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UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
MODERNIZACIÓN DE LAS TARJETAS
DT370 Y DT371 DEL SISTEMA DE CONTROL
AUTOMATIZADO “PROCONTROL P13” DE
LAS CALDERAS DEL COMPLEJO PLANTA
CENTRO (CORPOELEC C.A.)
Autor: Malavé Fermín, Dalmys Albano.
Urb. Yuma II, calle Nº 3. Municipio San Diego
Teléfono: (0241) 8714240 (master) – Fax: (0241) 8712394
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTA DE INGENÍERIA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA
MODERNIZACIÓN DE LAS TARJETAS DT370 Y DT371 DEL SISTEMA DE
CONTROL AUTOMATIZADO “PROCONTROL P13” DE LAS CALDERAS
DEL COMPLEJO PLANTA CENTRO (CORPOELEC C.A.)
EMPRESA: Complejo Planta Centro (CORPOELEC C.A.)
AUTOR: Malavé Fermín, Dalmys Albano
C.I.: 13.756.194
Tutor: Aída R. Pérez R.
San Diego, Estado Carabobo
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTA DE INGENÍERIA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA
MODERNIZACIÓN DE LAS TARJETAS DT370 Y DT371 DEL SISTEMA DE
CONTROL AUTOMATIZADO “PROCONTROL P13” DE LAS CALDERAS
DEL COMPLEJO PLANTA CENTRO (CORPOELEC C.A.)
CONSTANCIA DE ACEPTACIÓN
_____________________________________________
Nombre, firma y cedula de identidad del tutor académico
______________________________________________
Nombre, firma y cedula de identidad del tutor empresarial
AUTOR: Malavé Fermín, Dalmys Albano
C.I.: 13.756.194
Diciembre, 2012
San Diego, Estado Carabobo
III
DEDICATORIA
A Dios, por haberme guiado y
permitirme llegar a este momento tan
especial en mi vida. Por los triunfos y los
momentos difíciles que me han enseñado a
valorarlo cada día más, A mi madre por ser
la persona que me ha acompañado durante
todo mi trayecto estudiantil y de vida. A mi
padre quien con sus consejos ha sabido
guiarme para culminar mi carrera
profesional. A mi hermana que siempre ha
estado junto a mí, brindándome su apoyo. A
mi esposa e hijo quienes con sus ayudas,
cariños y comprensiones han sido parte
fundamental de mi vida. A mis amigos, que
gracias al equipo que formamos logramos
llegar hasta el final del camino y darme
todas las herramientas para poder finalizar
con éxito.
AGRADECIMIENTO
En primer lugar doy infinitamente gracias a Dios, por haberme dado fuerza y
valor para culminar esta etapa de mi vida.
Agradezco también la confianza y el apoyo brindado por parte de mi Madre y
Padre, que sin duda alguna en el trayecto de mi vida me han demostrado su amor,
corrigiendo mis faltas y celebrando con orgullo mis triunfos.
A mi hermana, que con sus consejos me ha ayudado a afrontar los retos que se
me han presentado a lo largo de mi vida.
A mi esposa, por su comprensión en el transcurso de mi carrera universitaria y
compartir momentos de alegría, tristeza y demostrarme que siempre podré contar con
ellos.
A mi bebe Gabriel que son los ojos de papa, que cada día al verlo me da la
fuerza para seguir adelante y culminar el proyecto para poder tener mas tiempo para
compartir mas momentos con el.
Al Ing. Yoel García por toda la colaboración brindada, durante la elaboración
de este proyecto.
A mis profesores, en especial a la ingeniera Aída Pérez con sus valiosas
aportaciones hicieron posible este proyecto y por la gran calidad humana que me han
demostrado con su amistad.
A mis amigos, especialmente a Gilberto, Juan y Diego por ser un apoyo y
compañía incondicional
A la compañía CORPOELEC CA. - complejo Planta Centro - Morón, en
especial a la Gerencia de Instrumentación y control por haberme dado la oportunidad
de incursionar y desempeñarme a nivel laboral.
A todos aquellos que de una Manera u Otra forma me brindaron su ayuda con
Respeto, amor, Entendimiento y paciencia a lo largo de mi carrera.
Muchas Gracias…………. !!!!!!.
Dalmys A. Malavé F.
INTRODUCCIÓN
La ingeniería ha ejercido tan marcada influencia en el progreso de la
civilización a lo largo de toda la historia, que su presencia e influencia se ha
acrecentado a partir de la revolución industrial, es así como en las últimas décadas, se
han generado progresos procedentes de ella que han mejorado considerablemente la
vida humana, generando a la vez, una serie de desafíos sin precedentes. Al mismo
tiempo, la introducción de tecnologías de la información en la producción industrial
ha ido a un ritmo de crecimiento muy acelerado en los últimos años, ampliando
considerablemente la capacidad de controlar la producción a través de sistemas
computarizados cada vez más avanzados y complejos.
El proceso de investigación constituye la parte fundamental en la elaboración
del proyecto, cuya finalidad será proponer una mejora en el proceso de control de la
planta y funcionamiento de la s tarjetas DT370 y DT371 en el campo de trabajo.
Para el desarrollo de este proyecto, se toma como método de investigación de nivel
documental y de campo, ya que se toman muchas muestras documentales, y donde se
harán pruebas para poder llegar al objetivo fundamental del proyecto.
Así como la importancia que tienes de buen funcionamiento tarjetas de control
en el sistema de automatización industrial, como rama de la ingeniería abarca una
amplia gama de aplicaciones, por lo que desde el punto de vista educativo, en la
formación del estudiante demanda de un conjunto de experiencias prácticas que le
permitan a éste vincular los conocimientos teóricos adquiridos mediante el proceso
enseñanza-aprendizaje, con el campo laboral.
Todos estos aspectos comprendidos en la investigación se organizaron de la
siguiente manera:
En el Capítulo I (La Empresa) se está haciendo referencia a la empresa con la
que se estará realizando el proyecto, donde se destaca su misión, visión, objetivos, y
una breve reseña de cómo esta conformada la empresa.
El Capítulo II (El Problema) contiene la descripción del problema que se
plantea en el proyecto, además del objetivo general, objetivos específicos y
justificación de la investigación.
En el Capítulo III (Marco Teórico) se hace una revisión de otras propuestas
al tema para obtener antecedentes, y se desarrolla un marco teórico para tener una
base conceptual de todos los términos que en el trabajo se estén realizando.
En el Capítulo IV (Marco Metodológico) se toma en cuenta la descripción de
los métodos, técnicas y procedimientos utilizados para la resolución del problema
planteado y el logro efectivo del proyecto que se quiere alcanzar.
El Capítulo V (Resultados) presenta con detalle los resultados para cada una
de las fases planteadas del proyecto.
Por último en el Capítulo VI (Conclusiones y Recomendaciones) se presentan
las conclusiones del proyecto y recomendaciones que se debe tomar en cuenta en todo
momento.
CAPÍTULO I
LA EMPRESA
1.1 Nombre y ubicación:
Planta Termoeléctrica del Centro (Planta Centro), Corporación Eléctrica
Compañía Anónima, (CORPOELEC C.A.), está ubicada en Punta Morón, Edo.
Carabobo, Litoral Central de Venezuela, limitada al Norte con el mar Caribe al Sur
con la autopista regional del centro, al Oeste con la refinería El Palito (PDVSA) y al
Este por la Empresa Lubricar, C.A. La Planta ocupa un terreno de aproximadamente
214 hectáreas, esta planta constituye el mayor complejo de Generación Eléctrica de la
región del Centro Costera, tanto por su ubicación como por su capacidad.
1.2 Descripción de la empresa
Es una empresa de generación de energía eléctrica perteneciente a la
Compañía Anónima de Administración y Fomento Eléctrico (CADAFE) propiedad
del Estado venezolano. Para el proceso de generación de energía eléctrica, Planta
Centro consta de 5 unidades generadoras, las cuales están diseñadas para producir
400 MW de energía cada una, aportando electricidad constantemente al sistema
eléctrico nacional, ente encargado de la Distribución de la energía eléctrica en el país.
Hoy en día consta de dos grupos de nuevas unidades que son 4 unidades Turbo
eléctrica de ciclo combinado que lleva como nombre Planta Centro II que esta en
construcción con una capacidad total instalada de 700 MW, y 1 unidad de paliación
de Planta Centro termoeléctrica llamada unidad 6 que está en proyecto con una
capacidad de diseño de 600 MW.
1.3 Reseña histórica de la empresa
La historia de la electrificación en Venezuela se inicia en el año 1888, cuando
se instaló en Maracaibo el primer sistema regular de alumbrado público. Un año
después, Valencia pasa a ser la segunda ciudad del país en disfrutar de este tipo de
servicio. Para 1946, año de la creación de la Corporación Venezolana de Fomento
(CVF), el sistema eléctrico venezolano se encontraba fraccionado, evidenciando la
necesidad de emprender de inmediato un estudio a fondo de las posibilidades y
potencialidades del sector.
C.A.D.A.F.E. Compañía Anónima de Administración y Fomento Eléctrico.
Fundado el 27 de Octubre de 1958 con la unión de 15 pequeñas empresas adquiridas
por el Gobierno Nacional, a través de la Corporación Venezolana de Fomento, como
una solución a la necesidad de contar con un servicio eléctrico confiable a escala
nacional que sirviera de soporte al crecimiento del país.
En 1974 se inicia en Venezuela la construcción de Planta Centro la mayor
planta termoeléctrica de América Latina, con una capacidad proyectada de 4000 MW.
En 1978 inicia su operación comercial, cuya construcción se desarrolló en dos fases,
de las cuales la primera colocó en funcionamiento la unidad I con una capacidad
instalada de 400 MW, en 1979 se duplicó la capacidad de la planta con la puesta en
funcionamiento de la unidad II. Ambas unidades construidas bajo la contratación
LLAVE EN MANO con la KRAFT WERK UNION (K.W.U), empresa que fabricó el
sistema de turbinas y generadores y la compañía BORSIG del grupo Alemán
BABCOCK que se encargó de la fabricación de las calderas. El desarrollo de las
unidades III, IV y V se realizó en la segunda fase, cada una de igual capacidad de
instalación que las anteriores, pero se construyeron basándose de un proyecto del
multicontratos con un aporte de la Ingeniería Venezolana.
En Septiembre de 1981, comienza operar la Unidad 3, siendo la primera de la
segunda fase con igual capacidad a las anteriores; simultáneamente se construyen la
unidad 4, iniciando su operación comercial en marzo de 1982. Para satisfacer la
demanda energética proyectada que el país requería para ese momento, se inicia la
construcción de una quinta unidad, la cual quedo finalizada y en operaciones en abril
de 1985, culminando de esta manera el proyecto en función de las necesidades del
país. Las unidades 3, 4 y 5 fueron construidas por la empresa japonesa HITACHI y el
consorcio Germano-Suizo Brown Boveri (B.B.C). En Noviembre de 1989, con la
unidad 2 se inicia la conversión a gas de la Calderas de Planta Centro, completando
así la política de liberación de combustibles líquidos para el mercado de exportación
y la reducción de las emisiones contaminantes. Planta Centro es una estación
térmica que utiliza básicamente agua, aire y combustible residual alta viscosidad,
como materia prima.
De la consolidación de este proceso surgieron cuatro empresas regionales de
Distribución y Comercialización y una empresa de Generación:
• CADELA: Compañía Anónima de Electricidad de los Andes; Cobertura
geográfica: Barinas, Mérida, Táchira y Trujillo. Con una superficie geográfica
de 69.048 Km2, atendiendo una demanda máxima de 650.20 MVA
representada por 520.084 suscriptores, a través de 56 subestaciones. Ver
figura 1.
Figura 1. Símbolo de CADELA
Fuente: Dirección de Administración Planta Centro
• DESURCA: Desarrollo Uribante _ Caparo, Compañía Anónima; Cobertura
geográfica: Amazonas, Aragua, Apure, Guárico y Miranda, tienen una
superficie conjunta de 336.545 KM², la empresa atiende a unos 530.545
suscriptores que representan una demanda máx. de 1.195 MVA.Ver figura 2.
Figura 2. Símbolo de DESURCA
Fuente: Dirección de Administración Planta Centro
• ELEOCCIDENTE: Compañía Anonimia, Electricidad de Occidente;
Cobertura geográfica: Carabobo, Cojedes, Falcón, Lara, Portuguesa y
Yaracuy. Cubre un área geográfica de 66.550 KM2 y atiende a 498.186
suscriptores. La demanda máxima es de 1.343 MVA y tiene 2.266 MVA
instalados. Ver figura 3.
Figura 3. Símbolo de Eleoccidente
Fuente: Dirección de Administración Planta Centro
• ELEORIENTE: Compañía Anonimia, Electricidad de Oriente; Cobertura
geográfica: Anzoátegui, Bolívar, Delta Amacuro y Monagas. Con una
superficie de 293.100 KM2, posee 543.147 suscriptores y atiende una
demanda máxima de 1.331 MVA. Ver figura 4.
Figura 4. Símbolo de Eleoriente
Fuente: Dirección de Administración Planta Centro
• ELECENTRO: Compañía Anónima Electricidad del Centro, responsable de
distribuir y comercializar la energía en los estados Miranda, Aragua, Guárico,
Apure y Amazonas. Los cuales tienen una superficie conjunta de 336.545
KM², la empresa atiende a unos 530.545 suscriptores que representan una
demanda máxima de 1.195 MVA. Ver figura 5.
