIN

Su tarea consiste en recuperar el dato de los minutos de la localidad correspondiente de la

NVRAM del reloj - calendario, para almacenarlo temporalmente en la localidad MINUTO

de la RAM del microcontroíador.

La subrutina empieza accediendo al reloj - calendario a través del byte de control

correspondiente que es transmitido mediante la rutina CLK_CONT, luego procede a la



lectura de la localidad donde se guardan los minutos del DS1202 con la ayuda de la rutina

CLKJLEE y finalmente el dato recuperado se carga en el registro Rl para luego guardarlo

en la localidad de memoria RAM del microcontrolador correspondiente a los minutos

(MINUTO). Tal como lo muestra el diagrama de flujo de la figura. -2.22.-.

INICIO


EL DATO DE R1 ES TRANSMITIDO AL DS1202 MEDIANTE LARUTINA CLK CONT.

SE EXTRAE DEL DATO DE LOS MINUTOS DEL DS1202MEDIANTE LA RUTINA CLK LEE.


Figura -2.22.- Diagrama de flujo de la subrutina SACA_MIN.

2.5.1.13. SUBRUTINA SACAJBOR

Esta subrutina recupera el dato de la hora de la localidad correspondiente de la NVRAM del

reloj - calendario, para almacenarlo temporalmente en la localidad HORA de la RAM del

microcontrolador.


D/SPOSmVO DE CONTROL PA-RA LA .ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

Esta rutina comienza accediendo al reloj - calendario a través del byte de control y dirección

que es transmitido mediante la rutina CLK_CONT, luego procede a la lectura de la

localidad donde se guarda la hora del DS1202 a través de la rutina CLKJLEE y finalmente

el dato recuperado se carga en el registro Rl para luego guardarlo en la localidad de

memoria RAM del microcontrolador correspondiente a la hora (HORA). Tal como se

muestra en la fig. -2.23.-.

INICIO

QUfTA EL RESETCARGA Rl CON EL VALOR 85H PARA ACCEDER AL DS1202


SE EXTRAE DEL DATO DE LA HORA DEL DS1202 MEDIANTELA RUTINA CLK LEE.

GUARDA EL DATO RECUPERADO EN LA RAM DEL MICRO.QUfTA EL RESET

Figura -2.23.- Diagrama de flujo de la subrutina SÁCA_HOR.

2.5.1.14. SUBRUTINA SACAJHORON1

Esta subrutina recupera el dato de la hora de inicio de la "hora pico" de la localidad O de la

NVRAM del reloj - calendario, para almacenarlo temporalmente en la localidad HORONl

de la RAM del microcontrolador.



Esta subrutina comienza accediendo al reloj - calendario a través del byte de control y

dirección ( C1H) que es transmitido mediante la subrutina CLK_CONT, luego procede a la

lectura de la localidad donde se guarda la HORONl del DS1202 a través de la subrutina

CLK_LEE y finalmente el dato recuperado se carga en el registro Rl para luego guardarlo

en la localidad de memoria RAM del microcontrolador correspondiente a la hora de inicio

de la denominada "hora pico" (HORONl). Tal como se muestra en la fig. -2.24.-.

INICIO


EL DATO DE Rl ES TX AL DS1202 MEDIANTE LA RUTINACLK CONT.

SE EXTRAE DEL DATO DE HORON1 DEL DS1202 MEDÍANTELA RUTINA CLK LEE.


Figura -2.24,- Diagrama de flujo de la subrutina SACA_HORONL

2.5.1.15. SUBRUTINA SACAJVIINON1

Esta subrutina recupera el dato de los minutos de inicio de la "hora pico" de la localidad 1

de la NVRAM del reloj - calendario, para almacenarlo temporalmente en la localidad

MIÑÓN 1 de la RAM del microcontrolador.




dirección ( C3H) que es transmitido mediante la subruíina CLK_CONT, luego procede a la

lectura de la localidad donde se guarda la MINON1 del DS1202 a través de la subrutina

CLK_LEE y finalmente el dato recuperado se carga en el registro Rl para luego guardarlo

en la localidad de memoria RAM del microcontrolador correspondiente a los minutos de

inicio de la denominada "hora pico" (MTNON1). Tal como se muestra en la fig. -2.25.-.

INICIO

QUFTA EL RESETCARGA R1 CON EL VALOR 85H PARA ACCEDER AL DS1202


SE EXTRAE DEL DATO DE MINON1 DEL DS12Q2 MEDIANTELA RUTINA CLK LEE.

GUARDA EL DATO RECUPERADO EN LA RAM DEL MICRO.QUfTA EL RESET

Figura -2.25.- Diagrama de flujo de (a submtina SACAJvflNONl.

2.5.1.16. SUBRUTINA SACAJ3OROFF1

Esta subrutina recupera el dato de la hora de finalización de la "hora pico" de la localidad 2

de la NVRAM del reloj - calendario, para almacenarlo temporalmente en la localidad

HOROFF1 de la RAM del microcontrolador.

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pug, 57

o/sposrnvo DE COMÍ of. PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS


dirección ( C5H) que es transmitido medíante la subrutina CLK_CONT5 luego procede a la

lectura de la localidad donde se guarda la HOROFFl del DS1202 a través de la subrutina

CLK_JLEE y finalmente el dato recuperado se carga en el registro Rl para luego guardarlo

en la localidad de memoria RAM del microcontrolador correspondiente a la hora de

finalización de la denominada "hora pico" (HOROFFl). Tal como se muestra en la figura . -

2.26.-.

INICIO

QUITA EL RESETCARGA Rl CON EL VALOR 85H PARA ACCEDER AL DS1202

EL DATO DE Rl ES TX AL DS1202 MEDIANTE LA RUTINACLK CONT.

SE EXTRAE DEL DATO DE HOROFF1 DEL DS1202 MEDIANTELA RUTINA CLK LEE.


Figura -2.26.- Diagrama de flujo de ia subrutina SÁCÁ_HOROFF1.

2.5.1.17. SUBRUTINA SACA MINOFF1

CAPITULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL Pag, 58


Esta subrutina recupera el dato de los minutos de finalización de la "hora pico" de la

localidad 3 de la NVRAM del reloj - calendario, para almacenarlo temporalmente en la

localidad MINOFF1 de la RAM del microcontrolador.


dirección ( C7H) que es transmitido mediante la subrutina CLK_CONT, luego procede a la

lectura de la localidad donde se guarda la MINOFF1 del DS1202 a través de la subrutina

CLKJLEE y finalmente el dato recuperado se carga en el registro Rl para luego guardarlo

en la localidad de memoria RAM del microcontrolador correspondiente a los minutos de

finalización de la denominada "hora pico" (MINOFF1). Tal como se muestra en la fig. -

2.27.-.

INICIO

QUrTA EL RESETCARGA R1 CON EL VALOR 85H PARA ACCEDER AL DS1202


SE EXTRAE DEL DATO DE MINOFF1 DEL DS1202 MEDIANTELA RUTINA CLK LEE.

GUARDA EL DATO RECUPERADO EN LA RAM DEL MICRO.QUíTA EL RESET

Figura -2.27.- Diagrama de flujo de lo subrutina SACA_MINOFFl.


DISPOSmVO DE CONTROL PARALA ADMMISTRACÍÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

2.5.1.18. SUBRÜTINA QÜITA_RST

Esta subrutina pone 1 lógico en el pin RST ( reset del reloj - calendario DS1202), para lo

cual pone en el BUS del microcontrolador el dato 20H. Esta subrutina se utiliza para

acceder al chip y realizar cualquier operación combinada con el microcontrolador, tanto de

lectura de datos como de escritura de datos en la NVRAM del chip.

2.5.1.19. SUBRUTINA RST_CLK

Su trabajo consiste en poner un O lógico en el reset del reloj - calendario (pin RST); para lo

cual se escribe en el BUS del microcontrolador el dato OOH. Es una subrutina necesaria y se

la coloca al iniciar un determinado proceso con el reloj y también al final de dicho proceso

para cerrar el acceso al reloj.

2.5.2. SUBRUTINAS DE CONTROL

Son aquellos subprogramas que permiten realizar el control de las distintas funciones que se

encuentra realizando el sistema electrónico y que se describen en los siguientes

sub capítulos.

2.5.2.1. SUBRUTINA COMPARAR


Dísposrr/vo DE CONTROL PARA LA ADMJNISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

Es la subrutina encargada de comparar si los datos de HH:MM actuales se encuentran

dentro o fuera del rango del período de tiempo denominado como "hora pico", en cada uno

de los dos casos la subrutina envía un dato de bandera diferente para que el programa

principal active o desactive el triac que controla el encendido/apagado del tanque.

Esta subrutina tiene como datos de entrada las siguientes posibilidades:

• 2 bytes correspondientes a las HH:MM actuales (HORA y MINUTO) y 2 bytes

correspondientes a las HH:MM de inicio de la hora pico (HORON1 y MIÑÓN!),

luego hace una comparación bit a bit y detecta que grupo de bytes es mayor, igual o

menor y de acuerdo al resultado de la comparación envía un dato diferente como

salida de la subrutina al programa principal.

• 2 bytes correspondientes a las HH;MM actuales (HORA y MINUTO) y 2 bytes

correspondientes a las HH:MM de finalización de la hora pico (HOROFF1 y

MINOOF1), luego hace el mismo proceso de comparación que en el caso anterior.

El diagrama de flujo de esta subrutina se muestra en al figura -2.28.-

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL pav. 61

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA 'LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

TOMA COMO BYTES DE ENTRADA LASHH:MM ACTUALES

TOMA COMO BYTES DE ENTRADA LASHH:MM DE INICIO Ó FIN DE LA HORA

NO

> f

RESETEA BANDERA DE COMPARACIÓN

Figura -2.28.- Diagramo de flujo de la subrutína COMPARAR..

2.5.2.2. SUBRUTÍNA CEROCARRY

Esta subrutina se encarga de acceder al registro que contiene la palabra de estado del

programa PSW y encerar tanto el carry como el carry auxiliar, para lo cual se realiza un

AND lógico entre éste registro y el dato 3FH.


DISPOSITIVO DECOiVTROL PAKA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

2.5.2.3. SUBRUTINA APAGAR

Su tarea consiste en apagar tanto los diodos leds como el display de 2 caracteres, se la

utiliza cuando de requiere modificar los datos de inicialización de HH:MM actuales y los

datos de HH:MM para el período de tiempo de la "hora pico".

2.5.3. SUBRUTINAS DE MANEJO DEL DISPLAY

Corresponde a los subprogramas que se utilizan para obtener el funcionamiento adecuado

del display, los mismos que se explican en las siguientes subrutinas.

2.5.3.1. SUBRUTINA DISPLAY

Su tarea consiste en mostrar los datos de HH:MM:SS en el display, la Hfí:MM de inicio y

la HH:MM de finalización de la "hora pico". La muestra de estos tres tipos de datos es

importante al momento de programar las versiones simplificadas del sistema electrónico, ya

que éstos dispositivos no dispondrán de display.

La subrutina inicia arrancando el TIMER que determina el tiempo de muestra de cada dato

en el display, seguidamente recupera el dato de RO (formato BCD) que es el que se va a

mostrar, mismo que se lo separa en decenas y unidades para luego formatearle con la

subrutina NUMERO para su visualización en el display.

CAPÍTULO 2. DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE CONTROL pa$. 63


Cada dato de hora, minutos y segundos tienen un tiempo de muestra de 2 segundos cada

uno y se muestran secuenciaimente, primero la hora, luego los minutos y finalmente los

segundos, es decir, mostrar la HH:MM:SS tiene aproximadamente un tiempo de duración

de 6 segundos. El tiempo de muestra de HH:MM de inicio / fin de la hora pico tiene una

duración de 4 segundos, repartidos equitativamente tanto para las horas como para los

minutos.

Un esquema que muestre el funcionamiento de esta subrutina se muestra en el diagrama de

flujo de la figura-2.29.-.

INICIO

ARRANCA EL T1MERRECUPERA EL VALOR DE RO

RO CONTIENE EL DATO A MOSTRARSE Y SE LO SEPARA ENDECENAS Y UNIDADES

SE FORMATEA EL DATO DE RO PARA MOSTRAR LASDECENAS CON LA AYUDA DE LA RUTINA NUMERO.

SE FORMATEA EL DATO DE RO PARA MOSTRAR LASUNIDADES CON LA AYUDA DE LA RUTINA NUMERO.

Figura -2.29.- Diagrama de flujo de la subnitina DISPLAY.


DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

2.5.3.2. SUBRUTINA TEMER

Es una subrutina de interrupción que se activa por sobrepasamiento del contador cuyo valor

de recarga asignado es F8H; valor que se carga en el registro T y proporciona un retardo de

aproximadamente 2 milisegundos.

2.5.3.3. SUBRUTINA NUMERO

Es la encargada de tomar el dato tanto de las decenas como de las unidades que se

encuentran en formato BCD y codificarlos en 7 segmentos para mostrarlos en el display a

través del pórtico 1. La codificación para cada segmento se muestra al final del programa

tanquel.asm.

2.5.3.4. SUBRUTINA RETARDO

Esta subrutina genera un retardo de tiempo equivalente a medio segundo utilizando una

secuencia de 131072 ciclos de máquina, obteniéndose el tiempo de retardo de la siguiente

manera:

'RETARDO

ÍRETARDO = (131072)(4,2êg)

RETARDO


DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA. ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

Al finalizar el capítulo cabe indicar que el programa que se ha explicado en los subcapítulos

anteriores corresponde a la versión completa y su nombre es TanquelcLasm.

El programa que corre en la versión simplificada del dispositivo de control, es el mismo que

se acaba de detallar con excepciones mínimas5, puesto que dicha versión tiene una

configuración de hardware distinta para acceso al reloj - calendario, tal como lo muestra la

figura -2.8.-. Además que el programa que corre en la versión simplificada no necesita de

subrutinas como la DISPLAY, NUMERO, y el proceso FUNCIÓN del programa principal.

5 El programa que corre en la versión simplificada es el Tanquelb,asm


RELOJ - CRLENDñRIO EN TIEMPO REAL

MICROCONTROLfíDOR

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFQCULTAD DE INGENIERÍA ELECTRICE

Ti ti e-CONTROL DE ENCENDIDO Y APAGADO DE TONQUES

A FIG -2,3.- CONEXIÓN DEL|Sh*at

KEuC - D512O2 |

IN2

INS

IN4

INS

IN6

IN7

O2

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"2 1N

LED2 Prender

LED3 P S-'r"

LED4 Indicador de

activadoXDeaactivado

R6 220

RS 220

Minuto*

JJLED6 Horas

ULN2003

SENñLIZfíCION Y MUESTRA DE DftTOSESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFPCÜLTQO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

CONTROL DE ENCENDIDO Y APAGADO DE TANQUES

;iz« 3ocurr>«nt Nurrfaer RE

A "IC. -2.4.- SEÑALIZACIÓN Y MUESTRA D

MOC3O31 C115V«C3

RCOPLñMIENTO ÓPTICO

MICROCONTROLfiDOR

TRKJ, 2525AX200VU JP1

l fr*> *«1 S

¿,TANQUE

ON/OFF DEL TRNQUE

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTAD pEJINGENIERIA ELECTRICE)

Tltl*CONTROL DE ENCENDIDO Y «PAGADO DE TflNOUES

lie Document Nurrt>«r Rí

A FIG -2,6.- CIRCUITO DE «CTIVflCXON

ate: ftpf-l.1 &, 1997|Shegt i oí

FUENTE DE PODER: VOLTRJE=5V, CORRIENTE=lñ

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTAD DE IGENIERIA ELÉCTRICO

Titl*CONTROLftDOR DE ENCENDIDO Y fiPACODO DE IANOU

FIG -2.7- FUENTE DE PODER

Novgmber-11, !99&¡5h»gt

DS12O2

RELOJ EN TIEMPO REAL

MICROCONTROLfiDOR

MOC3Q31 C11SVOC3

ACOPLAMIENTO ÓPTICO

FUENTE DE + 5 V DC

ON/OFF DEL TANQUE

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTOD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

riti»CONTROL DE ENCENDIDO Y APAGADO DE TONQUES

S FIC -2.8- VERSIÓN SIMPLIFICÓOS"Aionl.1 &. 199'7(SKeet~


CAPITULO 3.

PRUEBAS EXPERIMENTALES.

3.1. Equipos de registro.

3.2. Determinación de usuarios y prueba.

3.3. Resultados de uso sin el equipo de control.

3.4. Resultados de uso con el equipo de control.

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES.


CAPITULO 3.

3. PRUEBAS EXPERIMENTALES

3.1. EQUIPOS DE REGISTRO

Para la obtención de los datos de demanda media registrados cada 15 minutos en usuarios

residenciales se ha utilizado los equipos registradores del proyecto EPN - E.E.Q.S.A, los

mismos que han sido facilitados para el desarrollo del presente trabajo y que dentro de sus

opciones registran en tiempo real y cada 15 minutos datos de voltaje de la red, consumo en

Kwh/15 min., determinan hora de corte y regreso de la energía eléctrica. Estos equipos ya

han sido probados y han trabajado normalmente en distintas tareas, por lo que dan una

buena garantía y veracidad de la información que necesitamos para obtener la curva de

demanda diaria de cada usuario.

Los registradores utilizados son equipos híbridos constituidos por dos etapas tecnológicas

distintas, por una parte se componen de un contador electromecánico de energía trifásico y

por otra de un módulo electrónico-digital.

En cuanto a su primer componente, el contador electromecánico trifásico de energía activa,

es el encargado de contar el consumo total de energía eléctrica, éste equipo es muy similar a

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 73


los contadores de energía comunes y corrientes que se instalan a nivel residencial o

industrial por parte de la empresa eléctrica; en el mismo se ha incorporado un

optoacoplador para que el contador actúe como el transductor, enviando pulsos a la parte

electrónica digital para su conteo y procesamiento.

El segundo componente del equipo de registro es de tecnología electrónica digital y es el

encargado de tomar los datos en tiempo real de voltaje, Kwh, hora de corte, etc., y

almacenarlos en una memoria no volátil. Los datos almacenados son transferidos mediante

una interfaz serial de norma RS-232C hacia un computador personal, en forma de archivo

tipo texto.

3.2 DETERMINACIÓN DE USUARIOS Y PRUEBA

Al iniciar la presente investigación, se definió el universo o población que va a ser objeto del

análisis. Se ha considerado como sector de estudio para la realización del muestreo una

zona urbana residencial de la ciudad de Quito.

Para la determinación de la población y su conformación precisa, se tomaron en cuenta las

siguientes consideraciones básicas, que definen el marco muestral del estudio propuesto:

1. El estudio se efectuará sólo en el sector residencial, tal como se ha planteado en

el alcance de este trabajo y en vista a la inconveniencia de realizar un control en

los sectores industrial y comercial.

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERfcfENTALES Pug. 74

DÍSPOSmVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DF. CARCAS ELÉCTRICAS

2. Dentro del sector residencial como es obvio se escogerán residencias que

dispongan de tanque eléctrico para el calentamiento de agua y que su uso

corresponda a una costumbre normal de la unidad familiar.

3. El tanque de calentamiento de agua no necesariamente debe estar funcionando las

24 horas del día, sino en el horario que el usuario esté acostumbrado a utilizarlo.

4. El escogitamiento de los usuarios a ser estudiados se lo ha realzado en forma

aleatoria, usuarios que desde luego, son parte del marco muestral previamente

definido.

De las consultas realizadas los estratos socioeconómicos que disponen de tanques de

calentamiento de agua corresponden a los estratos o nivel socioeconómico medio alto y

alto; es decir, aquellos sectores poblacionales residenciales que su consumo de energía

mensual es mayor a los 300 Kwh.

3.21. EL MÜESTREO COMO MÉTODO PARA INVESTIGACIÓN DE LA CARGA

Para efectos del presente estudio, se ha adoptado el muestreo como el método científico

más apropiado, ya que permite obtener resultados concretos del estudio, con bastante



precisión en tiempos reducidos y sobre todo bajos costos, ésta última cualidad es de

fundamental importancia que se tome en cuenta en todo proceso investigativo.

Entre las ventajas de realizar el presente estudio a través del muestreo se mencionan las

siguientes:

1. Simplifica enormemente el estudio, ya que permite maniobrar con un reducido

número de usuarios.

2. Se puede llegar a resultados concretos en un reducido período de tiempo, dando un

buen nivel de confiabilidad de sus resultados en comparación a un estudio de toda la

población.

3. Como consecuencia de la dos ventajas anteriores, con el muestreo se obtiene una

reducción en los costos del estudio, ya que demandará para la investigación un

reducido número de recursos humanos y técnicos comparados con la realización de

una investigación que considere a todo el universo.

4. Puesto que nuestro estudio contempla el trabajo con un pequeño número de

usuarios, se facilita la realización de verificaciones y controles continuos en todas las

etapas de la investigación.

5. El muestreo aquí realizado facilita el desarrollo de la investigación, considerando los

pocos equipos disponibles para la toma de datos y los recursos económicos

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPER MENTA LES Pag. 76

oí5posrnvo DE CONTROL PARA. LA. ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

limitados programados que tiene el investigador para la realización de una Tesis de

Grado de éstas características.

De entre las limitaciones encontradas en la realización del muestreo, se mencionan las

siguientes:

1. La investigación por unidad de muestra es bastante costosa, ya que se necesita

disponer de un equipo de registro y un dispositivo de control de carga y los

correspondientes recursos para almacenar información y presentación de resultados.

Pues, con los reducidos equipos disponibles para el estudio sería necesario un largo

tiempo para realizar un muestreo más amplio del aquí desarrollado; de ahí la

principal razón para tomar un reducido espacio muestral en el presente estudio. Por

lo que para estudios más amplios, se requerirá un amplio presupuesto y numerosos

recursos humanos y técnicos.

2. Una situación muy importante que se debe tomar en cuenta, es la falta de

cooperación de los usuarios a ser investigados, este se convierte en un inconveniente

para el tipo de muestreo realizado, ya sea por ignorancia de los objetivos a cumplirse

o por la incomodidad que le causarían los equipos instalados, lo cual redunda en un

estudio muy complejo en cuanto a su toma de datos.

3.22. INSTALACIÓN DEL EQUIPO Y TOMA DE DATOS

CAPmtLO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 77

DISPOSITIVO DECOXTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

Una vez definido el marco muestral y en base a las facilidades que se encontraron por parte

de los usuarios que sí aceptaron la instalación de los equipos; se definió el siguiente

procedimiento como el más adecuado para la toma de muestras del consumo de energía:

1. Instalación del equipo de registro para la toma de datos, misma que se la debe

realizar como se muestra en la figura -3.1.- en forma de diagrama de bloques; sin

embargo, cabe indicar que en los lugares donde se hicieron las pruebas se

encontraban instalados contadores electromecánicos de dos fases, por lo tanto no

se utilizó la Fase T de los registradores.

RS

r*

CONTADOlELECTROMECÁNICt

•?

)

R

S

¿V

EQUIPODEREGISTRO

R

S

NCARGA

Figura -3.L- Forma de instalación del equipo de registro

2. Programación del equipo de registro con la fecha y hora actualizadas.

3. Lectura de datos en forma regular para comprobar el funcionamiento normal del

equipo de registro.

CAPrrULO3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pug. 78


Los pasos 2 y 3 indicados se los puede realizar con ayuda del programa de comunicaciones

desarrollado para los propósitos del proyecto EPN-E.E.Q.S.A antes señalado.

Se instalaron seis equipos de control en otros tantos usuarios residenciales, para la toma de

datos y se obtuvieron las lecturas de las demandas correspondientes a 10 - 15 días sin el

dispositivo de control de carga instalado. Seguidamente por el mismo lapso se tomaron

lecturas de las demandas pero con los dispositivos de control de carga ya instalados y

funcionando perfectamente. Los resultados obtenidos en cada uno de los procesos fueron

los que se describen en los siguientes subcapítulos y cuyas curvas son las que se presentan

en el anexo A.

3.23. PRUEBAS DE INSTALACIÓN DEL DISPOSITIVO DE CONTROL

Antes de proceder a la instalación del dispositivo de control de carga, se hizo necesario

realizar el siguiente protocolo de pruebas al equipo, con el fin de asegurar un trabajo normal

del mismo antes de ser sometido al control durante largos períodos de tiempo fijados para el

estudio.

Los distintas pruebas que se realizarán al equipo de control son las que se detallan a

continuación.


D/SPO5fnVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

• Instalarle junto a un tanque termostato en la forma como se describe en el

Manual del usuario y determinar las problemas y facilidades de su instalación, de

tal manera que no altere mayormente el espacio físico y las actividades normales

de los usuarios.

• Programar el dispositivo de tal manera que encienda y apague el tanque de agua

caliente en forma alternada y en períodos de cinco minutos de duración tanto para

el encendido como para el apagado.

• Proceder aleatoriamente a cortar y reconectar el servicio eléctrico en la residencia

en que se realice esta prueba, con el fin de observar el comportamiento del

dispositivo frente a cambios bruscos de la energía eléctrica; es decir, observar si

dichos cambios afectan a la fuente regulada del dispositivo, si se afecta o no los

datos almacenados en el reloj-calendario, el comportamiento del triac y demás

componentes que integran el dispositivo.

• Esta prueba de instalación sirve además para determinar toda la logística

requerida, como puede ser la longitud de los cables eléctricos que se necesitaran

y aspectos concernientes a la conexión del dispositivo de control al tanque de

agua caliente.

• Se procederá también a reprogramar el encendido del tanque de calentamiento de

agua en prueba, durante un período continuo de 24 horas y de esta forma

determinar el grado de recalentamiento del dispositivo de control.