Figura 5. Símbolo de Elecentro
Fuente: Dirección de Administración Planta Centro
Hoy en día fue reestructurada y cambiada de nombre volviéndose corporación
debido a unificación de todas las entidades y dependencias eléctricas privadas y
públicas de transmisión, distribución y generación, el cual fue llamado Corporación
Eléctrica Compañía Anónima, (CORPOELEC C.A.)
1.4 Misión:
Producir energía eléctrica de manera constante con las limitantes de despacho
a menor costo. Mantener la disponibilidad de la energía necesaria para cada unidad.
Servir como principal centro de apoyo del sistema hidroeléctrico en caso de
contingencia de cualquier tipo. Ofertar y comercializar su producción en el ámbito
internacional para prestar un servicio eléctrico integral, eficiente, de calidad,
técnicamente confiable, a precios que nos permitan cubrir los costos operativos y
efectuar las inversiones requeridas para el mantenimiento, mejoramiento y aplicación,
rentable del sistema, estimulando el desarrollo del país y con ello la calidad de vida
de la población.
1.5 Visión
Ser una empresa de carácter corporativa no burocrático, organizado
funcionalmente para prestar un servicio eléctrico integral y eficiente de calidad
comparable a las mejores empresas del sector eléctrico, tanto nacional como
internacional, con tecnología eficiente y sólida.
Mantenerse como uno de los más importantes sistemas de generación. Ser una
empresa moderna y eficiente, enmarcada dentro de los parámetros internacionales de
calidad y desarrollo.
La atención al cliente no es un departamento, sino una actitud constante, debido a
su vocación de servicio.
1.6 Valores de calidad.
1. Pasión por la excelencia: Es el resultado de indagar más de lo que otros
consideran sabio, arriesgar más de los que otros consideran sabio, arriesgar
más de lo que consideran sano, soñar más de lo catalogado como práctico y
esperar más que lo concebido como posible.
2. Crecimiento Personal: La formación integral del individuo consiste en que
este alcance sus metas profesionales y personales, superándose
continuamente. Para seguir creciendo, se debe tratar de hacer las cosas cada
vez mejor.
3. Vocación de servicio: Trata a cada cliente como si tu mundo girara alrededor
de él, así, la atención al cliente no es un departamento, sino una aptitud
constante.
4. Trabajo en Equipo: El reto de nuestra organización es construir un sentimiento
de unidad, de solidad entre unos y otros, porque la pregunta no es todo lo bien
que trabaja cada persona, sino todo que trabajemos juntos.
5. Equidad: Es una cualidad que consiste en dar a cada uno lo que se merece por
sus meritos y no favorece en el trato a uno perjudicando a otro.
6. Honestidad: Lo más importante es ser accesible, directo y decir siempre la
verdad. Si te muestras abierto, dispuesto a escuchar y dialogar, la gente se
hace mucho más receptiva y los cambios se producen con mayor velocidad.
1.7 Política de calidad:
En las políticas de Planta Centro (CORPOELEC), y específicamente Planta
Centro, como empresa, se tiene lo siguiente:
1. Presta un servicio Eléctrico integral eficiente de calidad, técnicamente a
precios que nos permitan cubrir los costos operativos y efectuar las
inversiones requeridas para el mantenimiento mejoramiento y aplicación,
rentable del sistema, estimulando el desarrollo del país y mejorando la calidad
de vida de la población.
2. Facilitar asesoría en materia legal, financiera y organizativa a todos sus
trabajadores.
3. Desarrollar entre su personal la realización de actividades culturales,
deportivas y recreativas.
4. Mantener un plan de jubilación para beneficio de los trabajadores amparados
por el contrato Colectivo.
5. Suministrar a los trabajadores un seguro Colectivo de vida y de H.C.M
6. Otorgar becas para los hijos de los trabajadores.
7. Exonerar hasta un máximo de mil (1000) Kwh. mensual, el consumo de
electricidad correspondiente a la casa de habitación de los trabajadores.
8. Concede a los trabajadores que contraigan matrimonio un permiso de diez
días y bonificación de dos salarios mínimos.
9. Asumir los gastos de guarderías infantiles de los hijos de los trabajadores en
edades comprendidas entre cero (0) años y (7) años.
10. Suministrar a todos sus trabajadores un (1) cesta ticket por jornada de trabajo
efectivo.
11. Pagar trimestralmente a todos sus trabajadores un bono, como consecuencia
del incremento en el índice de cobranza efectiva.
1.8 Objetivos de la calidad:
CORPOELEC, Planta Centro, tiene como objetivo principal, producir
energía eléctrica y garantizar un suministro en forma permanente a la región central y
a través de una extensa red que abarca el oriente, occidente y sur del país.
1. Los objetivos de mayor importancia de la empresa son los siguientes:
2. Cumplir con la cuota de energía solicitada por el despacho de carga
diariamente y en forma confiable, segura y a bajo costo.
3. Mantener disponible el 75% de la capacidad efectiva instalada.
4. Mantener y estimular un buen clima de trabajo, bajo condiciones
ambientales y físicas optimas.
5. Distribuir la energía producida.
6. Servir de principal centro auxiliar, generador de energía eléctrica para el
centro y occidente del país.
7. Desarrollar planes de adiestramiento guiados a la forma de
especialización profesional a los trabajadores.
8. Desarrollar programas que permiten preservar las condiciones de
sanidad del medio ambiente.
9. Desarrollar y apoyar los planes de bienestar social, tales como los de
material deportivo, sociales, culturales y recreación entre otros.
En esta organización se protegerán los objetivos antes expuestos, por encima de los
intereses particulares o ajenos que pretendan desvirtuarlos.
1.9 Estructura ejecutiva
La Organización de Planta Centro está basada en el sistema lineo-funcional en la
cual se destacan la línea de autoridad, así como la combinación, indicando la variedad
de actividades o funciones que se realizan para alcanzar los objetivos de la empresa.
Es lineal, ya que une o enlaza la unidad cargo-laboral donde fluyen la
autoridad, responsabilidad y comunicación dentro de la organización. Es funcional,
ya que representa a través del cargo-laboral las funciones que se ejecutan en una
organización.
Planta Centro ha sido reestructurada en varias ocasiones ya que ha ido
madurando con el pasar del tiempo. Dichas organización conlleva una serie de
ventajas para el mejor funcionamiento de esta planta.
Actualmente, según se observa en la figura 2, en donde se muestra el
organigrama actual de la empresa, la estructura organizativa encabezada por la
Gerencia General, se organizan en otras dos gerencias, la cual realiza las funciones de
planificación, organización, control, evaluación y dirección de las gestiones técnicas
y administrativas un departamento de asesoría legal de la empresa. Ver figura 6.
La estructura organizativa está constituida por:
• Dirección Ejecutiva De Planta Centro.
• Gerencia De Seguridad Y Prevención.
• Gerencia De Asesoría Jurídica.
• Gerencia De Finanzas Y Logística.
• Gerencia De Gestión Humana.
• Gerencia de Mantenimiento.
• Gerencia De Operaciones.
• Gerencia De Proyectos E Ingeniería De Planta.
• Gerencia De Mantenimiento Mayor.
Figura 6. Estructura Organizativa Planta Centro
Fuente: Dirección de Administración Planta Centro
ADSCRIPCIÓN
VICEPRESIDENCIA EJECUTIVA DE GENERACION.
OBJETIVO
Garantizar la generación de energía eléctrica de forma continua, confiable, segura
y a un costo óptimo, a través de la adecuada operación y oportuno mantenimiento de
los equipos y sistemas que conforman las unidades de generación, a fin de satisfacer
la demanda eléctrica de la región Centro Occidental del país.
FUNCIONES
1. Dirigir la planificación de las actividades de la Central Termoeléctrica a
corto, mediano y largo plazo, a objeto de garantizar el cumplimiento cabal del
objetivo de la Empresa.
2. Asegurar el cumplimiento de los niveles de generación de energía en
condiciones confiables, conforme a los lineamientos emitidos por el Despacho de
Carga Central y requerimientos del Sistema Eléctrico Nacional.
3. Dirigir y controlar los programas de mantenimiento predictivo, preventivo y
correctivo a los equipos y sistemas que forman parte de las unidades de generación y
sistemas auxiliares, a fin de garantizar el despacho de energía eléctrica al Sistema
Interconectado Nacional.
4. Dirigir y programar los proyectos de Ingeniería, a objeto de optimizar el
funcionamiento de las Unidades de generación.
5. Dirigir y controlar la ejecución de los programas de mantenimiento mayor,
rehabilitación, ampliación y repotenciación de las unidades de generación, plantas y
equipos para servicios auxiliares que requiera la Central Termoeléctrica.
6. Supervisar el desarrollo y cumplimiento de los proyectos, programas y
normas de higiene y seguridad industrial, a fin de garantizar el resguardo del capital
humano e instalaciones de la Central Termoeléctrica en cumplimiento a la Ley
Orgánica de Prevención y Medio Ambiente del Trabajo, así como también asegurar la
conservación de la microfauna marina y niveles de contaminación derivados de la
operación de la planta, conforme lo establecido en la Ley Orgánica del Ambiente.
7. Evaluar y planificar la incorporación de los cambios tecnológicos que
inciden directamente en la generación de la energía eléctrica, a fin de alcanzar niveles
óptimos de confiabilidad y metas estratégicas propuestas para esta Central
Termoeléctrica.
8. Supervisar y coordinar con Vicepresidencia Ejecutiva de Gestión Humana -
Dirección Ejecutiva de Coordinación Gestión Humana (Centro Capital) y la Gerencia
de Gestión Humana Planta Centro, los procesos la captación, capacitación,
formación, estabilidad y permanencia del recurso humano acorde a los requerimientos
y compromiso operativo de esta Central Termoeléctrica.
9. Planificar la requisición del capital humano, material y financiera de esta
Planta Termoeléctrica, a fin de garantizar la especialización del recurso humano
acorde a las áreas funcionales, así como también asegurar la disponibilidad y el uso
racional de los equipos, recursos materiales y financieros asignados.
10. Conformar en la formulación del presupuesto de la Central Termoeléctrica
y supervisar su ejecución, conforme a lo establecido en el Plan Operativo Anual
Institucional y planes de inversión establecidos y asociados a Planta Centro.
11. Suscribir a nombre de CADAFE, contratos, actas, convenios y normas,
cuando por delegación y competencia le sean asignados.
12. Representar a la Empresa ante los entes Públicos y Privados de la región,
con los que CADAFE mantenga relación institucional, operativa y comercial
Funciones En La Empresa.
• Determinar las políticas e incentivos de motivación al personal
• Suscribir a nombre de CORPOELEC todos los actos, contratos y convenio
que requiera la empresa.
• Atender a visitantes, contratista y público en general.
• La gerencia general de CORPOELEC planta centro, para cumplir a cabalidad
con los requerimientos exigidos por el órgano central con sede en Caracas se
apoya en diferentes entes, los cuales reciben los nombres de divisiones y se
encuentran conformados de la manera siguiente.
ADSCRIPCIÓN
DIRECCIÓN EJECUTIVA DE SEGURIDAD Y PREVENCIÓN
CODIGO DE ESTRUCTURA:
OBJETIVO
Garantizar la ejecución de los procesos de Seguridad y Prevención, a fin de
garantizar la protección de las personas, el resguardo de los bienes y de los recursos y
activos de información de Planta Centro, conforme a los lineamientos emitidos por la
Dirección de Seguridad y Prevención de la oficina Principal.
FUNCIONES
1. Velar por el cumplimiento de las políticas y lineamientos en materia de
Protección de Infraestructura, Investigaciones, y Seguridad de Información emitidos
por la Oficina Principal.
2. Coordinar la formulación de los Planes y Programas asociados a la
Protección de Infraestructura, Investigaciones, y Seguridad de Información de Planta
Centro alineados con la Dirección de Seguridad y Prevención de la Oficina Principal
y realizar el seguimiento y control del cumplimiento de los mismos.
3. Ejecutar los planes de Seguridad de la Información, garantizando la
protección de los recursos asociados a los activos de información y la información
existente en Planta Centro.
4. Dirigir y coordinar los estudios de protección física de los bienes e
instalaciones de Planta Centro, así como la elaboración y aplicación de programas
preventivos y correctivos a que haya lugar.
5. Coordinar y controlar la vigilancia y seguridad de las instalaciones y del
personal adscrito a Planta Centro, a fin de evitar el acceso de personas extrañas y/o
ajenas que puedan causar daños en las instalaciones de la Planta.
6. Coordinar y dirigir el proceso de implantación de los mecanismos de
control de acceso y salida de personal y materiales, conforme a los lineamientos de la
Oficina Principal.
7. Coordinar y controlar el proceso de carnetización del personal regular y
contratado, a fin de evitar infiltraciones de personas ajenas a las instalaciones de
Planta Centro, conforme a los lineamientos emitidos en esta materia por la Dirección
Ejecutiva de Seguridad y Prevención.
8. Controlar la flota vehicular de las empresas contratistas que accedan a la
Planta, a través de pases de extensión y/o tiempo determinado, a fin de garantizar el
cumplimiento a la normativa de la empresa en materia de seguridad.