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERMENTALES Pag, SO

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LAADMWÍSTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

Luego de haber analizado detenidamente las pruebas efectuadas al dispositivo se realizaron

pequeños cambios tanto en el hardware como en el software del dispositivo de control de

carga.

Entre los cambios más importantes se destacan los siguientes:

1. Colocar en la parte externa del dispositivo un par de leds que indiquen dos datos

importantes para el investigador: el primer dato consiste en mostrar mediante un

led si el reloj-calendario y el microcontrolador están acoplados perfectamente,

para lo cual el led se encenderá y apagará en lapsos de un segundo en forma

permanente mientras se mantenga energizado el dispositivo. El otro led servirá

para saber si el tanque de agua calienta se encuentra energizado (ON) o

desconetado (OFF).

2. Modificar el programa Tanque Ib.asm para que el dispositivo cumpla con las

funciones descritas en el numeral anterior.

3. Extender la longitud de los cables para alcanzar las tomas de energía bordeando

el espacio físico para no causar molestias al usuario.

3.3. RESULTADOS DE USO SIN EL EQUIPO DE CONTROL


DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMfWSTRAClÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

La obtención de los resultados y la interpretación de los mismos, corresponde a la siguiente

fase del presente estudio luego de la toma de datos de cada usuario investigado. Es este

tramo del estudio se analizan los resultados obtenidos del comportamiento de la curva de

demanda, resultados que obedecen a la forma y tiempo de consumo de la energía eléctrica

sín utilizar el dispositivo de control de carga.

Los datos del comportamiento de la curva de demanda corresponden a un archivo tipo texto

que se obtiene en el computador al transferir la información almacenada en el equipo de

registro. El archivo en referencia que contiene la información registrada, como ejemplo, se

presenta en la Tabla -3.1.-, sus datos se explican en detalle a continuación.

El archivo que se ha tomado como referencia es al que se lo denominó dato02Q.prn el cual

contiene las lecturas realizadas en la instalación de un usuario residencial al mismo que por

facilidad se le ha denominado DEPARTAMENTO L La información de la que se compone

este archivo es la que se explica a continuación, y que corresponde a los siguientes datos:

Encabezado:

Corresponden a los datos de identificación de la etapa de registro, y que tienen el

siguiente significado:

Estrato, se tiene este parámetro puesto que se utilizó el programa de

comunicaciones del proyecto EPN-E.E.Q.S.A en el mismo que para su estudio se

definen varios estratos de consumo. En este archivo se define el estrato en que se

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pug. 82

DLSPOsrnvo DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

está realizando la medición; para el presente trabajo se definió un sólo estrato de

medición.

Número de código, corresponde a un valor que permite distinguir los diferentes

archivos que se van creando en el computador al ir transfiriendo la información

desde el equipo de registro.

Número de serie, representa el número de identificación del equipo de registro

usado.

Fecha y hora de programación., corresponde a la fecha y hora en que se realiza la

programación del equipo de registro, es a partir de ese momento en que se inicia el

trabajo general del equipo.

Fecha y hora de inicio de la toma de datos, corresponde a un instante después en

que se ha programado el medidor y que coincide con uno los cuatro tiempos de

toma de datos que existen (0,15,30 y 45 minutos) dentro de cada hora durante el

día.

Fecha y hora de la primera lectura, representa la fecha y hora en que se realiza la

primera transferencia de datos del registro al computador y permite observar las

lecturas iniciales captadas por el medidor. Generalmente la primera lectura se la

realiza instantes después de programado el registrador con el fin de observar su

normal comportamiento de trabajo.

CAPÍTULO 3, PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 83

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA A DMINÍSTRAC1ÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

Fecha y hora de la última lectura, representa la fecha y hora de la última

transferencia de datos del equipo de registro al computador personal.

Primera columna:

Constituye un carácter indicativo que depende del estado de la toma de datos; y a su

vez ayuda a conocer el estado de registro; donde N representa lectura normal, C

corte de energía y finalmente R que significa regreso del fluido eléctrico.

Segunda columna:

Muestra la fecha y hora en la que se guardan los distintos valores medidos por el

equipo de registro.

Tercera columna ( @ Act):

Contiene la información del consumo de energía activa en Kwh, correspondiente a

los últimos 15 minutos.

Cuarta columna ( @ Reac ):

Muestra el valor de la energía reactiva, que en nuestro caso es un dato sin

importancia, ya que no es relevante para el presente estudio.

Quinta columna ( Volt):

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERIfrIENTALES Pag. S4

D/SPOSmVO DE CONTROL PARA. f-A ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

Muestra el valor de voltaje entre una de las fases y el neutro, este dato no reviste

importancia para efectos del cálculo de la curva de demanda y el objetivo de

establecer si se consigue un ahorro de energía, que es el propósito de este trabajo.

La sexta y séptima columna no son importantes ya que muestran información de la fecha y

hora de inicio y terminación de un corte de energía.

En resumen, los datos registrados que sirven para determinar la curva de demanda del

usuario en estudio, son los correspondientes a las columnas 2 (fecha y hora) y 3 (consumo

en Kwh o energía activa).

El archivo dato02Q.prn que se muestra en la Tabla -3.1- está resumido hasta el último dato

tomado del día jueves 19 de diciembre de 1996, ya que como ejemplo para realizar el

gráfico de la curva de demanda, se utilizará la información de un día completo.

ARCHIVO DATO020.PRN

ESTRATO: 1^CÓDIGO: 020ASERIE: ODEP#nc: 5Programación: 16/12/96 11:54Inicialización: 16/12/96 12:00Primera Lectura: 16/12/96 12:16Ultima Lectura: 28/12/96 08:15

"Cod Fecha Hora (5>.Act @y.Reac

N 18/12/96 23:30 0.56 __ 121.09N 18/12/9623:45 1.10 _ 121.72N 19/12/9600:00 1.14 120.15

CAPÍTULOS. PRUEBAS EXPERMENTALES Pav. 85o

DÍSPOSmVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN

19/12/9600:1519/12/96 00:3019/12/9600:4519/12/9601:0019/12/9601:1519/12/9601:3019/12/9601:4519/12/9602:0019/12/9602:1519/12/96 02:3019/12/9602:4519/12/9603:0019/12/9603:1519/12/9603:3019/12/9603:4519/12/96 04:0019/12/9604:1519/12/96 04:3019/12/9604:4519/12/96 05:0019/12/9605:1519/12/9605:3019/12/9605:4519/12/96 06:0019/12/9606:1519/12/9606:3019/12/96 06:4519/12/96 07:0019/12/9607:1519/12/9607:3019/12/9607:4519/12/9608:0019/12/9608:1519/12/9608:3019/12/9608:4519/12/9609:0019/12/9609:1519/12/9609:3019/12/9609:4519/12/96 10:0019/12/96 10:1519/12/96 10:3019/12/96 10:4519/12/96 11:0019/12/96 11:1519/12/96 11:3019/12/96 11:4519/12/96 12:00

1.130.951.141.040.800.300.180.190.160.210.320.200.270.280.090.260.210.230.210.210.150.260.150.330.230.350.520.410.170.450.250.390.370.430.290.340.140.390.500.480.490.460.420.130.320.090.340.76

118.89121.40119.68120.62122.34122.34122.03121.72122.19122.97122.50122.81120.77121.40122.81122.66121.72122.34121.25120.46121.72"123.13119.83119.83120.62119.21119.52122.34118.26117.32122.34119.99119.99121.56121.72118.74120.77119.83119.36119.99118.42119.83118.11117.79120.46120.15121.40120.30

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPER MENTAL ES Pag. 86


NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN

19/12/96 12:1519/12/96 12:3019/12/96 12:4519/12/96 13:0019/12/96 13:1519/12/96 13:3019/12/96 13:4519/12/96 14:0019/12/96 14:1519/12/96 14:3019/12/96 14:4519/12/96 15:0019/12/96 15:1519/12/96 15:3019/12/96 15:4519/12/96 16:0019/12/9616:1519/12/96 16:3019/12/96 16:4519/12/96 17:0019/12/96 17:1519/12/96 17:3019/12/96 17:4519/12/96 18:0019/12/96 18:1519/12/96 18:3019/12/96 18:4519/12/96 19:0019/12/96 19:1519/12/96 19:3019/12/96 19:4519/12/9620:0019/12/9620:1519/12/9620:3019/12/9620:4519/12/96 21:0019/12/9621:1519/12/9621:3019/12/9621:4519/12/9622:0019/12/9622:1519/12/9622:3019/12/9622:4519/12/9623:0019/12/9623:1519/12/9623:3019/12/9623:4520/12/96 00:00

1.091.001.041.191.231.361.461.391.220.590.540.520.530.530.540.550.560.390.580.550.420.220.400.170.370.240.220.560.961.160.740.540.420.240.330.260.310.300.410.250.220.260.300.380.270.271.081.15

120.46119.83121.40121.72120.30118.26119.36121.72121.40121.40119.21119.68118.74119.99120.77119.52119.52118.42120.46119.99120.46119.05119.99121.25119.83118.26119.21119.99120.15120.30120.30120.46117.95119.52117.17121.40117.64120.46120.15118.42119.83119.83121.72122.97124.07122.03122.19120.77

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERÍMENTALES Pag. 87


N 20/12/9600:15 1.24 _ 119.68N 20/12/9600:30 1.15 _ 119.68N 20/12/9600:45 0.55 121.25

Tabla -3. L- Información del Archivo datoQ2Q.pm

Los resultados de energía activa registrados se convierten en demanda multiplicando a los

datos de energía que están en Kwh por el factor 4l, para así obtener el valor de la demanda

por cada 15 minutos. Con éstos nuevos datos de demanda se realiza un gráfico como el que

se muestra a continuación en la figura - 3.2.-., mismo que es mucho más fácil de ser

analizado e interpretado que el listado de una tabla.

Se ha considerado oportuno incluir en los gráficos como el de la figura -3.2.- al final de este

capítulo el comportamiento de la tendencia de la demanda media durante las 24 horas del

día, este nuevo dato nos servirá para observar el comportamiento de la demanda cuando no

se utilice el control de carga y cuando se utilice al dispositivo para este control en la

instalación del usuario residencial, objeto de la investigación.

La demanda media o demanda promedio se obtiene del gráfico, observando el dato de la

tendencia de la demanda media a las 12hOO, ya que la línea recta que representa el

comportamiento de la tendencia de la demanda media se extiende desde un valor mínimo

(máximo) en un extremo del gráfico, hasta un valor máximo (mínimo) en el otro extremo,

1 Demanda = Energía (Kwh) / tiempo (15 minutos) = 4 * Energía (K\v).CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pug. 88


de ahí que, la demanda media o promedio se expresa matemáticamente mediante la siguiente

ecuación:

Demanda^ = Demanda-^ + Demanda^ (ecuadón 3.1}

Para el ejemplo, del caso que nos ocupa, tal como se muestra en la figura -3.2.- la demanda

media tiene una tendencia al crecimiento a medida que avanzan las horas del día,

registrándose su valor mínimo de 1,9 Kw a las OOhOO y su valor máximo de 2,1 Kw a las

24hOO. Donde la demanda media o promedio aplicando la fórmula de la ecuación 3.1. será:

Demanda^

Si se observa en el gráfico el valor de la tendencia de la demanda a las 12hOO es

exactamente igual al que se ha obtenido de la fórmula matemática.

A continuación se realizará un análisis de la curva de demanda de cada uno de los usuarios

residenciales que se definieron y a los que en este trabajo se los denomina departamentos,

tomando como referencia las curvas de demanda obtenidas durante los días en que se

realizó el registro de datos con los equipos antes mencionados.


DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMÍNISTRACION DE CARGAS ELÉCTRICAS

Para una mejor comprensión del análisis, referirse a los gráficos obtenidos en las diferentes

pruebas realizadas para 6 usuarios residenciales objeto del presente estudio, gráficos que

muestran en el anexo A.

DEPARTAMENTO 1

• Los picos máximos de demanda .diaria se encuentran entre 4,6 y 6,3 Kw los

cuales se producen con más regularidad alrededor de las 12hOO y dentro de la

hora pico entre las 16h30 y las 21hOO.

• Se puede establecer que durante todos los días de los registros realizados existe

una tendencia al crecimiento de la demanda media, a medida que avanza el día. El

incremento de la tendencia de la demanda media diaria entre un extremo y otro

fluctúa entre 0,25 y 3 Kw. Es decir, hay días en que existe una marcada tendencia

a utilizar la energía eléctrica a medida que avanza el día, llegando a tal punto que

dicho incremento es de 3 Kw, mientras que en otros días el incremento del

consumo de energía eléctrica es relativamente pequeño; pero que en todo caso

siempre es creciente y que se ajusta al comportamiento de cualquier usuario

normal.

• Se puede establecer, de las curvas en referencia, que no existe una marcada

diferencia entre el valor de los picos máximos generados en días normales y los

de los fines de semana.

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERlfrfENTALES Pag. 90


• Se puede observar además, que el consumo de energía es más sostenido en la

tarde y noche, ya que existe una mayor área bajo la curva, que se manifiesta

desde la primeras horas de la tarde hasta avanzadas horas de la noche; situación

esperada para todos los usuarios.

• La demanda promedio se encuentra alrededor del valor 1,5 Kw.

De acuerdo con los resultados obtenidos, el control de la curva de demanda para este caso,

sería recomendable que se lo realice sólo para el consumo durante la hora pico, que es

cuando efectivamente se estaría dando una solución al sistema eléctrico y con una adecuada

campaña de educación e incentivos, puede ser aceptada en forma permanente por los

usuarios.

DEPARTAMENTO 2

* Para este caso y de acuerdo a los gráficos del anexo, los picos máximos de

demanda diaria se encuentran entre 1,8 y 8,1 Kw los cuales se producen con más

regularidad entre las lOhOO y 12hOO y dentro de la hora pico entre las 16h30 y las

21hOO. Los picos tienen una duración de entre 30 y 45 minutos.

* En base a las curvas en mención, se puede observar que en todos los días de

prueba existe una tendencia al crecimiento de la demanda media a medida que


DISPOSITIVO pe CONTROL PARA LAADMINTSTRACÍÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

avanza el día. Este incremento de la tendencia de la demanda media diaria entre

un extremo y otro fluctúa entre 0,1 y 2,5 Kw. Por tanto, hay días en que existe

una marcada tendencia a utilizar la energía eléctrica a medida que avanza el día,

mientras que en oíros días el incremento del consumo de energía eléctrica es

relativamente pequeño y casi se mantiene permanente,

• De acuerdo con los datos obtenidos, no existe una clara diferencia entre el valor

de los picos máximos generados en días normales y fines de semana.

• Las curvas señaladas, denotan que el consumo de energía es más sostenido en la

tarde y noche, pues existe una mayor área bajo la curva, que se manifiesta desde

la primeras horas de la tarde hasta avanzadas horas de la noche. En la mañana los

picos de demanda tiene duraciones cortas.

• La demanda promedio para este segundo usuario se encuentra aproximadamente

en 1 Kw.

DEPARTAMENTO 3

• Tomando como referencia la curvas correspondientes a este usuario en estudio,

se puede establecer que los picos máximos de demanda diaria se encuentran entre

2,7 y 7,0 Kw los cuales se producen con más regularidad entre las OóhOO y lOhOO



y dentro de la hora pico entre las 1SH30 y las 21hOO en días normales. Los píeos

tienen una duración de entre 30 y 45 minutos.

• Los datos obtenidos muestran que en todos los días de prueba existe una

tendencia al crecimiento de la demanda media a medida que avanza el día. El


fluctúa entre 0,2 y 2,6 Kw. Es decir, hay días en que existe una mayor tendencia a

utilizar la energía eléctrica a medida que avanza el día, mientras que en otros días

el incremento del consumo de energía eléctrica es relativamente pequeño

manteniéndose casi permanente.

• Las curvas correspondientes a este usuario, muestran la existencia de una clara

diferencia entre la hora de ocurrencia de los picos en los fines de semana, los que

se manifiestan entre las 12hOO y 15hOO, sus valores son parecidos a los picos

generados en días normales, excepto cuando ha habido un regreso del corte del

fluido eléctrico, situación en la que los picos son mucho mayores que el resto.

• El consumo de energía eléctrica es más sostenido a medida que avanza la tarde y

noche, lo que se manifiesta en una mayor área bajo la curva de demanda. En la

mañana los picos de demanda tiene duraciones cortas, sobresaliendo el que

ocurre casi todos los días normales a las 7hOO.

• La demanda promedio fluctúa alrededor del valor 1,2 Kw.



DEPARTAMENTO 4

• Los picos máximos de demanda diaria se encuentran entre 0,8 y 5,0 Kw mismos

que se producen con más regularidad entre las 07hOO y 12hOO y dentro de la hora

pico entre las 18h30 y las 21hOO en días normales. Los picos tienen una duración

entre 30 y 45 minutos.

• Los resultados obtenidos en este caso, muestran que en algunos días existe una

tendencia al crecimiento de la tendencia de la demanda media a medida que

avanza el día, mientras que en otros sucede lo contrario. El incremento o

decremento de la tendencia de la demanda media diaria entre un extremo y otro

fluctúa entre 0,2 y 0,8 Kw; resultados que permiten afirmar que hay una

tendencia a utilizar la energía eléctrica en cantidades constantes a medida que

avanza el día.

• La demanda promedio diaria para este usuario en estudio, se encuentra alrededor

de 0,5 Kw, por lo que se puede concluir que el consumo de energía de este

departamento es relativamente bajo.

DEPARTAMENTO 5


DISPOSITIVO DE CONTROL PARALA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

• Los picos máximos de demanda diaria se encuentran entre 0,6 y 4,2 Kw los

cuales se producen con regularidad entre las l lhOO y 13hOO y dentro de la hora

pico del sistema entre las 16h30 y las 21hOO.

• De las curvas correspondientes se puede observar que, en todos los días de


avanza el día, con una qxcepción. El incremento de la tendencia de la demanda

media diaria entre un extremo y otro fluctúa entre -0,1 y 2,5 Kw. Por tanto, hay

días en que existe una tendencia a utilizar en cantidades constantes la energía

eléctrica a medida que avanza el día.

• Además se puede concluir que, no existe una amplia diferencia entre el valor de

los picos máximos generados en días normales y fines de semana.

• Las curvas reflejan también que el consumo de energía es más sostenido en la

tarde y noche, lo que se demuestra al existir una mayor área bajo la curva en ese

horario. En la mañana los picos de demanda tiene duraciones cortas.

• La demanda media se encuentra aproximadamente en 0,6 Kw, lo que demuestra

que el promedio de uso de la energía eléctrica es relativamente bajo en

comparación con los otros usuarios tomados como muestra para este estudio.

DEPARTAMENTO 6


DÍSPOSmVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

• De las curvas correspondiente a este usuario, se puede concluir que los picos

máximos de demanda diaria se encuentran entre 6,4 y 3,4 Kw, los cuales se

producen con regularidad entre las 8 y lOhOO, 13hOO y 15hOO y dentro de la hora

pico entre las 16h30 y las 21hOO. Los picos tienen una duración de entre 30 y 45

minutos. Cabe indicar que en ciertas horas del día no se utiliza la energía, de ahí

que la curva de demanda tenga una forma de picos, en un número de 3 a 4 en

todo el día.

• Se muestra que en todos los días de prueba existe una tendencia al crecimiento de

la demanda media a medida que avanza el día. El incremento de la tendencia de la

demanda media diaria entre un extremo y otro fluctúa entre 0,1 y 0,5 Kw. Es

decir, con excepción de algunos días, existe la tendencia a utilizar la energía

eléctrica en valores constantes durante todo el. día. Repentinamente se manifiesta

un decrecimiento de la tendencia de la demanda.

• Se nota además, que no existe una marcada diferencia entre el valor de los picos

máximos generados en días normales y fines de semana.

• Se concluye también que los picos generados en la mañana tarde y noche tienen

una corta duración y la demanda promedio se encuentra alrededor del valor 0.5

Kw.


DISPOSITIVO DE CONTROL PA RA LAADMMISTRACION DE CARCAS ELÉCTRICAS

Una característica general de las curvas de demanda obtenidas es la notoria manifestación

de un crecimiento importante en el uso de la energía eléctrica después de un corte de

algunas horas realizado por la empresa eléctrica, en determinados casos los picos máximos

se generan en los primeros 30 y 45 minutos después de recuperarse el fluido normal de

energía y superan fácilmente a los picos que se producen en las denominadas "horas pico".

3.4. RESULTADOS DE USO CON EL EQUIPO DE CONTROL

Corresponde a una de las últimas etapas del estudio realizado, aquí se analizarán los

comportamientos de la curva de demanda de cada usuario, pero con el dispositivo de

control de carga instalado y funcionando de acuerdo a los parámetros de tiempo

previamente fijados y explicados anteriormente.

Similarmente al proceso anterior, para granear las curvas de demanda con control de carga,

el primer paso es la obtención de los datos almacenados en los equipos de registro mediante

la transferencia de dicha información de cada registro a un computador personal, cabe

indicar que al igual que en el caso en que se realizan las mediciones sin control de carga, la

información registrada corresponden a datos de las mismas magnitudes eléctricas definidas

al inicio del subcapítulo anterior organizadas en archivos tipo texto.

Con el fin de mostrar una curva de demanda de un usuario en el que se ha instalado el

dispositivo de control de carga, se ha seleccionado un conjunto de mediciones

CAPÍTULO 3, PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 97


correspondientes al jueves 13 de marzo de 1997 registradas por un el mismo usuario en

estudio escogido en el subcapítulo anterior denominado DEPARTAMENTO 1.

El archivo de datos tiene el mismo nombre anterior, es decir, datoQ2Q.pm y se muestra en

forma resumida en la Tabla -3.3- los datos corresponden a las mediciones tomadas el día

jueves 13 de marzo de 1997, mismos que servirán como ejemplo para realizar el gráfico de

la curva de demanda.

ARCHIVO DATO020.PRN

ESTRATO: 1#CODIGO: 020#SERJE: ODEP1#nc: 5Programación: 17/02/97 17:26Inicialización: 17/02/97 17:25Primera Lectura: 17/02/97 17:26Ultima Lectura: 20/03/97 16:30

"Cod Fecha Hora @.Act @.Reac Volt Cod Fecha Hora

NNNNNNNNNNNNNNNN

12/03/9723:1512/03/9723:3012/03/9723:4513/03/97 00:0013/03/9700:1513/03/97 00:3013/03/97 00:4513/03/9701:0013/03/9701:1513/03/9701:3013/03/9701:4513/03/97 02:0013/03/9702:1513/03/97 02:3013/03/97 02:4513/03/9703:00

0.290.420.280.290.320.460.330.680.850.350.290.140.220.140.200.41

119.99119.05120.62122.03119.05121.56120.93120.77120.46119.21120.93122.66121.72121.40121.25120.93

CA PITULO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag, 98


NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN.NNNNNN

13/03/9703:1513/03/9703:3013/03/9703:4513/03/97 04:0013/03/9704:1513/03/9704:3013/03/9704:4513/03/97 05:0013/03/9705:1513/03/9705:3013/03/9705:4513/03/97 06:0013/03/9706:1513/03/9706:3013/03/97 06:4513/03/97 07:0013/03/9707:1513/03/9707:3013/03/97 07:4513/03/97 08:0013/03/9708:1513/03/97 08:3013/03/97 08:4513/03/97 09:0013/03/9709:1513/03/97 09:3013/03/97 09:4513/03/97 10:0013/03/9710:1513/03/97 10:3013/03/97 10:4513/03/97 11:0013/03/97 11:1513/03/97 11:3013/03/9711:4513/03/97 12:0013/03/97 12:1513/03/97 12:3013/03/97 12:4513/03/97 13:0013/03/9713:1513/03/97 13:3013/03/97 13:4513/03/97 14:0013/03/97 14:1513/03/97 14:3013/03/97 14:4513/03/97 15:00

1.101.320.710.420.290.330.160.190.200.140.170.310.250.290.460.280.150.320.250.400.250.250.350.180.200.390.180.140.120.250.340.500.500.440.470.490.530.510.660.740.590.510.630.650.580.490.811.11

121.72121.25121.40121.56120.15120.46120.30119.36119.36118.89119.83120.15119.05117.17118.89

. 118.26120.62118.26117.17118.26117.95118.26116.70118.89116.70119.36119.21118.42118.74117.01116.70117.79118.26117.79117.79119.99120.30119.05118.89120.77121.72119.68121.091.20.30118.58117.01119.05116.70

CAPITULO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES pag. 99


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1.011.371.421.401.28

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116.54116.38117.79119.36118.42118.42117.95118.26119.68121.25120.30119.52118.26115.13117.01118.89117.17117.17117.17117.17117.95119.21118.11118.42118.11120.46119.05118.89120.62121.40120.15115.91119.52120.15119.21121.40122.03

Tabla -3.3.-información del Archivo dato020.pm

CAPÍTULOS. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 700

DÍSPOS/TÍVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

Los resultados de energía activa registrados se convierten en demanda multiplicando a los

datos de energía que están en Kwh por el factor 4, para así obtener el valor de la demanda

por cada 15 minutos. Con éstos nuevos datos de demanda se realiza un gráfico como el que

se muestra a continuación en la figura - 3.3.-., mismo que es mucho más fácil de ser

analizado e interpretado que el listado como el que se presenta en la Tabla -.3.3.-.

Se ha incluido también en los gráficos como el de la figura -3.3.- que se presenta al final del

capítulo el comportamiento de la tendencia de la demanda media durante las 24 horas del

día, este nuevo dato nos servirá para observar el comportamiento de la demanda y

compararlo con el caso tratado en el subcapítulo anterior.