9. Supervisar, controlar y hacer seguimiento al servicio de vigilancia prestado
por empresas privadas.
10. Participar en las investigaciones a realizar con las unidades involucradas,
en relación a los accidentes de trabajo y los ocurridos a terceros en las instalaciones
de la Planta.
11. Coordinar la aplicación de la metodología para el levantamiento de
información propuesta por la Oficina principal, para la realización de las
investigaciones del hallazgo de presuntos hechos ilícitos en la Planta.
12. Coordinar conjuntamente con la Guardia Nacional inspecciones
programadas en las instalaciones de Planta Centro, (edificio administrativo, áreas
recreacionales, muelles y áreas adyacentes), a fin de prever hurtos y sabotajes que
atenten contra la marcha normal de la organización.
13. Atender a visitantes, proveedores, contratistas y representantes de otros
entes públicos, a fin de dar cumplimiento a la normativa vigente que rige todas las
actividades de protección física y puestos de control.
14. Elaborar, conjuntamente con la Dirección de Seguridad y Prevención de
CORPOELEC, Seguridad Industrial, Guardia Nacional y Vigilancia Privada, los
planes de contingencia y estudios de seguridad orientados a la protección de las
instalaciones y personal de la planta en situaciones de emergencia.
15. Coordinar con los Cuerpos de Seguridad del Estado (Comando de la
Policía Militar de la zona, Guardia Nacional, Cuerpo de Investigaciones Científicas,
Penales y Criminalísticas (CICPC), y Policía del Estado) las acciones que estén
asociadas a las investigaciones de presuntos ilícitos. Que se cometan en las
instalaciones de la planta o con bienes asociados a esta.
16. Mantener informada a la Dirección Ejecutiva de Planta Centro y a la
Dirección Ejecutiva Seguridad y Prevención de CORPOELEC sobre todas las
situaciones de carácter irregular y las actuaciones acometidas tendentes a subsanar las
mismas.
17. Proponer modificaciones en los programas de resguardo de las
instalaciones de Planta Centro, a fin de buscar mejoras prácticas en el servicio y
contribuir con los objetivos de la Dirección Ejecutiva de Planta Centro.
18. Participar en la elaboración e implantación de Normas y Procedimientos
de Prevención y Protección de Planta, a fin de controlar factores de riesgo exógenos y
endógenos que puedan causar daños y/o pérdidas a la organización.
19. Elaborar los Informes Técnicos – Administrativos establecidos en los
procesos de contratación, cuando esta unidad sea la solicitante del proceso.
20. Administrar los contratos que estén bajo su supervisión, garantizando que
el proceso administrativo se realice conforme a lo establecido en la normativa interna
y disposiciones legales vigentes.
ADSCRIPCIÓN
DIRECCION EJECUTIVA DE PLANTA CENTRO GERENCIA DE FINANZAS Y
LOGISTICA
CODIGO DE ESTRUCTURA:
OBJETIVO:
Planificar, dirigir y controlar la administración de los recursos económicos
asignados a la Dirección Ejecutiva Planta Centro, a través de la correcta formulación
y control del presupuesto anual, exacta aplicación de los procesos contables, el
oportuno pago para honrar los compromisos contraídos, la procura oportuna de
materiales, equipos y repuestos, las correctas condiciones de almacenamiento y la
prestación de los servicios logísticos y de mantenimiento a todas las unidades e
instalaciones de la Planta, fin de lograr el óptimo rendimiento de los recursos
asignados, facilitando la toma de decisiones de la Dirección y la Alta Gerencia de
CORPOELEC.
FUNCIONES:
1. Dirigir el proceso de formulación del presupuesto anual de la Dirección
Ejecutiva de Planta Centro, de acuerdo a los lineamientos que en esta materia emita la
Dirección Ejecutiva de Formulación y Control Presupuestario de CORPOELEC.
2. Asesorar a cada una de las Gerencias y Divisiones en el proceso de
formulación presupuestaria y velar por el cumpliendo con las directrices emitidas por
la Dirección Ejecutiva de Formulación y Control Presupuestario de CORPOELEC.
3. Controlar que la ejecución presupuestaria de las unidades adscritas a la
Dirección Planta Centro, se realice conforme a los objetivos establecidos y ajustados
a las disposiciones legales vigentes y normativa interna de CORPOELEC.
4. Supervisar y controlar que las transferencias y traspasos de subpartidas
presupuestarias que sean requeridas por las diferentes unidades de la Planta, se
realicen conforme a las disposiciones legales y normativa interna vigente.
5. Mantener informado a la Dirección Ejecutiva de la Planta, Dirección
Ejecutiva de Formulación y Control Presupuestario (OP) y cualquier otra instancia de
la Empresa que así lo requiera, sobre la ejecución y/o modificación del presupuesto
de Planta Centro.
6. Coordinar con la Dirección Ejecutiva de Contabilidad de CORPOELEC y
sus gerencias adscritas, la realización de las actividades y cierres contables de
acuerdo a los cronogramas establecidos.
7. Dirigir, controlar y supervisar que las operaciones de registro y
procesamiento de la información referida a las actuaciones económicas de Planta
Centro, se realicen aplicando los principios, normas y procedimientos contables.
8. Controlar el flujo de caja disponible en la Planta y elaborar el cronograma
de pagos, a fin de garantizar el cumplimiento de las obligaciones contraídas con
terceros y a facilitar la toma de decisiones por parte de la Dirección Ejecutiva de
Planta Centro.
9. Dirigir y coordinar la elaboración del plan anual de compras de Planta
Centro manteniendo el criterio de objetividad y racionalidad en el uso de los recursos
económicos asignados a la planta.
10. Cumplir los lineamientos emitidos por CORPOELEC para desarrollar los
programas de compras nacionales y de importación requeridos por las diferentes
unidades organizativas para la operación y el funcionamiento de la planta, conforme a
las disposiciones legales y normativa interna vigente.
11. Dirigir y coordinar las actividades asociadas a los movimientos del
almacén y cumplimiento de las condiciones de almacenamiento, garantizando la
conservación y oportuna disponibilidad de materiales, equipos y repuestos para las
diferentes unidades organizativas que así lo requieran, aplicando las especificaciones
de almacenaje de los proveedores, y los procedimientos establecidos para tal fin en
las normas CORPOELEC vigentes.
12. Dirigir y coordinar con la Gerencia de Almacenes de CORPOELEC el
proceso de inventario de activos fijos y materiales ubicados en la planta, de acuerdo
al cronograma establecido para esta actividad.
13. Coordinar con la Gerencia de Almacenes de CORPOELEC los procesos
de desincorporación de activos, cumpliendo con las disposiciones legales y normativa
interna vigentes.
14. Coordinar con la Unidad de Seguros de Bienes Patrimoniales de
CORPOELEC, los trámites administrativos a que hubiere lugar en materia de seguros
de materiales y equipos de Planta Centro.
15. Dirigir y coordinar los trámites administrativos ante los agentes aduanales,
para la nacionalización y traslado de los materiales y equipos de importación
requeridos por la planta de acuerdo a los lineamientos emitidos por la Dirección
Ejecutiva de Logística de CORPOELEC.
16. Dirigir la prestación del apoyo logístico (reproducción y correspondencia,
servicios de mensajería, reproducción y recepción (Central telefónica) requeridos por
las unidades organizativas adscritas la planta, contribuyendo al el buen
funcionamiento administrativo de Planta Centro.
17. Dirigir la elaboración del programa de mantenimiento preventivo a los
equipos de oficina instalaciones y vehículos de Planta Centro y coordinar las
actividades de mantenimiento correctivo de los mismos, a fin de prestar un servicio
de calidad para lograr los objetivos y metas propuestas por la unidad.
18. Dirigir y coordinar la disponibilidad y uso de los vehículos asignados a la
Planta, a fin de apoyar a las diferentes unidades de acuerdo a los requerimientos y
prioridades existentes.
19. Planificar, dirigir y supervisar la ejecución de los programas de limpieza,
mantenimiento y ornato de las edificaciones e instalaciones de la Planta, con la
calidad, oportunidad y condiciones de seguridad requeridas.
20. Elaborar los informes técnicos-administrativos establecidos en la Ley de
Contrataciones Públicas cuando esta Gerencia sea la Unidad requeriente del proceso.
21. Administrar los contratos bajo su supervisión, garantizando el
cumplimiento cabal del proceso administrativo, conforme a lo establecido en las
disposiciones legales y normativa interna que rige esta materia.
ADSCRIPCIÓN
DIRECCIÓN EJEUTIVA DE PLANTA CENTRO GERENCIA DE GESTIÒN
HUMANA
CODIGO DE ESTRUCTURA:
OBJETIVO
Garantizar y mantener el recurso humano requerido por las unidades de Planta
Centro para el logro de sus metas, mediante la aplicación de lineamientos, normas y
procedimientos, emitidos por la Vicepresidencia de Gestión Humana, relacionados
con los procesos de administración de personal y nómina.
FUNCIONES
1. Participar en la planificación de las necesidades de Recursos Humanos de
Planta Centro.
2. Gestionar los movimientos de personal tales como ingresos, transferencias
y/o traslados, sustituciones temporales y egresos de los trabajadores de la Planta.
3. Mantener actualizados los Datos Maestros asociados a la gestión de tiempo,
beneficios sociales y todos aquellos vinculados con los haberes y retenciones de los
trabajadores de la Planta, a los efectos de alimentar la liquidación de la nomina y el
Sistema de Gestión de Personal.
4. Administrar el Sistema de Gestión de Personal en lo que se refiere a control
de asistencias, ausencias y liquidación de haberes nómina y sus variables asociadas
(sobre tiempo, regímenes de trabajo, etc.) de los trabajadores de la Planta.
5. Mantener actualizado el Sistema de Gestión de Personal con información
oportuna y confiable sobre el trabajador y su carga familiar, a los efectos de facilitar a
las distintas unidades organizativas de la Empresa la gestión eficiente de sus recursos
humanos.
6. Proponer medidas correctivas ante las desviaciones detectadas con respecto
al personal de la Planta, con la aplicación de la normativa vigente.
ADSCRIPCIÓN
DIRECCIÓN EJECUTIVA DE PLANTA CENTRO GERENCIA DE
MANTENIMIENTO.
OBJETIVO
Planificar, dirigir, coordinar y controlar la ejecución de los programas de
mantenimiento preventivo y correctivo de las instalaciones, los sistemas, equipos y/o
dispositivos en forma adecuada que permita cumplir con la generación de energía
termoeléctrica en las cantidades requeridas por el Despacho de Carga, con el nivel de
eficiencia que garantice un costo óptimo de Kilovatio/hora producido en forma
confiable, con seguridad y calidad de servicio.
FUNCIONES:
1. Coordinar conjuntamente con la Dirección y la Gerencia de Operaciones
Proyectos e Ingeniería y Mantenimiento Mayor, las actividades de planificación,
programación y ejecución de los trabajos de mantenimiento correctivo, preventivo y
predictivo de las unidades de generación y sus auxiliares a corto, mediano y largo
plazo, para disponer oportunamente de los 2000 Mw. de la Central Termoeléctrica.
2. Supervisar y controlar la ejecución de las actividades de mantenimiento
preventivo, predictivo y correctivo realizadas por cada una de las unidades adscritas a
esta Gerencia, de acuerdo a los lineamientos establecidos en los programas de
mantenimiento, a fin de garantizar la calidad y oportunidad de los trabajos efectuados
en su área de competencia, asegurando así la disponibilidad y confiabilidad del
servicio de la Planta.
3. Coordinar y gestionar la oportuna provisión de materiales, herramientas y
equipos necesarios para la ejecución de las actividades de mantenimiento, reparación
y/o modificaciones de los diferentes sistemas que conforman las unidades de
generación.
4. Llevar los registros e historiales de equipos y maquinarias existentes en
planta.
5. Coordinar con la Gerencia de Proyectos e Ingeniaría de Planta las
necesidades de contrataciones que permitan solventar aquellos casos y/o eventos que
sobrepasen la capacidad de resolución de problemas por parte de la Gerencia de
Mantenimiento.
6. Coordinar conjuntamente con la Gerencia de Seguridad Industrial la
aplicación de los programas y normas de seguridad industrial por parte de todos los
trabajadores adscritos al área de mantenimiento y el personal contratado asociado a
esta actividad, a fin de minimizar riesgos humanos y daños a los equipos en
operación.
7. Proponer a la Dirección Operativa de Planta Centro las mejoras en
maquinarias y equipos para mejorar los niveles de confiabilidad y operatividad de los
mismos.
8. Dirigir y coordinar con las divisiones adscritas y con la Gerencia de
Proyectos e Ingeniería de Planta las modificaciones de instalaciones, remoción de
equipos y sistemas operativos, con miras a acondicionar las instalaciones y ambiente
de trabajo a los niveles de seguridad industrial y salud laboral requeridos, conforme al
marco legal vigente.
9. Presentar ante la Dirección de Planta Centro y demás instancias
competentes, el informe de gestión de la Gerencia de Mantenimiento, con la
periodicidad que le sea requerido.
ADSCRIPCIÓN
DIRECCIÓN EJECUTIVA DE PLANTA CENTRO GERENCIA DE
OPERACIONES
OBJETIVO
Mantener el nivel de generación requerido por el Sistema Interconectado
Nacional, con estándares de máxima confiabilidad, seguridad y calidad de generación
a bajo costo, a través de la supervisión continúa de los parámetros de funcionamiento
y rendimiento de los diferentes equipos y sistemas que comprende la Planta, así como
del personal involucrado en la misma.