Para el ejemplo, del caso que nos ocupa, tal como se muestra en la figura -3.3.- la demanda

media tiene una tendencia al crecimiento a medida que avanzan las horas del día,

registrándose su valor mínimo de 1,5 Kw a las OOhOO y su valor máximo de 2,0 Kw a las

23h45. Donde la demanda media o promedio aplicando la fórmula de la ecuación 3.1. será:

Demandameá¡a = \J5Kw

Si se observa en el gráfico el valor de la tendencia de la demanda a las 12hOO es

exactamente igual al que se ha obtenido de la fórmula matemática.

Como siguiente paso del análisis de las curvas de demanda, se realizará un análisis de dichas

curvas para algunos de los usuarios residenciales que se definieron anteriormente y a los que

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EXPERIAÍENTALES Pug. 101


en este trabajo se los denomina departamentos. Para realizar el análisis se toma como

referencia los gráficos de las curvas de demanda obtenidas durante los días en que se realizó

el registro de datos con los equipos antes mencionados, los gráficos se muestran en el anexo

A del presente trabajo.

DEPARTAMENTO 1

• Los picos máximos de demanda diaria se encuentran entre 5,5 y 7,3 Kw los

cuales se producen con más regularidad entre las 14hOO y 18hOO. Cabe indicar

que los picos máximos ya no se encuentran dentro de la hora pico en que se

realiza el control, esto es entre las 16h30 y las 21hOO.

• Se mantiene la tendencia al crecimiento de la demanda media, a medida que

avanza el día. El incremento de la tendencia de la demanda media diaria entre un

extremo y otro fluctúa entre 1,0 y 3,4 Kw. Es decir, hay días en que existe una

marcada tendencia a utilizar la energía eléctrica a medida que avanza el día,

llegando a tal punto que dicho incremento es de 1,5 Kw, que resulta ser la mitad

del registrado sin el control de carga. Existe otros días en que el incremento del

consumo de energía eléctrica es relativamente pequeño.

• Se puede establecer, de las curvas de demanda, que no existe mucha diferencia

entre el valor de los picos máximos generados en días normales y los de los fines

de semana.



• Se puede observar además, que el consumo de energía es más sostenido entre las

12hOO y IShOO por la tarde y sobre las 21hOO por la noche, demostrándose así la

efectividad de utilizar el dispositivo de control para evitar altos consumos de

energía en la hora pico nocturna.

• La demanda promedio se encuentra alrededor del valor 2,0 Kw, que si bien es un

valor superior al primer caso2, la pendiente de la línea de la tendencia de la

demanda media se ha reducido en este segundo caso3.

De acuerdo con los resultados obtenidos, se demuestra claramente la efectividad del

dispositivo de control de carga en éste usuario en estudio, ya que los valores máximos de

demanda no se encuentran dentro de la hora pico; por lo tanto para este caso individual el

uso del dispositivo de control aporta sustancialmente a disminuir el pico de la curva de

demanda del sistema eléctrico.

DEPARTAMENTO 2

Para este caso y de acuerdo a los gráficos del anexo A, los picos máximos de

demanda diaria se encuentran entre 3,3 y 9,5 Kw los cuales se producen con más

regularidad entre las OShOO y lóhOO y fuera de la hora pico a partir de las 21hOO

" Curvas de demanda sin control de carga.3 Curvas de demanda con control de carga.CAPÍTULO 3, PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 103


en adelante, aunque también existen píeos de menor valor en el rango de la hora

pico. En general se puede afirmar que se han desplazado los picos máximos de

demanda fuera de la hora pico, tal como era lo esperado.

• En base a las curvas en mención, se puede observar que en todos los días de


avanza el día pero de menor valor que en el primer caso (sin el control de carga).

Este incremento de la tendencia de la demanda media diaria entre un extremo y

otro fluctúa entre 0,4 y 2,0 Kw, valores que resultan menores que el primer caso.

Resumiendo se puede afirmar que la tendencia a utilizar la energía eléctrica a

medida que avanza el día tiene un pequeño incremento en unos casos, mientras

que en otros días el consumo de energía eléctrica se mantiene casi permanente.

• De acuerdo con las curvas de demanda obtenidas del estudio realizado a este

usuario, no existe una clara diferencia entre el valor de los picos máximos

generados en días normales y fines de semana.

• Las curvas señaladas, denotan que el consumo de energía es más sostenido en la

mañana y tarde, existiendo una disminución en la utilización de la energía durante

la noche, debido básicamente al efecto del dispositivo de control de carga, que no

permite el encendido del tanque en el rango de tiempo de la hora pico.

CAP [TUL O 3. PR UEBAS EXPERIMENTA LES Pag. 104


• La demanda promedio para este segundo usuario se encuentra aproximadamente

en 1 Kw, dato que se mantiene respecto al caso en que no se utiliza el dispositivo

de control de carga.

DEPARTAMENTO 3

• De acuerdo a las curvas de demanda correspondientes a este usuario en estudio,

se puede establecer que los picos máximos de demanda diaria se encuentran entre

3,5 y 5,3 Kw los cuales se producen con más regularidad entre las 06hOO y llhOO

y ninguno dentro de la hora pico entre las 18h30 y las 21hOO. Al comparar estos

resultados con el primer caso, se nota claramente que se ha desplazado los

consumos picos máximos y medios de la hora pico, demostrando así la

efectividad de la utilización del dispositivo de control para este usuario.

• Los datos obtenidos muestran que en todos los días de prueba existe una pequeña

tendencia al crecimiento de la demanda media a medida que avanza el día. El


fluctúa entre 0,6 y 1,1 Kw, valores que resultan ser menores a los obtenidos sin la

utilización del dispositivo de control, ya que en la noche se controla el uso de la

energía eléctrica.

CAPÍTULOS. PRUEBAS EXPERIMENTA LES Pag. 705

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA,ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

• Las curvas correspondientes a este usuario, muestran que no existe una clara

diferencia entre la hora de ocurrencia del mayor consumo en los fines de semana

y días normales, pues la mayoría de ellos ocurren en la mañana.

• El consumo de energía eléctrica es un poco más sostenido a medida que avanza la

tarde y noche, lo que se manifiesta en una mayor área bajo la curva de demanda.

En la mañana los picos de demanda tiene duraciones cortas, sobresaliendo el que

ocurre casi todos los días normales a las 9hOO.

• En este segundo caso, la demanda promedio fluctúa alrededor del valor 1,0 Kw,

notándose una disminución respecto al primer caso.

• Los picos máximos de demanda diaria se encuentran entre 3}68 y 4,2 Kw mismos

que se producen con más regularidad entre las OóhOO y 09hOO.. Con la ayuda del

dispositivo de control se ha logrado desplazar totalmente los consumos máximos

fuera de la hora pico. Existen picos de demanda medianos entre las 15hOO y

IShOO y otros se producen pasadas las 21hOO.

• Los resultados obtenidos en este caso, muestran que en la mayoría de días existe

una tendencia a permanecer constante la demanda media a medida que avanza el

día; es decir, el consumo de la energía eléctrica tiende a ser el mismo a lo largo

CAPÍTULO 3. PRUEBAS EX PER MENTA LES Pug. 106


del día. Esta reducción de la pendiente de la tendencia de la demanda media

obedece básicamente a la acción del dispositivo de control durante la hora pico,

ya que en la tarde y noche restringe la utilización de la energía.

• El leve incremento de la tendencia de la demanda media diaria entre un extremo

y otro fluctúa entre 0,5 y 0,6 Kw; resultados que permiten afirmar que hay una

tendencia a utilizar la energía eléctrica en cantidades constantes durante las 24

horas del día.

La demanda promedio diaria para este usuario en estudio, se encuentra alrededor

de 0,5 Kw, por lo que se puede concluir que el consumo de energía de este

departamento es relativamente bajo y se mantiene sin variación respecto al caso

en que no se utiliza el dispositivo de control de carga.

DEPARTAMENTO 5

Los picos máximos de demanda diaria se encuentran entre los valores 1,7 y 3.8

Kw los cuales se producen con regularidad entre las 1 IhOO y 15hOO , además uno

que otro ocurre dentro de la hora pico del sistema entre las 16h30 y las 21hOO. Es

importante indicar que en este usuario se presenta la particularidad de encontrar

con frecuencia picos de corta duración.


DÍSPOSmVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

• Las curvas de demanda de este usuario muestran que, en todos los días de prueba

existe una tendencia al crecimiento de la demanda media a medida que avanza el

día. El incremento de la tendencia de la demanda media diaria entre un extremo y

otro fluctúa entre 0,0 y 1,5 Kw, notándose claramente una disminución de la

pendiente de la línea de tendencia y por lo tanto la acción del dispositvo de

control

• Además se puede concluir respecto a este usuario, que no existe una amplia

diferencia entre el valor de los picos máximos generados en días normales y fines

de semana.

• Las curvas reflejan también que el consumo de energía de este usuario es bajo y

que en ciertas horas específicas aumenta el consumo en pequeños períodos de

tiempo.

• La demanda media se encuentra aproximadamente en 0,5 Kw, lo que demuestra .

que el promedio de uso de la energía eléctrica es relativamente bajo en

comparación con los otros usuarios tomados como muestra para este estudio y

además existe una disminución de este parámetro respecto al caso anterior.

DEPARTAMENTO 6

CAPÍTULOS. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 108

DISPOSITIVO DE CONTROL PARALA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS

• De las curvas correspondiente a este usuario, se puede concluir que los picos

máximos de demanda diaria se encuentran entre 3,4 y 5,9 Kw, los cuales se

producen con regularidad entre las 09hOO y 12hOO, produciéndose uno que otro

en la hora pico pero de pequeña magnitud. Lo importante es que se ha logrado

desplazar casi la totalidad de los picos de demanda máxima fuera de la hora pico.

• Los picos de demanda tienen una duración de entre 30 y 45 minutos y se

producen entre 3 y 5 durante las 24 horas, además en ciertas horas del día este

usuario no utiliza la energía eléctrica.

• Del análisis de las curvas se ve que durante el día existe tanto la tendencia al

crecimiento como al decrecimiento de la demanda media. El incremento y

decremento de la demanda media es casi imperceptible, por lo que se podría

afirmar que el usuario en estudio tiene un consumo constante de energía durante

las 24 horas. Comparando estos resultados con los del primer caso (sin control de

carga) se nota claramente que existe una disminución del consumo en la hora pico

por efecto del dispositivo de control.

• Se nota además, que no existe una marcada diferencia entre el valor de los picos

máximos generados en días normales y fines de semana.

• Se concluye también que los picos generados en la mañana tarde y noche tienen

una corta duración y la demanda promedio se encuentra alrededor del valor 0.4

Kw3 valor que resulta ser menor con respecto al primer caso.


DiSPOSmVO DE CONTR OL PARA LA A DMtWSTRACLON DE CARCAS ELÉCTRICAS

Al concluir el análisis de los resultados que muestran el conjunto de curvas de demanda, se

puede afirmar con mucha certeza, que la acción del dispositivo de control de carga ha

cumplido plenamente el objetivo de desplazar los consumos máximos de energía fuera de la

hora pico de la curva de demanda.

4 Hora pico: 18h30a21hOO.

CAPITULO 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Pag. 170

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1996

CURVA DE DEMANDA PARA UN USUARIO RESIDENCIAL CON CONTROL DE CARGA

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1997


CAPITULO 4.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

4.1. Breve estudio económico.

4.2. Conclusiones.

4.3. Recomendaciones.

CAPITULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.


CAPITULO 4.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1. BREVE ESTUDIO ECONÓMICO

En esta parte del trabajo se presenta un muy breve análisis del costo que representa la

instalación del dispositivo de control de carga en cada uno de los usuario residenciales en la

ciudad de Quito. Estos costos se componen de los siguientes ítems:

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de control

Instalación del equipo

Mantenimiento (Reprogramación)

TOTAL

COSTO (Sucres)

180.000

20.000

50.000

250.000

Tabla -.4, L~ Descripción de costos del dispositivo de control.

CAPITULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 114


Equipos similares en el mercado como timers tienen menor costo pero tienen las siguientes

desventajas respecto al dispositivo aquí desarrollado;

• No proporcionan la flexibilidad en la programación de los intervalos de tiempos

de encendido y apagado del tanque de calentamiento de agua como el dispositivo

aquí desarrollado, ya que sus períodos de tiempo son fijos y no existe una

constatación en tiempo real de su funcionamiento.

• No funcionan indistintamente con 110 voltios y 220 voltios, además son muy

frágiles cuando son sometidos a sobrecorrientes y cortocircuitos.

Existen también en el mercado otros dispositivos electrónicos de ternporización para

encendido y apagado de equipos eléctricos, pero tienen las siguientes desventajas:

• Su circuitería interna es totalmente integrada en un ASIC, su costo si bien es un

poco menor que el dispositivo de control construido tiene la desventaja de que en

caso de daño es prácticamente imposible su reparación por la característica

especial de su tecnología, lo que significaría deshacerse totalmente del aparato.