FUNCIONES:
1. Dictar los lineamientos para las áreas organizativas adscritas, a fin de lograr
las metas formuladas para esta Gerencia y en pro del cumplimiento del objetivo de la
Planta.
2. Dirigir, coordinar y controlar las operaciones de arranque de las unidades
generadoras y auxiliares.
3. Dirigir, coordinar y controlar la operación de las plantas desalinizadora,
desmineralizadora y de vapor auxiliar.
4. Coordinar y gestionar con la Gerencia de Mantenimiento las actividades
que en esta materia deben ser realizadas, a objeto de contar con equipos y sistemas en
óptimas condiciones de operatividad.
5. Verificar y conformar las órdenes de trabajo requeridas por las unidades
adscritas a esta Gerencia.
6. Coordinar y recomendar en forma inmediata las acciones a realizar con
motivo de fallas y averías que se presenten en situaciones de emergencia.
7. Coordinar con la Dirección de Planta Centro, la información para ser
suministrada al Ministerio del Ambiente sobre las actividades de descarga de agua del
medio ambiente costero y el cumplimiento de las disposiciones legales vigentes.
8. Elaborar los informes técnicos-administrativos establecidos en los procesos
de Contrataciones Públicas, cuando esta área sea la unidad que solicita el proceso.
9. Coordinar conjuntamente con la División de Higiene y Seguridad Industrial
la aplicación de los programas y normas de seguridad industrial por parte de todos los
trabajadores adscritos al área de operaciones, a fin de minimizar riesgos humanos y
daños a los equipos en operación.
10. Administrar los contratos que estén bajo su supervisión, garantizando que
el proceso administrativo se cumpla cabalmente conforme a lo establecido en las
disposiciones legales y normativa interna vigentes.
ADSCRIPCIÓN
DIRECCIÓN OPERATIVA DE PLANTA CENTRO GERENCIA DE PROYECTOS
E INGENIERIA DE PLANTA
OBJETIVO
Dirigir la ejecución de los trabajos de Generación, sistemas eléctricos y obras
civiles que se requieran en los proyectos mayores, nuevos y especiales, así como
desarrollar, coordinar la implantación de las mejoras técnicas y de infraestructura de
las instalaciones, a fin de procurar soluciones definitivas a los problemas y optimizar
el funcionamiento, rendimiento, seguridad, eficiencia y confiabilidad de las unidades
de generación.
FUNCIONES:
1. Dirigir los estudios de ingeniería destinados a la elaboración de
especificaciones técnicas para su aplicación, a través de reparaciones especiales,
mejoras, rehabilitación y obras que permitan ejecutar las mejores prácticas para
solventar problemas o limitaciones que tengan los equipos y sistemas de la planta.
2. Dirigir estudios de investigación y asesoría sobre fallas, perturbaciones,
averías y anormalidades de la planta.
3. Dirigir o asesorar en la formulación de lineamientos, normas,
procedimientos de trabajo y/o manuales de prueba para los diferentes Sistemas de
Generación.
4. Dirigir y coordinar las inspecciones a las actividades de mantenimiento
preventivo, que por sus características particulares difieren y sobrepasan del enlace
conceptual de mantenimiento rutinario realizado por la Gerencia de Mantenimiento.
5. Recomendar y ejecutar en forma inmediata las acciones a realizar con
motivo de fallas y/o averías que se presenten en situaciones de emergencia.
6. Evaluar los diferentes parámetros operativos y de funcionamiento de la
planta, a fin de detectar posibles desviaciones y con ello prevenir la ocurrencia de
fallas.
7. Dirigir el proceso de organización y custodia de los documentos técnicos
(planos, especificaciones, protocolos etc.) de los diferentes equipos y sistemas de la
planta, así como coordinar y autorizar la facilitación de los mismos a todas las
unidades técnicas de la planta.
8. Coordinar y recomendar en forma inmediata las acciones a realizar con
motivo de fallas, averías, etc., que se presenten en situaciones de emergencia.
9. Desarrollar la arquitectura del modelo y programas de control de proyectos
correspondientes y asociados a los nuevos proyectos a ejecutar.
10. Planificar y programar los nuevos proyectos y mejoras, estableciendo para
ello los indicadores y el sistema de control correspondiente.
11. Desarrollar los estudios de simulación de escenarios.
12. Evaluar, tramitar y/o autorizar los pagos, modificaciones, prorrogas y
cuadros de cierre derivados de los contratos asociados a los proyectos.
13. Mantener el control presupuestario sobre los recursos asignados a cada
proyecto, verificando que la ejecución del mismo se realice cumpliendo con los
objetivos y el tiempo previsto.
14. Atender y resolver los reclamos que en materia de cambios de alcance,
variaciones, de precios, modificaciones, prorrogas y extensiones, realicen las
contratistas asociadas a los proyectos administrados.
15. Elaborar conjuntamente con la Gerencia de Normalización y
Especificaciones Técnicas OP, las especificaciones técnicas y demás documentos
necesarios para la procura de recursos financieros requeridos para el financiamiento
de los proyectos.
16. Informar de forma permanente a la Vicepresidencia de Ejecutiva de
Planificación Estratégica, Gerencia de Control de Proyectos el status en tiempo real
de los proyectos (avance físico y financiero) en desarrollo que adelanta Planta Centro,
a fin de coordinar la toma de decisiones sobre las acciones preventivas y/o correctivas
a que haya lugar.
17. Coordinar con División de Control de Gestión PC y la Gerencia de
Planificación Estratégica el suministro de información oportuna del status los
proyectos en ejecución en Planta Centro, a fin de elaborar y/o actualizar los planes de
la Empresa.
18. Elaborar y apoyar en la elaboración de los informes técnico-administrativo
establecido en la Ley de Contrataciones Públicas, cuando esta Gerencia sea la Unidad
solicitante del proceso.
19. Administrar los contratos bajo su supervisión, garantizando el
cumplimiento cabal del proceso administrativo, conforme a lo establecido en la
normativa interna que rige esta materia.
ADSCRIPCIÓN
DIRECCION EJECUTIVA DE PLANTA CENTRO GERENCIA DE
MANTENIMIENTO MAYOR
OBJETIVO
Planificar, administrar coordinar y supervisar las actividades de mantenimiento
mayor (parada de planta), de las unidades de generación, plantas y equipos para
servicios auxiliares e infraestructura física de planta, a fin de garantizar que el diseño,
desmontaje, construcción e instalación de equipos e infraestructura se realice de
acuerdo a los más altos estándares que satisfagan la calidad, seguridad, protección del
medio ambiente y requerimientos operativos de generación.
FUNCIONES:
1. Planificar los recursos humanos, financieros, materiales, equipos y
herramientas así como la contratación de servicios necesarios para la ejecución de los
mantenimientos mayores en cada una de las paradas programadas (mes y medio, dos
meses u ocho meses / over haulding).
2. Coordinar con la Comisión de Contracciones Públicas la procura de
materiales, equipos y herramientas (nacionales o de importación), así como la
contratación de los servicios necesarios para los mantenimientos mayores, antes de la
ejecución de las obras.
3. Notificar al Centro Nacional de Gestión (CNG) y a la Gerencia de
Operaciones los planes de paradas establecidos para cada unidad.
4. Dirigir, coordinar y supervisar los trabajos de mantenimiento mayores en
las unidades de la planta.
5. Realizar el seguimiento y control de los trabajos de mantenimiento
mayores, a fin de que se cumplan en calidad y tiempo conforme a lo programado.
6. Administrar los contratos bajo su supervisión, garantizando el
cumplimiento cabal del proceso administrativo, conforme a lo establecido en la
normativa interna que rige esta materia.
7. Coordinar con la Gerencia de Operaciones las actividades de puesta a punto
(ajustes en el proceso de arranque) de las unidades de planta que fueron objeto de
mantenimientos mayores hasta su estabilidad operativa en el sistema.
8. Coordinar conjuntamente con la Gerencia de Seguridad Industrial el fiel
cumplimiento de las normas internas de seguridad, a fin de minimizar riesgos
humanos y/o equipos en operación.
9. Velar que los mantenimientos mayores se realicen cumplimiento con los
procedimientos propios, normas generales o específicas tanto nacionales como
internacionales que rigen el área.
10. Establecer los indicadores de gestión que permitan determinar la
confiabilidad, disponibilidad, seguridad y eficiencia de cada una de las unidades.
11. Mantener informado al Director Ejecutivo de Planta Centro, a la
Vicepresidencia Ejecutiva de Generación y al Centro Nacional de Gestión sobre el
desarrollo, avances y cumplimiento de los mantenimientos mayores en las unidades
de Planta Centro.
1.9.1 Aspecto General de la Gerencia de Mantenimiento
Se encarga de dirigir y ejecutar el proceso de mantenimiento preventivo y
correctivo, con la finalidad de mantener las instalaciones, sistemas y equipos en
condiciones operativas continuas, garantizando de forma confiable y segura la calidad
de la producción de energía de la planta. En la figura 7 se visualiza como esta
estructurado los departamentos de la Gerencia de Mantenimiento:
Figura 7. Estructura Organizativa de la Gerencia de Mantenimiento
Fuente: Gerencia de Mantenimiento Planta Centro
1.9.2 Descripción de la División de Instrumentación y Control
El programa de pasantías se desarrollará en el departamento de instrumentación y
control. Este departamento técnico tiene como función primordial el estudio, análisis
y verificación del óptimo funcionamiento de los equipos e instrumentos ubicados en
los lazos de control de los diferentes procesos que intervienen en la generación
termoeléctrica.
Esto se logra mediante la ejecución de programas que comprenden un excelente
mantenimiento preventivo y correctivo. El departamento cuenta con unas
subdivisiones para dar mayor eficiencia al trabajo de mantenimiento en la planta. Ver
Figura 8.
Figura 8. Organigrama de la División de Instrumentación y Control
Fuente: División de Instrumentación y Control Planta Centro
1.9.3 Objetivos Generales de la División
Objetivo General
El departamento de instrumentación y control tiene como objetivo general
garantizar el buen funcionamiento de los diferentes equipos de mediciones y
mantenimiento, y así como también se realizar modificaciones de los equipos
ubicados en los diferentes lazos de control que se encuentran ubicados en el proceso
de generación de electricidad al fin de garantizar la operatividad, disponibilidad de
todos los equipos que conforman loa (5) unidades generadoras. Esto se logra
mediante la ejecución de programas que comprendan un excelente mantenimiento
previo y correctivo, con un personal altamente califica e integrado por varios equipos
los cuales son: Laboratorio de electrónica, control de caldera, control de turbina,
mediciones, planta externa, personal de turno y taller de instrumentación.
Funciones y actividades que se realizan en la División
A continuación una breve descripción que realizan en cada uno de ellos:
• Laboratorio de Electrónica: Se dedica a la reparación y calibración de todos
los equipos electrónicos de la planta.
• Control de Caldera: Se encarga del mantenimiento de los equipos de control
de las calderas, equipos auxiliares y manejo de combustibles.
• Control de Turbina: Se encarga del mantenimiento de los equipos de ciclos,
Turbina, Generadores y de los sistemas contra incendios.
• Mediciones: Se encarga de los transmisores, mediciones a distancias,
analizadores y registradores.
• Planta Externa: Se encarga de los equipos de control de las plantas externas
que involucran a las plantas de tratamientos de agua, planta desalinizadora y
sistemas contra incendios.
• Personal de turno: Se encarga de dar apoyo técnico a los grupos de
operaciones las 24 horas, en los sistemas de control analógicos de calderas y
turbinas.
• Taller de Instrumentos: Se encarga de la reparación, mantenimiento y
calibración general de los instrumentos generales.
Estas subdivisiones tienen en general como objetivo planificar, supervisar, y
ejecutar las solicitudes de trabajos, emanadas por la división de operaciones, a fin de
cumplir las actividades de mantenimiento, preventivo, correctivo y modificaciones de
todos los equipos que se encuentren en indisponibilidad y de esta manera dar
continuidad al sistema generador.
• Programar y conformar las ordenes de trabajos, a fin de cumplir con la
ejecución de los trabajos previstos por las unidades involucradas y la división
de operaciones.
• Planificar y supervisar la ejecución de las actividades diarias del
mantenimiento correctivo de los generadores de vapor, turbo grupos y
sistemas auxiliares, a fin de asegurar la confiabilidad y disponibilidad de los
mismos.
• Coordinar conjuntamente con la división de operaciones las actividades de
mantenimiento críticas y más relevantes, a fin de disminuir riesgos y estados
de emergencia que indispongan la operatividad y continuidad de los servicios
de las unidades generadoras.
• Coordinar junto con el departamento de compras y almacén la adquisición de
materiales y repuestos a fin de disponer de estos para la reparaciones y
mantenimiento de los equipos de instrumentación, electrónicos y neumático
de esta central
• Coordinar los servicios externos de talleres para la ejecución de trabajos
internos y externos, a fin de establecer prioridades programadas que no se
puedan cumplir en este sistema, verificando en todo momento la calidad del
servicio, de tal manera restablecerlos dentro de los parámetros y
especificaciones técnicas internacionales.
• Proponer y desarrollar sugerencias que conlleven a optimizar los procesos
termoeléctricos, a fin de lograr calidad, confiabilidad y disponibilidad de
servicio del generador.
• Planificar y promover reuniones con las unidades adscritas a la división de
mantenimiento, a fin de solventar problemas y desviaciones encontradas en la
ejecución de obras o mantenimiento, el mismo tiene como objeto minimizar
fallas en averías, perturbaciones en distintos sistemas de controles eléctricos y
neumáticos que intervienen en el proceso del generador.
• Establecer procedimientos y suministros de herramientas para planificación y
programación del mantenimiento de equipos de la planta.
• Planificar coordinar y dar cumplimiento al programa de mantenimiento
correctivo en etapas de paradas de las unidades generadores, a fin de
establecer prioridades y que el mismo se cumpla en el tiempo acordado a un
margen mínimo de error.
Este Departamento, depende directamente a la División de Mantenimiento,
por consiguiente se procederá hacer una breve descripción del mismo.
Principalmente esta conformada por un jefe Ingeniero, un Ingeniero asistente,
una Secretaria, un Técnico por cada grupo de trabajo. La función primordial de este
Departamento es ejecutar el mantenimiento mecánico en las importantes áreas del
departamento de turbina y sus auxiliares, con el objetivo de ofrecer los niveles
requeridos de disponibilidad en los equipos
El Ingeniero jefe del Departamento reporta a la División de Mantenimiento y
su objetivo: es ordenar, dirigir e inspeccionar los objetivos del área de turbinas y
auxiliares. El Ingeniero mecánico agregado al Departamento debe cumplir con el
trabajo de apoyo y colaboración directa del jefe de Departamento, en la ejecución de
actividades relacionadas con el logro de objetivos definidos para el mismo.
El grupo número 1 (Turbo - Grupo): se encarga de las siguientes áreas:
1. Turbina de Alta presión, Media Presión, Baja Presión.
2. Generador.
3. Condensador.
4. Excitatriz.
5. Bombas de aceite de lubricación.
6. Bombas aceite de levantamiento del eje de turbina.
7. Bombas aceite de emergencia lubricación del eje de turbina.
8. Bombas de aceite de control.
9. Bomba principal aceite lubricación.
10. Bombas de aceite de sello lado aire.
11. Bombas de aceite de sello de emergencia.
12. Bombas de aceite de sello lado hidrogeno.
13. Bombas de vació.
14. Bombas de agua purísima.
15. Extracción sifón aceite sello.
16. Válvulas de regulación de alta presión de la turbina.
17. Válvulas de regulación de media presión de la turbina.
18. Válvula de By-pass.
El grupo cuenta con el siguiente recurso humano para el cumplimiento de sus
objetivos.
1. 1 Supervisor.
2. 3 Técnicos.
3. 4 Mecánicos.
El grupo número 2 (Bombas): se encarga de las siguientes áreas:
1. Bombas de Alimento.
2. Bombas de Circulación.
3. Bombas de Agua Cruda.
4. Bombas de Agua de enfriamiento Intermedio.
5. Bombas de Vació lado Vapor.
6. Bombas de Extracción de Condensado.
El grupo cuenta con el siguiente recurso humano para el cumplimiento de sus
objetivos.
1. 1 Supervisor.
2. 2 Técnicos.
3. 3 Mecánicos.
El grupo número 3 (Compresores): se encarga de las siguientes áreas:
1. Aire de servicio de interruptor de máquina.
2. Sistema de Aire Acondicionado de planta.
3. Sistemas de compresores de aire de servicio.
4. Sistemas de aire comprimido.
5. Aire de Servicios al sistema de válvulas.
El grupo cuenta con el siguiente recurso humano para el cumplimiento de sus
objetivos.
1. 1 Supervisor.
2. 1 Técnico mecánico.
3. 4 Mecánico.
El grupo número 4 (válvulas): tiene las siguientes áreas de intervención.
1. Pre-calentadores de alta que son 6, 7, y 8.
2. Pre-calentadores de baja que son 1, 2, 3, y 4.
3. Desairado 5.
4. Válvulas del sistema de mando de vapor de prensaestopas.
5. Válvulas de los sistemas de alimentación de aceite de los cojinetes.
6. Válvulas del sistema de refrigeración del devanado del estator del
generador.
7. Válvulas del sistema de agua de circulación.
8. Válvulas del sistema contra fuego.
9. Válvulas del drenaje de las turbinas.
10. Válvulas de regulación de vapor a la entrada de las turbinas.
11. Válvulas del sistema de extracción de las turbinas.
12. Válvulas del sistema de refrigeración de hidrogeno.
13. Válvulas del sistema de aire comprimido.
14. Válvulas del sistema aire comprimido.
15. Válvulas del sistema de purificación del condensado.
16. Válvulas del sistema de aire de servicio.
El grupo cuenta con el siguiente recurso humano para el cumplimiento de sus
objetivos.
1. 1 Supervisor.
2. 3 Técnicos.
3. 5 Mecánicos.
1.9.4 Proceso de Generación de Electricidad
El proceso de generación de electricidad, es un proceso de conversión de
energías, en el cual fundamentalmente se aprovecha la energía disponible, bien sea de
agua en movimiento, de combustibles fósiles o de elementos radioactivos, para hacer
rotar pesados cilindros de acero; tal rotación ahora convertida en energía mecánica,
mueve un magneto dentro de un conjunto de devanados de conductores eléctricos, y
se genera la electricidad, transformado así la energía mecánica en energía eléctrica.
Para convertir el agua dentro de la caldera en vapor, además de suministrar el
combustible y su elemento de ignición, se suministra el aire requerido para la
reacción química de oxidación de combustible o combustión propiamente dicha. El
producto de dicha reacción son los gases de combustión a muy altas temperaturas,
que ceden su calor a los muchos kilómetros de tubos que forman internamente las
caldera; dentro de estos tubos esta el agua, que por el calor, es convertida en vapor a
alta temperatura y presión.
Con el propósito de aprovechar al máximo el calor disponible, parte de los gases
de combustión son recirculados nuevamente a la caldera con ventiladores de
recirculación, y el resto cede su calor residual al aire de combustión en los
Precalentadores rotativos. Después de un proceso de limpieza mecánica de cenizas,
los gases de combustión son expulsados al exterior por la chimenea.
El vapor generado en la caldera, sobre-calentado, entra a la turbina,
cediéndole energía para hacerla girar. Superada la etapa de alta presión en la turbina,
el vapor es recirculado a la caldera, donde se recalienta y pasa nuevamente a las otras
etapas de la turbina según sea el tipo. Acoplado a un extremo de la turbina, está el
rotor del generador, un gran magneto cilíndrico, para que al girar la turbina, el rotor
gire con ella.
Alrededor del rotor del generador está el estator en forma de pesadas barras de
cobre, en la cuales se produce la electricidad por la acción del movimiento del campo
magnético creado por el rotor.
La electricidad pasa por los devanados del estator a un transformador que
eleva su voltaje a fin de transmitirla eficientemente por las líneas de la red de
transmisión a los a los centros de consumo.
El agua disponible, inmediatamente después del condensador, sufre un
proceso de concatenado de calentamiento para llegar a las condiciones de presión y
temperaturas requeridas en la caldera y cerrar el ciclo térmico de producción de
vapor.
Proceso de Generación de Electricidad (Termoeléctrica) en CORPOELEC.
Planta Centro.
Para la producción de energía eléctrica, Planta Centro emplea el ciclo
ranking como principio de funcionamiento. Este ciclo se explica con ayuda de la
figura 9.
Figura 9. Ciclo Ranking para la Producción de Energía Eléctrica.
Fuente: Gerencia de Operaciones Planta Centro
En la caldera, el combustible se mezcla con aire, impulsado por los ventiladores
de tiro forzados, para producir combustión. Gracias a la combustión se transfiere a la
energía térmica necesaria para calentar y evaporar el agua, transformándola en vapor
sobrecalentado a una presión de 165Kg/cm2, con una temperatura de 540ºC y un
caudal de 1225ton/h.
El vapor vivo, se conduce hasta la turbina de alta presión donde es expandido,
transformando su energía térmica en energía mecánica la cual imprime un
movimiento rotatorio al eje de la turbina. El vapor a la salida de esta turbina es
retornado a la caldera, específicamente al recalentador (RH) para elevar su
temperatura y ser inyectado a la Turbina de presión intermedia, el vapor a la salida de
esta turbina pasa directamente a las turbina de baja presión. Tanto en la turbina de
media presión como en las turbinas de baja presión se produce un movimiento de su
eje al igual que en la turbina de alta presión.
En las turbinas de baja presión, el vapor comienza a expandirse y llega hasta el
condensador donde, gracias al vacio y refrigeración existente, se condensa. El
condensador tiene muchos tubos a través de los cuales, agua fría de mar es circulada
continua y velozmente. Los tubos que llevan vapor entran en contacto con el agua fría
de mar, haciendo que el vapor que pasa por ahí, pierda su calor residual y se convierte
rápidamente en agua. Pero estos dos tipos de agua, nunca deben mezclarse; el agua de
mar regresa al mar y el vapor condensado tiene que ser muy pura, más pura que el
agua potable (sin mineral alguno), para no dañar los tubos de la caldera.
En este momento se aprovecha para inyectar más agua al proceso, a fin de
balancear las pérdidas que inevitablemente se produce en el ciclo térmico. Al alcanzar
la temperatura adecuada, el condensado llega al tanque de alimento donde se
desgasificas por medio de una tubería stock. Luego, se bombea hacia los
Precalentadores de alta presión (A6, A7 y A8), de donde pasa a un precalentador
incluido en la caldera llamado economizador, el cual aumenta la temperatura del
agua, al intercambiar calor por convección con los gases de combustión de la caldera,
luego pasa a la caldera completándose el ciclo.
La energía mecánica obtenida en el eje de la turbina, se logra transformar en
energía eléctrica ya que el eje esta acoplado al generador. Las espiras del rotor del
generador cortan en su movimiento el flujo magnético producido por una fuente
excitadora externa generándose de esta manera corriente alterna en los bornes del
generador de 60Hz y 26KV con una potencia de 470MVA. Esta energía es llevada al
transformador principal donde es elevada a 400KV y 230KV para luego ser
trasmitida y distribuida de forma eficiente al país.
Generadores Eléctricos
Según el Manual De Mantenimiento Industrial, McGraw-Hill, 1.997, existen tres
tipos de generadores eléctricos rotativos:
• Síncrono de corriente alterna (ca).
• De inducción de ca.
• Rotatorio de corriente continua (cc).
Toda la potencia generada por potencias eléctricas y generadores industriales de
turbinas se obtiene de generadores síncronos de ca. Este tipo de generador incluye un
sistema de excitación, que se utiliza para regular el voltaje de salida y el factor de
potencia.
Los generadores de inducción son motores de inducción de jaula de ardilla que se
utilizan por arriba de la velocidad síncrona. No tienen un sistema de excitación y por
ello no pueden controlar el voltaje o factor de potencia. Los generadores de cc
rotatorios han sido reemplazados por completo.
El principio fundamental de operación de los generadores síncronos de Ca es
que el movimiento relativo entre un conductor o un campo magnético induce a un
voltaje en el conductor. La magnitud del voltaje es proporcional a la rapidez a la cual
el conductor corta la línea de flujo. La disposición más común es con un electroimán
cilindrado que giran dentro de un conjunto conductor estacionario. El electroimán se
llama campo
Calderas
Según el Manual De Mantenimiento Industrial, McGraw-Hill, 1.997, el término
caldera, si se utiliza solo, no describe adecuadamente el sistema completo para
proporcionar la fuerza motriz o energía, es necesario conocer y entender las funciones
de los componentes que hacen de la caldera una unidad completa.
En términos generales, una caldera es un recipiente cerrado en el cual se calienta
agua, se genera vapor o se sobrecalienta (o cualquier combinación de las dos cosas)
bajo presión o vacio mediante la aplicación de calor de combustibles, electricidad o
energía nuclear.
Una gran caldera para una estación central termoeléctrica, se diseña basándose
en el costo de salida de electricidad producida. Su operación está bajo estricto control
y el siclo de carga sigue un patrón muy bien definido y predecible basado en las
necesidades de potencia del área.
Componentes principales y funcionamiento de una caldera
Los componentes básicos de una caldera son el hogar y las secciones de
convección. En la sección del hogar, los productos de combustión se consumen y el
calor se libera y se transfiere al agua, produciendo, por lo tanto, vapor (en el caso de
este estudio) o agua caliente. Este espacio es diseñado tomando en cuenta los tres
factores de la combustión (conocidos como las tres ´´T`` de la combustión): tiempo,
turbulencia y temperatura. Para tener una combustión completa es necesario que el
combustible tenga el tiempo suficiente para ser consumido por completo, debe haber
suficiente turbulencia para un mesclado completo del combustible y del aire para un
quemador eficiente, y debe existir la temperatura lo suficientemente alta para la
ignición de los productos.
La sección de conversión de una cardera es la parte en la cual el calor contenido
en los gases de combustión se trasfiere al agua para la producción de vapor.