• Estos temporizadores electrónicos trabajan ya sea con 110 V. ó con 220 V.,

mientras que el dispositivo de control de carga desarrollado en el presente trabajo

de Tesis puede trabajar indistintamente con cualquiera de los dos voltajes.

CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Pag. [ J.5


En los casos señalados y que constituye su principal desventaja, es que el usuario programa

las horas de encedído y apagado a su voluntad; mientras que en el equipo de control

diseñado y construido en esta Tesis, eso sólo puede hacer el usuario fuera de la hora pico y

por tanto los dispositivos disponibles comercialmente, no se pueden aplicar para los

propósitos planteados en esta Tesis.

Luego, es importante mencionar que el dispositivo diseñado y construido es un prototipo*

que presta amplias ventajas y facilidades para realizar estudios de control de carga y si se

decide realizar una instalación del dispositivo de control, en grandes cantidades su costo

tendría una disminución muy significativa y por supuesto se eliminaría el rubro de

mantenimiento planteado en la Tabla -.4.1.-.

4.2. CONCLUSIONES

1. El dispositivo de control de carga es un equipo de tecnología electrónica y digital, consta

básicamente de dos partes: la primera realiza las funciones de control, mientras que la

segunda ejecuta funciones de habilitación o deshabilitación de circuitos de potencia (110

o 220 voltios).

2. La etapa de control opera fundamentalmente con la ayuda de un microcontrolador 8748

y un reloj-calendario en tiempo real. Por otro lado la etapa de potencia tiene como

CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Pag. [ 16

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELECFRICAS

elemento básico un triac de potencia. Ambas etapas se encuentran aisladas eléctricamente

por medio de un optoacoplador.

3. El dispositivo de control de carga tiene la flexibilidad de realizar la activación y

desactivación en tiempo real de cargas eléctricas de potencia de acuerdo a una

programación de tiempos que son determinados a criterio del usuario. En el presente

estudio el dispositivo de control tiene períodos de tiempo de activación y desactivación

de carga fijos, ya que el fin ha sido estudiar el comportamiento de la curva de demanda.

*

4. El equipo de control de carga resulta ser un efectivo sistema de control de cargas

resistivas, con el que se podrían realizar diferentes estudios de carga no sólo a nivel

residencial, pues las facilidades y versatilidad que presenta lo hacen un instrumento de

innumerables aplicaciones.

5. Con el presente estudio se ha llegado a determinar claramente que si se utiliza un

dispositivo de control de carga para eliminar los consumos máximos en la hora pico, se

puede lograr una disminución en el pico máximo de la curva de demanda global del

sistema eléctrico ecuatoriano, con todas las ventajas que en ahorro de inversión en

generación, esto significa.

6. La utilización del equipo de control de carga constituye una medida bastante efectiva y

útil para ser tomada en cuenta dentro de las medidas AD&UREE que debería

implementar el Estado ecuatoriano con el fin de administrar y ahorrar la utilización de la

energía eléctrica en épocas normales y con mayor razón en los períodos de estiajes.

CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Pug. [ \J

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELECFRICAS

7, El presente estudio ha pretendido constituirse en una base de un estudio mayor que

debería realizar el INECEL o las empresas eléctricas regionales; sin embargo los

resultados obtenidos en la presente Tesis de Grado dan la pauta de la importancia de

emprender en un proyecto de mucho más alcance.

8. Con los resultados alcanzados se ha demostrado que con el control del consumo en la

hora pico, efectivamente los usuarios cambian el consumo llevándolo a los valles de la

curva de carga general; situación que permite concluir que los objetivos del presente

trabajo se ha cumplido y que en alguna medida se está contribuyendo a la solución de los

problemas nacionales.

4.3. RECOMENDACIONES

1. El INECEL o las empresas eléctricas debería incentivar en sus clientes la utilización de

dispositivos de control de carga para administrar de mejor manera el uso de la energía

eléctrica, ya que no existen pliegos tarifarios que tarifen la energía de acuerdo a la hora

de utilización de la misma.

2. Los grandes consumidores residenciales deberían utilizar dispositivos de control de carga

en aparatos eléctricos de gran consumo. Durante la realización del presente estudio se

detectó que aparatos como el tanque termostato de agua caliente se mantienen

encendidos las 24 horas del día, situación que determina un gasto innecesario de energía,

CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES r RECOMENDACIONES. Pug. \


en cambio si se utiliza un equipo de control de encendido y apagado a determinadas

horas de acuerdo a las costumbres del usuario, se podría ahorrar ampliamente la energía

eléctrica en nuestro País, misma que comúnmente es escasa.

3. Para proyectos futuros de éstas características en las que se requiere una amplia

colaboración de los usuarios en estudio., se debería lograr la participación de la empresa

eléctrica, ya que existe una indisposición a colaborar con el investigador ya sea por

temor a causar daños a la residencia en cuestión o por que se piensa que con ello se va a

incrementar los pagos por consumo de energía.

Por último, si bien con este trabajo no se ha conseguido un equipo de control de tanques de

calentamiento de agua, de características amplias y sofisticadas, ya que este no era en último

término el objetivo central de la Tesis, si se ha logrado demostrar que se pueden encontrar

soluciones netamente nacionales a nuestros propios problemas; construyendo dispositivos

con las características justas y necesarias, sin tener que pagar por opciones que no se usan,

en la tecnología que nos llega desde afuera; en este sentido es mi criterio que la Facultad de

Ingeniería Eléctrica de la Escuela Politécinica Nacional tiene que seguir adelante y aportar

cada vez más al País.

CAPÍTULO4. CONCLUSIONES VRECOMENDACIONES. Pug.

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ELECTRÍCAS

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA.


BIBLIOGRAFÍA

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Ira edición.

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7. ORGANIZACIÓN LATINOAMERICANA DE ENERGÍA, 1993, Plan de Acción e

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9. PHILIPS ECG, 1994, SemiconductoraMaster Replacement Giiide, USA, 16ava edición.

10.Primer Simposio Internacional, Minisistemas de control y manejo de cargas eléctricas

en disfribución para países en desarrollo., 1990, Quito-Ecuador.

BIBLIOGRAFÍA. Pag. ¿22

DISPOSITIVO DC CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

ANEXOS

ANEXOS

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CA RCAS ELÉCTRICAS

ANEXO A

Gráficos de las curvas de demanda

ANEXO A. GRÁFICOS DE LAS CURVAS DE DEt\IANDA


ANEXO A.l

Gráficos de las curvas de demanda sin control de carga.

ANEXO A. GRÁFICOS DE LAS CUR VAS DE DEMANDA

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IDEN

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de 1

996

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dem

anda

: 15

min

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s- D

eman

da

"Te

nd

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cia

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med

ia

Juev

es 1

9 de

dic

iem

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de 1

996

Demanda ( Kw)

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=3,

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199

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1996

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O 5

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I |

I I

I I

I I

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de d

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da:

15 m

in.

-Dem

anda

Li

neal

(D

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da)

Mié

rcol

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5 de

dic

iem

bre

de 1

996

* *

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IDEN

CIAL

SIN CONTROL DE CARGA

DE

PAR

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es 2

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de 1

996

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Li

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15 m

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Sáb

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28 d

e di

ciem

bre

de 1

996

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A D

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R

ES

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GA

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PA

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TO

5

0,0

Hor

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terv

alo

de d

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da:

15 m

in.

-Dem

anda

Li

neal

(Dem

anda

)

Dom

ingo

29

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icie

mbr

e de

199

6


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PA

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AM

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5

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Inte

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: 15

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Dem

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e de

199

6

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A

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5

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anda

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Lin

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(Dem

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0,0 In

terv

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de d

eman

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in.

Mar

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31 d

e di

ciem

bre

de 1

996

CU

RV

A D

E D

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DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

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SID

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L S

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TR

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A

DE

PA

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Li

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: 15

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ener

o de

199

7

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

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SID

EN

CIA

L S

IN C

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TR

OL

DE

CA

RG

A

DE

PA

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AM

EN

TO

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anda

Li

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dem

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: 15

min

.

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99

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O 6

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ras

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o de

dem

anda

: 15

min

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da

Ten

denc

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e la

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ia

Mar

tes

24 d

e di

ciem

bre

de 1

996

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

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EN

CIA

L S

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TR

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DE

CA

RG

A

DE

PA

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AM

EN

TO

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4.5

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3.0

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2,5

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2.0

O

1.5

0.5

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•»•

Inte

rval

o de

dem

anda

; 15

min

.H

oras

-Dem

anda

——

Ten

denc

ia d

e la

med

ia

Mié

rcol

es 2

5 de

dic

iem

bre

de 1

996

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L S

IN C

ON

TR

OL

DE

CA

RG

A

DE

PAR

TA

ME

NT

O 6

ro "a c O) Q

Max

=3,6

-0,5

-1-

Inte

rvat

o de

dem

anda

: 15

min

.H

oras

-Dem

anda

T

ende

ncia

de

la m

edia

Juev

es 2

6 de

dic

iem

bre

de 1

996

fc.

&CURVA DE DEMANDA PARA UN U

SUARIO RESIDENCIAL SIN CONTROL DE CARGA

5.0

T

4.5

DE

PA

RT

AM

EN

TO

6

Max

=4,6

Ho

ras

Inte

rval

o de

dem

anda

: 15

min

.-D

eman

da

Ten

denc

ia d

e la

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ia

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rnes

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icie

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e de

199

6

CU

RV

A D

E D

EM

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DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

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SID

EN

CIA

L S

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CA

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A

DE

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6

Hor

asin

terv

alo

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15 m

in.

-Dem

and

a Te

nden

cia

de

la m

edia

Sáb

ado

28 d

e di

ciem

bre

de 1

996

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L S

IN C

ON

TR

OL

DE

CA

RG

A

DE

PA

RT

AM

EN

TO

6

Max

=3,5

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•+

+••••»

••»

••»

•»

••»

»»

«»

•••

Hor

asIn

terv

alo

de d

eman

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5 m

in.

-Dem

anda

T

ende

ncia

de

la m

edía

Dom

ingo

29

de d

icie

mbr

e de

199

6

Demanda ( Kw)

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Coo

Q.O'(D'

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Q.CD

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18

21

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2

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uo

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HO

18

21

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CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L S

IN C

ON

TR

OL

DE

CA

RG

A

DE

PA

RT

AM

EN

TO

6

Max

=3,4

Hor

asin

terv

alo

de d

eman

da:

15 m

ín.

-Dem

anda

——

"Ten

denc

ia d

e la

med

ia Mié

rcol

es 1

de

ener

o de

199

7

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L S

IN C

ON

TR

OL

DE

CA

RG

A

DE

PAR

TA

ME

NT

O 6

0.0

Max

=6,

4

»4

|iV

lf

Hor

asIn

terv

alo

de d

eman

da:

15 m

in.

-Dem

anda

Te

nden

cia

de l

a m

edía

Juev

es 2

de

ener

o de

199

7

DISPOSITIVO DE CONTROL PARALA ADMINISTRACIÓN DE CARCAS ELÉCTRICAS

ANEXO A.2

Gráficos de las curvas de demanda con control de carga.

ANEXO A. CRAfiCOS D£ LAS CURVAS DE DEMANDA

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L C

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CO

NT

RO

L D

E C

AR

GA

DE

PA

RT

AM

EN

TO

1

Max

=5,7

Inte

rval

o de

dem

anda

: 15

min

.H

oras

•Dem

anda

T

ende

ncia

de

la m

edía

Juev

es 1

3 de

mar

zo d

e 19

97

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L C

ON

CO

NT

RO

L D

E C

AR

GA

DE

PA

RT

AM

EN

TO

6.0

T

Max

=5,7

Hor

asIn

terv

alo

de d

eman

da; 1

5 m

in.

•Dem

anda

T

ende

ncia

de

la m

edia

Vie

rnes

14

de m

arzo

de

1997

DE

PA

RT

AM

EN

TO

1

6.0

T

Max

=5,5

Hor

as¡n

terv

alo

de d

eman

da:

15 m

in.

-Dem

anda

Ten

denc

ia d

e la

med

ia

Sáb

ado

15 d

e m

arzo

de

1997

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L C

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CO

NT

RO

L D

E C

AR

GA

DE

PA

RT

AM

EN

TO

1

Max=

5,9

Hor

asin

terv

alo

de d

eman

da:

15 m

in.

-De

ma

nd

a

•"•

Ten

den

cia

de

la m

edia D

omin

go 1

6 de

mar

zo d

e 1

99

7

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

P

AR

A U

N U

SU

AR

IO R

ES

IDE

NC

IAL

CO

N C

ON

TR

OL

DE

CA

RG

A

DE

PA

RT

AM

EN

TO

1

6.0 T

Max

=5,6

Dem

anda

T

ende

ncia

de

la m

edia

¡Hié

rval

o de

dem

anda

: 15

min

.