Para comprender la operación de la caldera es necesario observar lo que sucede
desde la entrada hasta la salida de la unidad. Varios ciclos están incluidos en la
operación completa de la unidad. Los ciclos de calor, de vapor y agua, y el ciclo de
circulación de agua en la cardera interaccionan para producir la caldera. El
combustible y el agua se llevan a la unidad; el agua se calienta hasta alcanzar su
condición final que se precisa (en este caso, vapor) y es transportada al punto de uso
final. Cuando se ha tomado todo el calor de vapor, la mescla remanente de vapor y
agua (condensado), si puede reutilizarse, se devuelve a la unidad y se recicla.
En el ciclo de combustible, el combustible líquido o gaseoso, se suministra a la
cardera en donde se mescla con el aire y se quema. Esta liberación de calor se realiza
en el hogar de la caldera, el cual suele ser del tipo refractario o del tipo enfriado por
agua. En algunos casos (como el que se está en estudio), se requiere de temperatura
adicional del vapor para el proceso, para lograrlo, este se envía hacia un
sobrecalentador.
En una unidad sobrecalentador el vapor se divide hacia atrás a través de los
productos de combustión para tomar calor adicional. Este calor adicional produce una
ganancia considerable de energía en el vapor que se libera en el uso final. Este uso
final, como en este caso en estudio, puede ser una turbina de vapor, que requiere de
una liberación considerable de energía para su operación.
Turbinas
Una turbina se define, como una máquina motriz que produce energía mecánica
en forma rotatoria a partir de la energía existente en una corriente de fluido.
La turbina de vapor, mecánicamente en su forma más simple, está constituida por
un cuerpo, una serie de toberas fijas y uno o más rotores dotados de alabes, montados
en un eje que transmite la potencia producida. El conjunto de toberas en las que tiene
lugar la expansión y, por tanto, la transformación de la energía potencial en cinética,
se denomina distribuidor.
A la salida del distribuidor, el vapor cede la energía cinética que posee al rotor,
rueda con alabes que forman conductos en los cuales se reducen la energía cinética
del vapor. La disminución de esta energía corresponde, sin tener en cuenta las
perdidas a la energía mecánica que se obtiene en el eje.
Las Turbinas en CORPOELEC, Planta Centro
El tubo grupo cuenta con cuatro turbinas acopladas a un mismo eje junto con el
generador. Las cuales son uno de alta presión; una de media presión y dos de baja
presión. El vapor proveniente de la Caldera Principal, pasa por las diferentes etapas
que están formadas por un conjunto de alabes directores fijos, que guían el flujo del
vapor hacia el conjunto de alabes móviles sujetos al eje de la máquina. De acuerdo a
la presión de vapor a la entrada tenemos:
Turbina de alta presión:
• Presión de entrada 169 Bar.
• Presión de salida 43 Bar.
• Temperatura de entrada 543 ºC.
• Temperatura de salida 37 ºC.
Turbina de media presión:
• Presión de entrada 41 Bar.
• Presión de salida 6,8 Bar.
• Temperatura de entrada 543 ºC.
• Temperatura de salida 270 ºC.
Turbina de baja presión:
• Presión de entrada 6,8 Bar.
• Presión de salida 0,1 Bar.
• Temperatura de entrada 270 ºC.
• Temperatura de salida 47 ºC.
Turbinas de Alta, Media y Baja Presión. Unidad 3 – Planta Centro
El vapor sobrecalentador entrada a la Turbina de Alta Presión a través de
cuatro válvulas de corte y cuatro válvulas de regulación. El paletada consta de trece
etapa de tipo reacción con una rueda de acción a la entrada (rueda curtís). La carga de
la máquina se regula por estrangulamiento de vapor en las válvulas de regulación. En
la figura 10 de izquierda a derecha se presenta una vista de conjunto completo de
turbinas y generador.
Figura 10. Turbina de Alta, Media y Baja Presión más Generador
Fuente: División de Turbina Planta Centro
En la figura 11 se muestra el encapsulado del sistema de escobillas y Delgas
del rotor y en gris la excitación piloto que alimenta la electrónica que controla la
excitación del rotor.
Figura 11. Sistema de Escobillas y Excitatriz Piloto del Generador
Fuente: División de Turbina Planta Centro
Acople de la Turbina de Baja Presión al Generador
El turbo-Generador tiene (7) cojinetes radiales y un cojinete axial o de empuje.
La distribución del aceite de lubricación sobre los distintos cojinetes, se logra por
placas de orificio colocadas delante de cada cojinete. El cojinete de empuje determina
la posición axial del eje de la turbina con respecto a las carcasas. La figura 12 muestra
el cojinete de acoplamiento del eje de la turbina de baja presión con el eje del rotor
del generador.
Figura 12. Cojinete de Acoplamiento Turbina – Generador
Fuente: División de Turbina Planta Centro
CAPÍTULO II
EL PROBLEMA
2.1 Identificación del problema
Es conveniente mejorar las tarjetas DT370 y DT371 las cuales poseen
dispositivos obsoletos, elaboradas con electrónica discreta a base de transistores de
difícil reemplazo, presentando frecuentes fallas en su funcionamiento que perjudican
el buen funcionamiento de la planta.
2.2 Planteamiento del problema
Las tarjetas DT370 y DT371 son dispositivos de compuertas analógicas que
pertenecen a diferentes sistemas de control de los procesos industriales de generación
eléctrica de la Empresa Planta Centro. Estas tarjetas son ensambladas en el exterior
por la empresa Brown Boveri & Cie y vendidas a un alto costo debido a su
obsolescencia y por ser dispositivos antiguos de los años 70 y únicos en los procesos
industriales en maquinaria con sistema de control obsoletos. Específicamente estas
tarjetas se usan en los procesos de control de los dispositivos actuadores (motores,
válvulas, fines de carreras, etc.) de la planta donde su función es supervisar las
protecciones mecánicas, permitiéndole al operador un accionamiento correcto de
válvulas y motores.
El módulo DT370 consta de 8 unidades de funciones, cinco de ellas están
conformadas por compuertas AND, donde poseen 3 compuertas con 2 entradas, una
con 5 entradas y otra con 4 entradas. Las 3 unidades restantes están constituidas por
compuertas AND donde 2 compuertas poseen 2 entradas con una adicional negada y
posteriormente una compuerta con 6 entradas con una adicional negada.
De manera similar, el módulo DT371 consta de 8 unidades de funciones,
cinco de ellas están conformadas por compuertas AND y OR, donde poseen 2
compuertas con 2 entradas en la AND y adicionalmente una entrada que va conectada
a la salida de una compuerta OR de 2 entradas, 4 unidades de compuertas AND
poseen 3 compuertas con 1 entradas en la AND, adicionalmente una entrada negada y
otra entrada que va conectada a la salida de una compuerta OR y posteriormente 2
compuertas con 1 entradas en la AND y adicionalmente una entrada que va conectada
a la salida de una compuerta OR.
En la actualidad estas tarjetas han venido presentando problemas de
recalentamiento en sus pistas de conexión, alto consumo de corriente y alta
temperatura de trabajo, donde se presume que los componentes discretos electrónicos
obsoletos generan estos tipos de fallas por no ser eficientes en su funcionamiento.
Estos problemas puede ser consecuencia de los componentes electrónicos obsoletos
con los que están construidas las tarjetas (Transistores, resistencias, etc.). Estos
problemas ocasionan pérdida de control de operación del dispositivo inhibiéndose al
control remoto del mismo.
Por lo anteriormente expuesto, se plantea diseñar y fabricar tarjeta DT370 y
DT371 con componentes discretos de fácil reemplazo, existentes en el mercado y
que sean más eficientes.
2.3 Formulación del problema
¿De qué manera se pueden diseñar nuevas tarjetas que permitan reemplazar
las tarjetas DT370 y DT371 para con ello minimizar las fallas frecuentes de los
componentes?
2.4 Objetivo General:
Modernizar las tarjetas DT370 y DT371 con componentes discretos de fácil
reemplazo existente en el mercado, para minimizar las fallas frecuentes de los
componentes y permitir la confiabilidad al operario a realizar una maniobra en forma
remota.
2.5 Objetivos Específicos:
• Realizar un estudio de las ventajas y desventajas de los componentes discretos
existentes en el mercado industrial de la electrónica que puedan utilizarse el
diseño y construcción de las tarjetas DT370 y DT371 para minimizar las
fallas de los mismos.
• Proponer un diseño y construcción de tarjetas con componentes integrados
utilizando tecnología CMOS y/o TTL.
• Documentar el diseño, fabricación, de tarjetas DT370 y DT371 mediante
planos electrónicos, planos dimensiónales y manual de operación y
mantenimiento.
• Realizar pruebas funcionales operativas y la instalación de las tarjetas DT370
y DT371 en el campo de trabajo.
2.6 Justificación y Alcance
La eficiencia y la calidad de servicio de una empresa como CADAFE, radican en
la continuidad de la generación de energía eléctrica hacia el Sistema Interconectado
Nacional (SIN).
Planta Centro es la empresa filial de CADAFE encargada del suministro de
energía a la región central y norcostera del país, entre la cual se encuentran los
Estados Carabobo, Aragua, Falcón, Lara y Yaracuy por medio del Sistema
Interconectado Nacional (SIN), a través de diversas subestaciones y líneas de alta
tensión de la empresa energética.
Todos los sistemas que conforman el proceso de generación de energía eléctrica,
deben estar protegidos contra cualquier tipo de falla o mal funcionamiento, para así
garantizar la continuidad del proceso de control de la planta, es por ello la necesidad
de tener un sistema de control confiable y establecer la modernización del sistema de
tarjetas mas eficientes para obtener resultados óptimos en el sistema de control de la
planta. Por el contrario si no falsas señales, gasto en compras de tarjetas obsoletas a
mayor costo, mala operatividad del los equipos y agotamiento de stock hasta el
reemplazo del sistema de control total de la planta.
Por las razones antes expuestas es importante realizar la actualización de las
tarjetas DT370 y DT371 actualmente instalado, partiendo de la investigación, la
ingeniería de diseño, ingeniería de detalle y un estudio técnico-económico de las
opciones, con la finalidad de obtener el diseño de un circuito confiable para el
sistema de control, lo cual se traduce en aumentar la eficiencia y la seguridad en el
proceso de generación termoeléctrica, como la salud e integridad de los trabajadores
de la empresa y así poder estar a la par con los estándares nacionales e
internacionales acordes con el servicio de generación que realiza la Planta
Generadora.
Por lo anterior se justifica desarrollar un proyecto factible para modernizar el
sistema de control en las Unidades de Generación de la Planta Termoeléctrica del
Centro (CORPOELEC), a través de estudios de ingeniería, diagnóstico y bases
teóricas de la propuesta que conlleve al análisis sobre la realización del proyecto de
diseño de dichas tarjetas.
2.7 Limitaciones
Debido a la falta de tarjetas y componentes electrónicos nacionalmente, se
hace bastante difícil la adquisición de transistores ya descontinuados, y sumándole la
importación de los mismos, tiene que ser justificada ante el ente de control de divisas,
por otro lado sus costos son bastante elevados por ser dispositivos obsoletos. A pesar
de ser una de las principales plantas generadoras de energía eléctrica del país, muchos
de sus equipos y sistemas datan de los años 70, algunos de ellos están
descontinuados, sin embargo se encuentran en actualmente en funcionamiento y otros
en vías de modernización. Como limitante se podría decir también no poder encontrar
los materiales y componentes en el mercado electrónica que sea capaz de satisfacer
la necesidad de los diseños de las tarjetas propuesto de nivel industrial.
CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO
3.1 Antecedentes:
Luego de realizar una serie de investigaciones en diferentes empresas a nivel
nacional e internacional, se observó que existen muy pocos antecedentes relacionados
con el tema de estudio de tarjeta DT370 y DT371. Sin embargo con la investigación
se obtuvo que estas tarjetas fue creada por la empresa antiguamente Brown Boveri &
Cie (BBC) que hoy en día pasó de ser una compañía a una corporación la cual fue
llamada Asea Brown Boveri empresa famosa por su siglas ABB, corporación
multinacional, cuya sede central queda en Zürich, Suiza y cuyos mayores negocios
son los de tecnologías en generación de energía eléctrica y en automatización
industrial. ABB operando en más de cien países y emplea a más de 124.000 personas.
ABB es el resultado de la fusión empresarial, en 1988, de la empresa sueca
ASEA y de Brown, Boveri & Cie (BBC), industria suiza que había adquirido
previamente a Maschinenfabrik Oerlikon en 1967.
Elektriska Aktiebolaget (ASEA) fue una empresa fundada por Ludwig
Fredholm en Estocolmo en 1883 para la fabricación de dinamos diseñados por un
joven ingeniero llamado Jonas Wenström. La empresa fue creada el 18 de noviembre
de 1890 con el propósito de proveer equipos eléctricos para la industria sueca en
general. Impulso a sus actividades de comercialización de equipo ferroviario a nivel
internacional.
Brown, Boveri & Cie (BB) fue fundada en Baden (Suiza) en 1891 por Charles
Eugene Lancelot Brown y Walter Boveri, desempleados de Maschinenfabrik
Oerlikon. Las primeras actividades de Brown Boveri se limitaban a la fabricación de
componentes eléctricos tales como motores para locomotoras y equipos generadores
de energía para sistemas ferroviarios en Europa
En 1970, Brown Boveri inició una amplia reorganización. Las filiales de la
empresa fueron divididas en cinco grupos: alemán, francés, suizo, "mediano tamaño"
(con siete bases de producción en Europa y América Latina), y Brown Boveri
Internacional (las demás filiales). Cada uno de estos grupos fue desglosado así mismo
en cinco divisiones de productos: generación eléctrica, electrónica, distribución de
energía, equipos de tracción y equipos industriales.