Lune

s 17

de

mar

zo d

e 19

97

CU

RV

A D

E D

EM

AN

DA

PA

RA

UN

US

UA

RIO

RE

SID

EN

CIA

L C

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CO

NT

RO

L D

E C

AR

GA

DE

PA

RT

AM

EN

TO

1

Ho

ras

Inte

rval

o de

dem

anda

: 15

min

.-D

eman

da

Ten

denc

ia d

e la

med

ia

Mar

tes

18 d

e m

arzo

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Mar

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18 d

e m

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de

1997

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5 m

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-Dem

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arzo

de

1997

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dem

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1997

CU

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dem

anda

: 15

min

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da

Line

al (D

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Sáb

ado

22 d

e m

arzo

de

1997

CU

RV

A D

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EN

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5

3.5

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3.4

0.0

Hor

asIn

terv

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5 m

in.

-Dem

anda

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go 2

3 de

mar

zo d

e 19

97

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0.0

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ln.

-Dem

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Li

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e m

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de

1997

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-De

ma

nd

a Li

neal

(D

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iérc

oles

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de m

arzo

de

19

97


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PA

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EN

TO

5

3.5

T

0.0

Hor

asIn

terv

alo

de d

eman

da:

15 m

in.

-Dem

anda

Li

neal

(D

eman

da)

Juev

es 2

7 de

mar

zo d

e 19

97

CU

RV

A D

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EM

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DA

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CIA

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CO

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TO

5

4.0 r

3.5

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0.0

Hor

as

Max

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7

Inte

rval

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dem

anda

: 15

min

.-D

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da

Line

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Dem

anda

)

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rnes

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arzo

de

1997


DE

PA

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4

Hor

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15 m

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-Dem

anda

T

ende

ncia

de

la m

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iern

es 2

1 de

mar

zo d

e 19

97

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97

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DL CARGAS ELÉCTRICAS

*

ANEXO B

Diagramas Circuitales.

ANLXO B. DMGRAAt/\ CJRCUHALES

DÍSPOStnVO HE CONTROL PARA L/\ DE CARCAS f.í LTTR/L'AS* .

ANEXO C

Manual del usuario.

ANEXO C. MANUAL DEL USUARIO

WSPOWIVO DE CONTROL PARA LA ADMINISTRACIÓN DE CARGAS ti RTRÍCA5

ANEXO

1. GENERALIDADES DEL DISPOSITIVO DE CONTROL

El dispositivo de control diseñado y construido para efectuar un control de la carga consta de

las siguientes facilidades externas, que deben tomarse en cuenta a la hora de la instalación del

mismo, por la utilidad que prestan:

• Cable con enchufe, para la alimentación al dispositivo; voltaje = 110V AC.

• Cables de entrada y salida para alimentación de la carga (tanque de agua); voltaje =

220 V. AC.

• Fusible de protección de 1 amperio.

• Señal luminosa para detección del estado del tanque (ON = encendido y OFF =

apagado).

• Señal luminosa para detección de trabajo normal del dispositivo (ON -OFF

intermitente cada segundo).

ANEXO. ¡MANUAL DEL USUARIO PAG. 1


A continuación, en la figura -Al:(a).- se muestra la forma externa del dispositivo de control,

donde se puede apreciar .las distintas facilidades externas que se ha previsto para los

dispositivos de control instalados en cada una de las residencias donde se realizó el estudio y

corresponde a una versión simplificada, con las funciones básicas para las operaciones de

control de carga.

Portañisible

LEDdeON/OFFde la carga.

LEDdeTRABAJONORMAL.

Entrada(220 V. AC).

Alimentación.110 V. AC

Salida altanque

220 V. AC

Figura -Al: (a) .- Dispositivo de control de carga. Vi'sta general

Salida al tanque220 V. AC

Alimentación110 V. AC

o oFigura -A 1: (b) .- Dispositivo de control de carga, lista latera! izquierda.

ANEXO. MANUAL DEL USUARIO PAC. 2

DISPOSITIVO DE CONTROL I'ARA IA ADMINISTRACIÓN DL" CARGAS ELÉCTRICAS

Portafusible Led de ON/OFF dela carga

Led de operaciónnormal.

Entrada220 V. AC.

Figura -A 1: (c) .- Dispositivo de control de carga. Vista lateral derecha.

Para poder efectuar adecuadamente la instalación, se dispone además de otro dispositivo algo

similar pero con funciones adicionales para poder realizar la incialización de los parámetros

de control que necesitan los dispositivos de control de carga instalados; desde luego que éste

dispositivo más completo no fue instalado, ya que se ha definido que sus funciones sean

básicamente de calibración o programación del resto de equipos.

A continuación se indican los parámetros de tiempo que deben ser considerados para el

control de la carga, los cuales son inicializados en cada equipo de control:

Igualación de las horas y minutos del reloj en tiempo real disponible en cada

equipo.

Inicialización de los datos de la hora y minutos en que se realizará la desconexión

del tanque de agua y la hora y minutos de la reconexión.

ANEXO. frtANUAL DEL USUARIO PAG. 3

DISPOSITIVO DC CONTROL PARA LA ADA-trNlSFRAClÓN ÜF CARCAS ELÉCTRICAS

2. - FORMA DE ÍNICIALTZACION DE LOS TIEMPOS DE CONTROL

Un paso previo a la instalación del dispositivo en el tanque de calentamiento de agua, es la

inicialización de los tiempos indicados anteriormente, para lo cual se vale del equipo de

calibración.

Para cumplir con este objetivo, se deben observar los siguientes pasos:

1. Disponer de un conector de 4 hilos, el mismo que uno de sus extremos está acoplado

a un zócalo de 40 pines, mientras que en el otro extremo a un zócalo de 8 pines.

2. Interconectar el equipo de calibración con el dispositivo de control, mediante, el

conector descrito en el numeral anterior; en el equipo de calibración se coloca el

zócalo de 8 pines sobre el zócalo correspondiente al reloj-calendario DS1202 y en el

dispositivo de control se coloca el zócalo de 40 pines sobre el zócalo correspondiente

al microcontrolador 8748; en cada caso al conexión es descrita sobre el zócalo libre

del circuito integrado.

3. Energizar el equipo de calibración y utilizando la tecla de función (F), escoger la

igualación de horas, la cual queda determinada una vez que se encienda el led (Ll);

ANEXO. MANUAL DEL USUARIO PAG, 4

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA LA ADMMlS'rRAClON DE CARCAX LLEC

.luego mediante la pulsación de la tecla de conteo (C) se incrementa desde O hasta el

número que corresponde a la hora requerida.

4. Pulsar nuevamente la tecla (F) hasta que se encienda el led (L2), en esta posición se

puede proceder a la igualación de los minutos, nuevamente con la ayuda de la tecla de

conteo (C).

5. Una nueva pulsación de la tecla (F) va a determinar que sencienda el led (L3), en esta

posición se puede inicializar con la tecla (C) la hora de inicio de la desactivación del

tanque (desconexión).

6. Pulsando nuevamente la tecla (F) hasta que se encienda el led (L4), se puede proceder

a inicializar con la tecla (C) los minutos de inicio de la desactivación del tanque

(desconexión).

7. A continuación, repitiendo los pasos 6 y 7 anteriormente descritos, se inicializan la

hora y minutos de activación del tanque (reconexión).

Como queda indicado, la identificación de cada uno de los pasos de inicialización de los

tiempos de control, se establece mediante un juego de LEDS, los mismos que indican al

operador que variable es la que se encuentra inicíalizando; para éste efecto en la figura -A2-,

se indica la posición e identificación de los leds en el equipo respectivo.

ANEXO, MANUAL DEL USUARIO PAC. 5


Después de haber cumplido eí procedimiento de inictalización, se retira el conector y se

coloca el microcontrolador 8748 en el dispositivo de control a ser instalado, con lo cual dicho.

dispositivo ya se encuentra listo para su instalación.

Teclas deprogramación de

tiempos.

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Ll L2 L3 L4 L5 L6Juego de Leds

Figura -Á2 .- Configuración de ledsy teclado del equipo de programación.

3. - INSTALACIÓN DEL DISPOSITIVO DE CONTROL DE CARGA.

Luego se traslada el equipo ya programado los datos al lugar físico donde será instalado.

Generalmente un tanque de agua caliente dispone para su alimentación de voltaje de un

interruptor de cuchillas con sus respectivos fusibles.

Para la instalación del dispositivo de control directamente en el tanque de calentamiento de

agua, se recomienda observar el procedimiento que se detalla a continuación.

ANEXO. MANUAL" DHL USUARIO PAG. 6


1. Desactivar el interruptor de cuchillas que permite el encendido y apagado del

tanque que se encuentra alimentado a 220 voltios.

2. Desconectar los terminales que van al tanque de agua desde el interruptor de

cuchillas.

3. Conectar el dispositivo de control al interruptor de cuchillas, cables identificados en

el equipo como entrada de 220 V AC.

4. Unir los cables de alimentación del tanque de agua con los cables de salida a la

carga del dispositivo de control; para este efecto se recomienda el uso de boraeras.

5. Luego, se conecta el dispositivo de control a un toma corriente de 110 Voltios,

para iniciar su trabajo normal. En ese momento se activarán los LEDS de control.

6. Finalmente, se activa el interruptor de cuchillas; con esto dependiendo de los

tiempos programados para conexión o desconexión, el tanque de calentamiento de

agua pasará a operar o no.

Una buena instalación permitirá observar el parpadeo del LED de operación normal y la

circulación de corriente en el tanque si éste estuviese activado, situación que se puede

detectar con la ayuda de un multímetro y la respectiva pinza amperímétrica.

ANEXO. MANUAL DEL USUARIO PAC. 1

DISPOSITIVO DE CONTROL PARA L/\ DE CARGAS ELÉCTRICAS

ANEXO D

Referencias técnicas.

ANEXO D. REFERENCIAS TÉCNICAS.


ANEXO D

Rdoj-Calendario DS1202.


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COMMON TOCASE •

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Opto-Electronic DevicesNumeric LED Displays

ECGTypa

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ECG3051

ECG3052

ECG3053

ECG30S4

ECG3055

ECG3056

ECG3057

ECG3058

ECG3059

ECG3060

ECG3061

ECG3062

ECG3063

ECG3064

ECG3065

ECG3068

ECG3069

ECG3070

ECG3071

ECG3074

ECG3075

ECG3076

ECG3077

ECG3078

ECG3Q79

ECG3080

Deacription

.270"; Com Anode; LHDP

.270"; Com Anode; Polarity/Overflow

.3"; Com Cathode; RHDP

.3"; Com Anode; LHDP

.3"; Com Anode; Polarity/Overflow

.4"; Com Anode; RHDP

A"; Com Cathode; RHDP


A': Com Cathode; RHDP

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.560" Com Cathode; RHDP; 2-0¡git

.560" Com- Anode; RHDP; 1-1/2 Digit

.560" Com Cathode; RHDP; 1-1/2 Digit

.560" Com Anode; RHDP

.560" Com Cathode; RHDP


Color

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Red

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Creen

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PerSegment

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PowerDía*.

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Flg'. •. No. •

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LHDP - Left Hand Decimal PointRHOP - Right Hand Decimal Point

1-125 ,

Numeric LED Display Outlines (cont'd)

Fig. P37 ECG3074 - Red ECG307S - Red

. 1. É-Cathoda- 1 1. E-Anoda • 12. D-Cathoda • I 2. D-Anods - 13. C-Cathoda- 1 • 3. C-Anode - 14, Dec Pt Cathode • 1 4. Dec PI Anode • 15. E-C»tbode • 2 5. E-Aoode - 26. D-Catnod« -7. 6. 0-Anoda • 27. G-Caihoda-2 7. G-Anoda • 28. C-Cathode -2 8. C- Anoda • 29. Oec Pt Cathode • 2 9. Dec Pt Anod« • 2

10. B-Carnoda - 2 10. B-Anode • 211. A~ Cathoda- 2 11. A- Anode- 212. F-Cathoda-2 • 12. F-Anod«-213. Common Anode - 2 13. Common Calhod* - 214. Common Anoda - 1 14. Common Cttboda • 115. B-Cathode- 1' 15. B-Aoode-116. A-Calhoda - 1 16. A-Aoode -117. G-Calhoda- 1 1?! G-Anode - 118. F-Cathode - 1 IB. F-Anoda - t

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(2.34)

Fig. P39 ' ECG3078 - R»d ECG3079 - Red

1. E-Csihoda 1. E-Anode2. D-Catnoda 2. D-Anodo3. Common Anod« 3. Common Cathoda4. C-Cithoda 4. C-Anoda . ,5. D»c Pt Catnod* 5. Dec Pt Anoda6. B-Cíthoeta. 6, B-Anoda7. A~dthoda . 7. A-Anoda • _ '8. Cofnfixxi Arxxj» 8. Common Cathoda9. F-Cathod« 9. F- Anoda

10. G — Calhod* 10. G~Anod«

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(2.54) (3,94)

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Fig. P38 ECG3078 - Rad

1. C- Cathoda - 1• 2. D-Cathod« • 1

3. B-Catbod« - 14, D«c P( Cathoda • 1 '5. E-Calhod«-26. D-Cathod« • 27. G-Cathoda-2 '8. C-Cathoda - 29. D«c Pt Cathoda - 2

10. 8-Cithodfl • 211. A-Cathod«-212. F-Cathoda-213. Common Anoda - 214. Common Anoda • 1'15. A-Cathoda-116. No Conoaciion17. No Connaction18. No Connaction

.983' '

(12.7) 1 '

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ECG3077 - Red

1. C-Arxxla^ 1

3. B-Anoda - 14. Dftc Pt Anodw - 15. E-Anoda -28. 0-Anoda - 2 .' .7. G-Anoda - 28. C-Anod«-2

. ' 9. Dac Pt Anoda - 2 '10. fl-Anoda-2

, 11. A-Anode-212. F-Anode - 213. Common Cathoda - 214. Common (Uthoda • 115. A-Anoda- 116. No Conoactton17. No Conoactíon.18, No Connectíon

~T " ' /) ^á*•a«M « u - y* 'F¿T^B'-C cií' // ^ E // _. //ro2ÍT//o . [LMa

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(Í5.241 " ,fl5-• 13.94) -

Fig. P40 ECG3080- Red

1. No Pin . 10. Dacímajl Point2. Segmeot A 11. Saomant D3. Sagnwnt F 12. Common Anoda

• - • 4. Common Anod» 13. Sagmant C• 5. Segrrwfil E 14, Sagmaní G

fl; Cooimon Anoda 15. Sagnwit a • .'7. No Coonacrfon 18. No Pin ¡ •8. No Pin • 17. Common Artod»9. No Pin 18. No Ph

480" • ''(12.19) jS ORIEWTATKJN MARKS

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t.150'(3.BI)

G

1-127

Iptoisolators£~ Phototranslator»

$

Í&T

feCGaK03

R03

•Pi

ypt

WO

MI

342

W3

DM

b*kmbeOB3£—»

120

F-DM«..R-

1089

lOM

ÉL1096

OutputConflguratlon

NPN Transistor

\IPN Transistor

^JPN Transistor

NPN Transistor

NPN Darüngton

NPN Darlington

NPN Transistor

NPN Darlington

NPN Darllnaton

NPN Darfíngton

NPN Dual-Transistor

NPN DualTransistor .

NPN Transistor

'NPN Transistor

Low Input OriveNPN Transistor

NPN Transistor

NPN QuadTransistor

Total Davlce Ratlng»

UolatlonVoltage

V|.o-Surge (V)

7500

7500

7500

3550

7500

7500

6000

6000

7500

7500

7500

5000

7500

7500

7500.

5000

5000

TotalPower

Pt <mW)

250

250

250

260

300

300

250

250

250

250

400

150

300

300

300

250 .

150

DCCurrentTransfer

Ratio% •

20 '

100

20

70

300

500

20

400

100

200

50

100

20

20

50@IF1 mA

100

100

LED Max Ratina»

ForwardCurrentiF.lmAl

80

. 60

60

•60

80

80

60

60

60

60

'60

50 •

. 60

60

. 60

60

50

Rever»*VoltageVR £V)

3

6

. 3

3

3

3 '

3

3 .

3

3

3

5

6

-

6.0

5

.5

Phototran«l«tor Ratlngí

Collectorto

BasaVoltage

BVCBO(V)

70

70

70

70

~ .

-

-

-

55

30-

—

:

. 300

' 70

70

—

. —

Collectorto

EmltterVoltage.

BVCEOÍV)

30

• 30

30

80

80

80

30

30

55

30

30

55

300(BVCER) .

30 '

30

55

55 .

Collector 'Currentle (mAÍ

3.5 Typ

100 Max

50 Max

50 Max

150 Max

150 Max

100

100

100

100

30

50

100

100

100'

50

50

TYPFr«qKHt

300 '

150

150

100.

75

'75

100.'

75

75

75

200

—

200 .

200

200'*

_.

- —

Ckt..Diag.

A

A '

A

A

B

B

D

C

E

• E

.F

V

A

M.

« A-

sw

t

Rg. 'No.

P28

P27

P28

•R29

P28

•>. '

P56

P61-.

nt Transfer Ratio Is.the output transistor collector current divided by the LED forward current -

^Htrf' Photothy rftto n

BB&TTP*

E3048K&XH9LB*iECG30S1

ECG3097

OutputConflguratlon

SCR

TRIAC

TRIAC

TR1AC with ZeroCrossinQ Circuit

SCR

TRIAC whh Zero-Crossing Circuit

Total Devlce Rattnga

liolationVoltage

V].oSurga (V)

3550

7500

7500

7500

. 4000

7500

PowerPt ImW)

260

330

330

330

400

300

LED Max Ratingt

ForwardCurrantIF ímA)

60

50

50

50

60-

50

Reverte-VoltagaVRlV)

3

3

3

3

6

. 6

Photothyriitor Ratlng»

VDRNllVÍ

400

250

400

250

400

400

IT RMS(mA)

100

100 '

100

100

300

100

IFT(mA)

14

10

10

15

11

15

Vp(on)(V)

100 mA

1.3

3.0

3.0

3.0

1 .3 at300 mA

. 3.0

IHOLD(mAÍ

.5

.1

.1

'.1

.5

.2

Ckt.Diag: •

. G

H- - t

H

J

G

J

Rg.No,

P28

Photo FET

ECG Type

ECG3086

OutputConflguratlon

FET -

Total Devlce Ratlng*

¿CÍ^w.'et^rlaolatlonVoltaga

V|»oSurge (V)

2500

PowerPt <mW)

• 300

LED Max Ratlng»

ForwardCurrentIF (mA)

60

RevermeVoltageV R ( V )

6

Photo FET Ratlnga

Draln toSource

BreakdownVoltage

BVDSS(V)

, ±30

DrainCurrent

IDImA)

±100

RDSon(Oh mi)

. 200

Ton(fjiec)

15

Toff(fiaec) -

15

Ckt.Oleg.

K

Rg.No.

P28

TTL Compatible Photo CdupledLogic Gate*

ECG Typa

ECG3087

ECG3094

.Output

Conflguratlon

Hi Speed OpenCollector, NANDGate

Dual Hi SpeedOpen Collector,NAND Gates •

Total Devlce Ratinga

laolationVottaga

V|80

(V)

3000

3000

PowerPt (mW)

100

60

LED Ratlnga

. ForwardCurrerrtiF(mA)

10

15

ReverseVoltageVR [VI

5.0

5.0

Output Ratingm

MaxSupplyVoltageVCc (V|-

5.0

5.0

OutputCurrentlo (mA)

50

16 PerChannel

PropagatlonDelayTime

(n*ec«)

75

75

EnafaleVoltag*VE (V)

5.0

—

Ckt.Diag.

L

Q

Rg.No.

P29

1-139

Optoísoiators (cont'd)TTL Compatlbl»Phototrmnitator»

ECG Typ«

ECG3092

ECG3093.

ECG3095

Output 'Configura tlon

Open CollectorNPN Transistor

NPN SplitDarlington •

Dual Opén .Collector, NPNTransistors

Oevlce Rat!ng>

Isolation

V|,o(V) "

. 3000

3000

3000

Pt. (mW)

'100

100

100

^

LED Max Ratingí

CurrentiF(mA)

25

•20

25

VoltageVRtV)

5 '

5

5

Output Ratlng»

VccIV) ,

15

18

15.

Current

Ratío

% '

15

400

15

'Output

lo(mA)

8

60

8

Pfopigatlon

Time •(nsac)

800

tpHL 1 MSOCtpLH 7 yaoc

800

Data

RataMbit/nac

1

. 100K

1

Ckt.

DIag.

O

P

R

Fig.No.

P29

DC Current Transfer Ratío ¡s.the ouíput transistor collector current divided by the LED forward current -

ECG Typ».

ECG3090

OutputConfigura ti oír

Schmítt Trigger

•- ToUl Davlce Ratlngm

. 'bolationVoltag»

VUo. Surg'»^V)

7500

Pow»rPt (mW)

-; 150

Led Max Ratina»

ForwardCurrentIp'lmA)

'60

RaveraeVoltag»VR(V)

6

Output Ratlngs.

VCC

Voltaga-Range

(VI

3Vto 15V

OutputVoltagaVotV)

15 max

OutputCurrentlo (mA)

50 max

Turn-OnTlrn»

TonIfiaec)

1.2typ

Turn-OffTime

Tofflfj«ec}

1.2typ

Ckt.DIag.

N

Rg.No.

P28

Optojsolator CircuitsDiag, A "

- ECG3040! ANOCC Q30413O42 CATHCOC (£

3043

.3088r ©, 3096"

• • "

At¿-

Diag. D

ECG3081 '

S~* ' f~

ANOOC (l 1 ,t — 4

. - + - r ""(EMJTTER) JÉ. . L

/— •• - I CCATMOOE (Z^ ' I— ¿

.

Diag: G

3046 AWOOE ©3091 - '

CATHOOC (T

Diag. KECG3086 ' ,

ANODC (T]

• CATHOOE (T

í

*

^•

~ Fig. P28

©BASE

¿)-CQLLECTOfl.

0 EMITTER

Fig. P27

(DETECTOR)

- . Rg. P28

¡3) AMOOC

J) CATHOOC

Rg. P28

7) DRAIN

7) SOURCE

Diag. B 'ECO3044 *Nooe(jj3046

• ©

Diag. E . '

ECG3083 *«OQE3084

CATHOOE

. . •

Diag. H "

ECG'

CATHOOC Q

Diag. L

ECG3087 MC

*'t+?E

*/ CATHOOE

•7* (~}

NC

•

•

^-tCK"^

. Rg. P28

©COLLECTOR

0 EUITTER

Rg. P28

4c¿

J" - -1- ^^ A &

^^0

T

0

- rKD»

T)BA5£

© COLLECTOH

7) EUITTER

Rg. P28

MAIN TERMINAL

TPIAC'DRIVERSUaSTRATE-DONOTCONKCT

MAIN TERMINAL

. Rg. P29

SVOUT

Diag. C Rg. P27ECG3082

ÍEUlTTERl V rSfck^_p (DETECTOR)

• CATHODE (T; J ^-7)EU1TTEH

Diag. FECG3088 _

ANOOE (¿

CATHOOE (T

CATHOOE (7

ANOOE (7

Rg. P29

EUITTER

T L L.

^ 1 -\— 7) COLLECTOR

Í L"] ™ V%— ^7) EUITTER

Diag. J • Rg. P28

•ECG3049 At4ooc(?3097

CATHOOC (T -

MC (T

ÛAIM

^ -' CUNNtCI

2ERO *"~\NCIRCUIT ^-^ TERMINAL

Diag. M Fi . P28ECG30S9

ANOOE (T¡

CATHODE (g " ' y— J) COLLECTOR

^—J) EMITTER

1-140

Display Driver Circuits

I*

ECG Ip Max*500 mA500 mA500 .mA500 mA500 mA400 mA-150 mA100 mA

16-Pin DIP SeeFíg. D8

20112012201320142015207420762081

7 Unít Darlington Array/Driver

ECG IQ Max*

2Ó2Í- -40 mA2022 40 mA

18-Pin DIPSea Fig. D10

JL

£í * "

;B--ürgit/Ségrherit, Dariington Array/Driver

ECO IQ Max*'

2025 ,40 mA

VBB=+100 V

14-PÍn DIPSee Rg. D6

GND

4 HV Digit Driver * :••; £-/"•;•

ECG IpMax*

2028 1.5 mA

V C C = + 5 V

16-P¡nDIPSee Rg. 08

BCD-to-7 Segment Decoder/Driver

ECG I0 Max* 18-Pin DIP See Fíg. DIO

20182017201820192020

500 mA500 mA500 mA500 mA500 mA

8 Unit Darlington Array/Driver

ECG lo Max*

2023 200 mA'

. 16-Pin DIPSee Fig. D8

7 Segment/LED,Transistor Array/Driver

ECO lo Max*2028 40 mA

V8B=+100 V

16-Pin PIPSee Fig. D8

GND

6 HV Digit Driver

ECG Ip Max*2029 50 mA

VEE=-55 VVCC = GND

16-Pin DIPSee Fig. D8

7 HV Digit Driver (Active High Input)

ECG IQ Max*

2024 25 mA

V C C =+5V i

24-PÍn DIPSee Fig. D«5

i!

TT2 Digit BCD-to-7 Segment Decoder/Driver

ECG IQ Max*2027 350 mA

14-PinDIPSee Fig. D6

6 Digit Driver

ECG

2030

ProgrammingCurr«nt

18-Pin DIPSee Fig. D10

8 HV Segment Driver

1-348* lo Max = Max Current Per Output Package Outiines - See Page 1-357

Documents

ESCUELA POLITÉCNIC NACIONAA Lbibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10507/1/T282.pdf · disposrnvo de control para la administra cíon de cargas elÉctricas 2.5.1.13. subrutin sacajÍor