La fusión de ASEA y BBC hoy con el nombre de ABB sufrió un proceso de
reestructuración en 2005 para poder enfocarse en sus principales negocios actuales:
Generación eléctrica y Automatización industrial. Esta reestructuración llevó a la
empresa a su organización actual de cinco sectores: Productos para Generación
Eléctrica, Sistemas de Generación Eléctrica, Productos de Automatización, Procesos
Automáticos y Robótica. ABB comprende la red de fabricación d, switchgear,
interruptores, cables y equipamiento asociado con media y alta tensión. La División
de Productos para Generación Eléctrica produce tanto los componentes esenciales
como sus servicios asociados para transmitir y distribuir electricidad. La división se
subdivide en tres unidades de negocio: Productos para Alta Tensión, Productos para
Media Tensión y Transformadores. En el ámbito de sistemas de potencia ofrece
sistemas llave en mano y sus servicios en redes de transmisión y distribución de
energía eléctrica, así como para centrales eléctricas; como áreas clave se destacan
subestaciones y sistemas de automatización para subestaciones. Esta división además
ofrece toda la gama de instrumentación y control de centrales eléctricas. La división
se subdivide en cuatro unidades de negocio: Sistemas de Red, Subestaciones, Manejo
de Redes y Generación Eléctrica. En productos de automatización ofrece productos
como controladores de velocidad, motores y generadores eléctricos, controles para
baja tensión, instrumentación y electrónica de potencia. En la robótica ABB posee
una de las mayores bases de robótica industrial instalada en el mundo, suministrando
software, equipos periféricos y celdas de fabricación modular para tareas específicas
como soldadura, ensamblaje, pintura, empaque y otros. En cuanto al tema que nos
interesa en el ámbito de la automatización de procesos industriales, el objetivo de
este sector es el suministro de soluciones integrales de control, optimización de
plantas y procesos y aplicación de soluciones automáticas de conocimiento específico
para la industria, su producto actual para control de plantas y sistemas es el System
800xA. Este sistema permite integrar todos los controladores (PLC) propiedad de
ABB e incluso de otros fabricantes gracias al protocolo OPC, con controladores más
actuales como el AC800M para control de procesos continuos, AC800PEC para
control rápido (conmutadores de tensión, etc.). También cuenta este sector con la
fabricación de turbocompresores, para motores diésel y a gas de combustión interna
para el sector de generación eléctrica, minería y marino.
ABB siempre innovando en la rama de automatización y control de los procesos
de generación eléctrica, creó una plataforma llamado Procontrol P13 Productos la
cual pertenecen las tarjetas DT 370 y DT 371. Esta plataforma fue introducida en los
años 1982 y se ha instalado en más de 550 plantas en todo el mundo. Se ha instalado
en las plantas de energía fósiles, turbinas de gas y centrales de ciclo combinado,
centrales hidroeléctricas, centrales nucleares, los residuos a las plantas de energía,
plantas industriales, y de convertidores de AC / DC de alta tensión de distribución.
Desde hace 30 años, el sistema Procontrol P13 ha proporcionado las
operaciones de energía segura y confiable de las plantas en todo el mundo. Se
suministra al usuario con una gama modular de los equipos, con el cual las funciones
de automatización simples y complejos pueden ser económicamente prácticos. La
serie de módulos se complementa con un concepto de eficiencia, la programación
orientada al usuario y de diversos medios de comunicación.
El hardware y bien coordinado de componentes de software son adecuados para
la amplia gama de requerimientos funcionales, tales como el control, la informática,
vigilancia, señalización, registro, etc., con libre elección de su proceso de
configuración (centralizada o descentralizada).
El concepto Procontrol P13 programación se basa en la especificación de
elementos estándar, para las funciones simples y complejos, de modo que el usuario
puede preparar y poner en funcionamiento su programa de forma rápida y sin
conocimientos especiales de programación.
Los medios de comunicación proporcionan el vínculo entre el hombre y la
máquina o sistema de control. Se aseguran de pruebas directas, la puesta en marcha y
mantenimiento. Además, la operación de un proceso de este modo se puede
simplificar la presentación de información sobre diversos HMI - que van desde los
paneles clásicos para tocar los paneles y basadas en PC DCS y sistemas SCADA.
El sistema Procontrol P13 es compatible con todos los demás sistemas de la
familia Procontrol. Esto asegura una óptima solución de una amplia variedad de
problemas de aplicación adecuada de todos los sistemas. Fue desarrollado para la
plena utilización de la técnica de bus de datos en serie. Las principales características
de esta técnica son:
• Muy alta velocidad de transmisión de datos para el control en tiempo real.
• Modo puramente cíclico de la operación (por lo tanto, el comportamiento
determinista y la sobrecarga no bajo ninguna circunstancia).
• Redundante, tolerante a fallos, multi-canal de la estructura.
Debido a estas características, es posible extender la técnica de bus en el área
de proceso (sala de máquinas, calderas, molinos de carbón, etc.) y para obtener una
configuración de control del sistema realmente distribuido que tiene:
• La distribución funcional de las funciones de control
• La distribución espacial de hardware de control
El Procontrol P13 ya no requiere que el intercambio de datos en serie se limita
a la computadora proceso electrónico ambiental, y sala de control. La ventaja más
obvia es el ahorro de cable, ya que la mayor parte del cableado de la señal
convencional, se puede prescindir.
Además de los ahorros en los costos de la señal de cable, Procontrol tecnología
de bus de P13 ofrece otras ventajas:
• Fácil de protección de la transmisión de la señal contra el fuego, sabotaje, etc.,
dentro de la planta entera.
• Reparación mucho más cortó el tiempo en caso de daños y perjuicios de
plantas más importantes (por ejemplo, incendios, explosiones).
• Flexibilidad con respecto a los cambios durante la erección y la puesta en
marcha y para las extensiones posteriores.
• Posibilidad de ampliar o conectar el sistema de control principal para los
sistemas auxiliares de las plantas fuera de la planta.
Los otros conceptos principales de la P13 Procontrol se resumen como sigue:
• Una solución de sistema integrado
• De hardware y software modular
• Partición extendida de funciones a módulos de procesamiento
• Niveles opcionales de redundancia
• El autodiagnóstico y la presentación de informes
• Configuración del sistema y de programación
• Ampliación de funciones de supervisión
• La capacidad de reparación en caliente
Dispone de dos tipos básicos de módulos de procesamiento:
• Módulo de control individual
• Módulo de procesamiento de Universal
Estos módulos están conectados al bus local, mediante el cual una o varias de
ellas pueden ser conectadas al mismo bus o varias de ellas.
En muchas aplicaciones de control, la estrategia de control no requiere
compartimentación extensa. En este caso, los módulos universales de procesamiento
puede ser implementado para realizar simultáneamente las funciones de control
individuales (relacionados con un elemento de control final), así como funciones de
automatización. La interfaz con el proceso puede hacerse con una entrada
convencional / módulos de salida. Para garantizar la integridad de la función de
control y máxima disponibilidad de la planta, módulos redundantes de procesamiento
puede ser proporcionada. El Procontrol P13 tiene varios módulos de entrada / salida
capacidad que se puede conectar a un bus local. Estos módulos se pueden manejar
cualquier tipo de señal, como individuales, dobles lanzar contactos, termopares,
RTDs, señales, etc., miliamperios o proporcionar miliamperios, electrónica de
tensión, o ponerse en contacto con las señales de salida.
Los módulos de entrada de realizar las siguientes funciones:
• Fuente de alimentación para transmisores y transductores.
• La digitalización, en paralelo / serie de conversión y almacenamiento de los
valores medidos.
• Asignación de direcciones.
• Separación de potencial, la adaptación rango de medición, y linealización, si
es necesario.
• El filtrado de señales analógicas y retardo de la señal binaria
Los módulos de salida realizar las siguientes funciones:
• La conversión de los valores digitales de serie en paralelo señales analógicas y
binarias.
• Esta función incluye el almacenamiento de las señales de salida.
• Asignación de direcciones.
• Separación de potencial y la protección contra las influencias externas.
En conclusión las tarjetas DT370 (módulo de compuertas AND con 8 salidas
lógicas binarias) y DT371 (módulo de compuertas AND-OR con 8 salidas lógicas
binarias) pertenecen a un grupo de tarjetas de la plataforma Procontrol P13 de la
empresa ABB que controla la automatización necesaria para los controles de la
turbina y DCS (Sistema de Control Distribuido), de lazo abierto y de control de lazo
cerrado, protección y control de la subestación. Con sus sistemas HMI (Interfaz
Hombre Maquina) modernos ofrece una solución integrada para una planta de
generación de potencia.
3.2 Bases Teóricas
3.2.1 Resistencias
La resistencia es un componente diseñado para introducirlo como una oposición
que presenta un material al ser atravesado por una corriente eléctrica en un circuito.
Uno de los elementos que más abunda en un circuito electrónico. Con ella podemos
aplicar a voluntad distintos voltajes partiendo de una misma fuente y así polarizar o
alimentar los distintos elementos electrónicos que conforman un circuito electrónico.
En la figura 13 se observa los códigos de colores de las resistencias.
Figura 13. Valores ohmicos de las resistencias
Fuente: http://www.forosdeelectronica.com
3.2.2 Potenciómetros
Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta
manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un
circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, son utilizan en circuitos de poca corriente. En la figura 14 se observan
diferentes tipos de potenciómetros.
Figura 14. Tipos de Potenciómetros
Fuente: http://upload.wikimedia.org
3.2.3 Capacitores
Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que
se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (1uF =10-6 F),
nanofaradios (1 nF = 10-9 F) y pico faradios (1 pF = 10-12 F).
Tensión de trabajo: Es el máximo voltaje que puede aguantar un condensador,
que depende del tipo y grosor del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera
dicha tensión, el condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar.
En este sentido hay que tener cuidado al elegir un condensador, de forma que nunca
trabaje a una tensión superior a la máxima.
Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede
existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su
cuerpo.
Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad
superior a 1uF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando
atención a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1uF, a
los que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden
explotar en caso de ser ésta la incorrecta.
Electrolíticos: Su dieléctrico consiste en papel impregnado en electrolito.
Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1uF. Condensadores
electrolíticos de tántalo o de gota: Emplean como dieléctrico una finísima película de
óxido de tantalio amorfo, que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho
mayor. En la figura 15 se observa lo diferentes tipos de Capacitares Electrolíticos.
Figura 15. Capacitores Electrolíticos
Fuente: http://www.wholesale-electrical-electronics.com
Cerámico "de lenteja" o "de disco": Son los cerámicos más corrientes. Sus
valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. En ocasiones llevan
sus datos impresos en forma de bandas de color En la figura 16 se observa varios
Capacitor Cerámico.
Figura 16 Condensadores Cerámicos
Fuente: http://semiconductorelectronico.blogspot.com
3.2.4 Diodos
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la
circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término
generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la
actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales
eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías
de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y
un cátodo. En la figura 17 se observan diferentes tipos de diodos rectificadores.
Figura 17. Tipos de Diodos
Fuente: http://upload.wikimedia.org
3.2.5 Transistores
El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction Transistor, o sus
siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones
PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus
terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar
gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y
electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero
tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja. Los
transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en
electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica digital,
como la tecnología TTL o BICMOS. Un transistor de unión bipolar está formado por
dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy
estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:
• Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada,
comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal
funciona como emisor de portadores de carga.
• Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
• Colector, de extensión mucho mayor.
En la figura 18 se observan diferentes tipos de Transistores BJT.
Figura 18. Transistores BJT
Fuente: http://upload.wikimedia.org
3.2.6 Comparador Operacional
Es un amplificador operacional en lazo abierto (sin realimentación entre su
salida y su entrada) y suele usarse para comparar una tensión variable con otra
tensión fija que se utiliza como referencia. Como todo amplificador operacional, un
comparador estará alimentado por dos fuentes de corriente continua (+Vcc, -Vcc). El
comparador hace que, si la tensión de entrada en el borne positivo (en el dibujo,
Vin+) es mayor que la tensión conectada al borne negativo (en el dibujo, Vin-), la
salida (Vout en el dibujo) será igual a +Vcc. En caso contrario, la salida tendrá una
tensión -Vcc. Lo podemos resumir de la siguiente manera (suponiendo que Vin- es la
tensión de referencia):
Si Vin+ > Vin- => (Vin+-Vin-) >0 => Vresult = +Vcc.
Si Vin+ < Vin- => (Vin+-Vin-) <0 => Vresult = -Vcc.
En la figura 19 se observa el funcionamiento del comparador operacional
Figura 19. Comparador Operacional
Fuente: http://mikropic.delphiaccess.com
3.2.7 Compuertas lógicas TTL y CMOS
Los diseñadores de circuitos integrados solucionan los problemas que se
plantean en la integración, esencialmente, con el uso de transistores. Esto determina
las tecnologías de integración que, actualmente, existen y se deben a dos tipos de
transistores que toleran dicha integración: los bipolares y los CMOS y sus variantes.
A) Tecnología TTL: Lógica de Transistor a Transistor. Esta tecnología, hace uso de
resistencias, diodos y transistores bipolares para obtener funciones lógicas estándar.
B) Tecnología CMOS: Lógica MOS Complementaria. Esta tecnología, hace uso
básicamente de transistores de efecto de campo NMOS Y PMOS.
En la familia lógica MOS Complementaria, CMOS (Complementary Metal-Oxide
Semiconductor), el término complementario se refiere a la utilización de dos tipos de
transistores en el circuito de salida, en una configuración similar a la tótem-pole de la
familia TTL. Se usan conjuntamente MOSFET (MOSField-Effect transistor,
transistor de efecto campo MOS) de canal n (NMOS) y de canal p (PMOS) en el
mismo circuito, para obtener varias ventajas sobre las familias P-MOS y N-MOS. La
tecnología CMOS es ahora la dominante debido a que es más rápida y consume aún
menos potencia que las otras familias MOS. Estas ventajas son opacadas un poco por
la elevada complejidad del proceso de fabricación del CI y una menor densidad de
integración. El proceso de fabricación de CMOS es más simple que el TTL y tiene
una mayor densidad de integración, lo que permite que se tengan más circuitos en un
área determinada de sustrato y reduce el costo por función. La gran ventaja de los
CMOS es que utilizan solamente una fracción de la potencia que se necesita para la
serie TTL de baja potencia (74L00), adaptándose de una forma ideal a aplicaciones
que utilizan la potencia de una batería o con soporte en una batería. El inconveniente
de la familia CMOS es que es más lenta que la familia TTL, aunque la nueva serie
CMOS de alta velocidad “HCMOS” (SERIES HC y HCT).
En la figura 20 se observa la estructura de una compuerta NAND en CMOS y
TTL.
Figura 20. Compuertas NAND CMOS (derecha) y TTL (izquierda)
Fuente: http://mundoelectronics.blogspot.com
3.2.8 Microsuiches
Un interruptor de acción rápida en miniatura, también una marca registrada y
con frecuencia conocido como un micro interruptor, es un interruptor eléctrico que es
accionado por muy poca fuerza física, mediante el uso de un mecanismo de tipping
point, a veces llamado un mecanismo de "over-center". La conmutación sucede
confiablemente en posiciones específicas y repetibles del actuador, que no es
necesariamente cierto de otros mecanismos. Son muy comunes debido a su bajo costo
y durabilidad, mayor que 1 millón de ciclos y hasta 10 millones de ciclos para
modelos de uso pesado. Esta durabilidad es una consecuencia natural del diseño.
La característica definitoria de microempresas interruptores es que un
movimiento relativamente pequeño en el botón accionador produce un movimiento
relativamente grande en los contactos eléctricos, que se produce a alta velocidad
(independientemente de la velocidad de accionamiento). Diseños más exitosos
también presentan histéresis, lo que significa que una pequeña inversión del actuador
es insuficiente para revertir los contactos; debe haber un movimiento significativo en
la dirección opuesta. Ambas de estas características ayudan a lograr una interrupción
limpia y fiable para el circuito conmutado.
En la figura 21 se observa una gama de Switch Mini Dip para circuito impreso.
Figura 21. Switch Mini Dip para circuito impreso
Fuente: http://mundoelectronics.blogspot.com
3.2.9 Reguladores de voltaje
Un regulador de tensión (a veces traducido del inglés como regulador de
voltaje) es un dispositivo electrónico diseñado con el objetivo de proteger aparatos
eléctricos y electrónicos sensibles a variaciones de diferencia de potencial o voltaje y
ruido existente en la corriente alterna de la distribución eléctrica.
Los reguladores de tensión están presentes en las fuentes de alimentación de
corriente continua reguladas, cuya misión es la de proporcionar una tensión constante
a su salida. Un regulador de tensión eleva o disminuye la corriente para que el voltaje
sea estable, es decir, para que el flujo de voltaje llegue a un aparato sin
irregularidades. Esto, a diferencia de un "supresor de picos" el cual únicamente evita
los sobre voltajes repentinos (picos). Un regulador de voltaje puede o no incluir un
supresor de picos.
En la figura 22 se observa una gama de reguladores de tensión
semiconductores.
FIGURA 22. Reguladores de tensión semiconductores
Fuente: http://upload.wikimedia.org
3.2.10 Glosario de Términos
Acoplamiento magnético: Influencia mutua entre 2 inductores o más que causa que
aparezca un campo magnético en una bobina cuando circula corriente por otra.
Admitancia: Inverso de la impedancia. Mide la capacidad de un elemento o rama en
un circuito paralelo de permitir el paso de la corriente alterna.
Agotamiento (Zona de): Parte del semiconductor, cercano a la juntura en donde no
existen portadores de carga.
Alineal: Circuito que con un pequeño cambio en la entrada causa un gran cambio en
la salida (Los transistores y diodos son alineales).
A.M.: telecomunicaciones) Siglas de Amplitud modulada.
Ampere (amperio): unidad de medición de la corriente eléctrica (A).
1 Amperio = 1 coulombio / seg.
1 Amperio = 1000 mA.
Amperímetro: Instrumento de medición utilizado para medir la corriente que
atraviesa un dispositivo. Este instrumento se coloca en serie con el dispositivo.
Amplificador transistorizado: Circuito basado en el transistor con ganancia de
potencia mayor a 1.
Amplitud: Valor pico de una onda. En ondas simétricas es el valor de la mitad del
valor pico-pico.
Angulo de disparo: Angulo eléctrico en que las compuertas de un tiristor se
encienden.
Angulo de fase: Es la diferencia de fase entre dos ondas senoidales, usualmente
debido a que en el circuito existen capacitores (condensadores) o inductores
(bobinas).
Anodo: Electrodo positivo.
Atenuación: El valor por el cual la potencia de una señal disminuye en un filtro o una
red de 2 puertos. Usualmente se expresa en decibeles (dB).
Base Común: Configuración de un amplificador con transistor en que la entrada es
aplicada al emisor y la salida se obtiene en el colector. La ganancia de voltaje es
grande y la ganancia de corriente es aproximadamente 1.
BCD: Binario Codificado en Decimal.
Beta (β): relación que hay entre los valores de las corrientes del colector y la base de
un transistor (ganancia).
Binario: Sistema de numeración en el que sólo hay dos posibles estados 0 y 1.
BIOS: Basic Input Output System. Sistema básico de entrada y salida.
Bipolar: Transistor que utiliza tanto portadores de carga positiva como negativa, en
la transmisión de la corriente.
Bit: Binary digit. Digito binario. Unidad mínima de información. Puede ser un "1"
(alto) o un "0" (bajo). La unión de 8 bits hace un byte.
Bobina: (inductor) Elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a
través de él, generando una tensión que se opone a la tensión aplicada y es
proporcional al cambio de la corriente.
Bobinado: cada uno de los lados de un transformador, realizado con muchas espiras
arrolladas sobre un núcleo magnético. Estos bobinados se llaman primario y
secundario, respectivamente.
Byte: Unidad de información compuesta de 8 bits ("1" o "0"). Esta unidad de
información es suficiente para representar un número o una letra entre otros.
CA (Corriente Alterna): Corriente eléctrica que cambia su amplitud en forma
periódica con el tiempo.
Cambio de Fase: Alteración que produce un elemento reactivo en la fase de la
tensión o la corriente.
Campo magnético: Distribución de la energía magnética en el espacio, creado por un
imán o por el flujo de una corriente.
Capacitor (condensador) de paso: Es un capacitor que tiene por finalidad mantener
la alta ganancia en c.a. y la ganancia en c.c. es reducida con ayuda de una resistencia
de realimentación (Re).
CC (Corriente Continua):
Circuito Equivalente (de fuentes y resistencias): Circuito en donde todas las fuentes
de alimentación son representadas por una sola fuente equivalente y todas las
resistencias de carga son representadas por una sola resistencia equivalente.
Circuito paralelo: Circuito que permite mas de un paso posible para la corriente,
cada paso o camino con diferentes elementos.
Circuito Serie: Circuito que sólo permite un solo paso posible para la corriente, el
paso o camino con uno o más elementos.
Coeficiente de acoplamiento de transformador: Parámetro (k) de un
transformador.
Colector común: También llamado seguidor emisor. La entrada de señal se hace en
la base y la salida se obtiene en el emisor. Tiene una alta ganancia de corriente y una
ganancia de tensión ligeramente menor a 1.
Conductancia: = 1/R o 1/ Resistencia, La inversa de la resistencia. La unidad de
medición es el Siemens o Mho.
Control de fase: capacidad de decidir que parte del ciclo de CA serán conducidas. Es
una propiedad que hace útiles a los tiristores.
Convertidor tensión - corriente: configuración caracterizada por una entrada de
voltaje (vi), y una salida de corriente (IL), en donde la segunda es proporcional a la
variación de la primera.
Corte: Estado en que la tensión base - emisor en un transistor, no es suficiente para
polarizar el transistor en su union base-emisor. Como consecuencia no hay corriente
en el emisor del transistor. Se dice que el transistor no conduce o está abierto.
Circuito Delta: (conexión Delta) Circuito de 3 terminales en la cual las ramas están
conectadas entre si formando un triángulo o delta.
Circuito Y: (circuito estrella): Circuito de 3 terminales que tienen uno de sus
extremos conectados a un punto común formando una “Y”.
Corriente: Cantidad de carga que circula por un conductor por unidad de tiempo.
I = Q / t.
Coulombio: unidad de medición de la carga eléctrica. 1 coulombio tiene una carga
de: 6.28 x 1028 electrones.
Curva característica: Cada una de las curvas que describen la operación de un
dispositivo (ejemplo: un transistor) en distintas condiciones de polarización y carga.
AC (D / A): Convertidos Digital – Analógico.
Darlington (Transistor): Tipo especial de transistor de alta ganancia de corriente.
Decibel: Unidad que expresa una razón de cantidades y no una cantidad. Expresa
cuantas veces más o cuantas veces menos, pero no la cantidad exacta
Decimal: Sistema de numeración en base 10.
Desfase: La diferencia de fase entre dos ondas senoidales, usualmente debido a la
presencia de un inductores o capacitores en el circuito
Desplazamiento: Pequeña desviación de una salida del valor teórico esperado,
debido al no acoplamiento adecuado entre los componentes internos
Diferencial: Amplificador cuya salida depende de la diferencia en sus dos entradas.
Digital: Un sistema en que los caracteres o códigos son utilizados para representar
números o cantidades físicas en forma discretos.
Dipolo: Antena de la mitad de longitud de onda, partida en su punto central para
conectarse al cable de alimentación.
Distorsión: Es la alteración de una forma de onda original en algún punto del
circuito.
Disipador de calor (heatsink): Dispositivo metálicos utilizado para disipar el calor
generado por componentes electrónicos.
Divisor de tensión: Arreglo en serie de resistencias, en donde la tensión aplicada al
conjunto es dividida entre las resistencias de manera proporcional a los valores de
estas.
DMM: Abreviatura común de Voltímetro digital.
CL: Lógica de acoplamiento por emisor. la familia de dispositivos más rápida hecha
con silicio. o de memoria RAM. Tiene mejores prestaciones que la DRAM pero
menor a la SDRAM.
Electricidad: Propiedad de los electrones y protones, expresada numéricamente
como carga en coulombios.
Electrolito: Un líquido o pasta por donde la conducción se produce por un flujo de
iones.
Electrónica: campo de la tecnología que trata sobre aparatos electrónicos
Emisor común: Configuración de un amplificador a transistor en donde la entrada de
la señal se aplica a la base y la salida se obtiene del colector: Las ganancias de tensión
y corrientes son muy altas, obteniéndose una alta ganancia de potencia.
Encapsulado: Envoltura que protege a los semiconductores y permite que estos se
puedan agarrar cómodamente.
EPROM (Erasable programmable Read Only Memory): Dispositivo de memoria en
que los datos pueden grabarse con un equipo especial. Se borra usualmente con rayos
ultravioleta.
Equivalente de Thevenin: Circuito formado por una fuente de tensión en serie con
una resistencia, que es equivalente a un circuito.
Estática (Electricidad): Carga eléctrica que no fluye (como la corriente).
Ethernet: Tipo de configuración de una red de área Local.
Factor de Potencia: Es la relación que existe entre la potencia real dada por la
fórmula P = I2R y la potencia aparente dada por la fórmula S = V I.
Faradio (F): Unidad de capacidad en los condensadores.
Fase: Posición de una forma de onda con respecto a otra de la misma frecuencia,
expresado en grados. 360° representa un ciclo completo.
Fasor: Vector giratorio. Es una herramienta muy útil para analizar circuitos en
corriente alterna.
FDD: Floppy Disk Drive. Unidad de disquete en inglés. "Disquetera".
Ferrita: Material magnético en forma de polvo comprimido y moldeado con la forma
deseada, utilizada como núcleo para bobinas. Permite un alto Q a altas frecuencias.
FET (Field Effect Transistor): Transistor de efecto de campo en que el flujo de
electrones que circula entre fuente (S) y drenaje (D) es controlado por una tensión
aplicada en la compuerta (G).
Filtro: Circuito selectivo que sólo deja pasar frecuencias determinadas, bloqueando
todas las otras.
F.M.: (telecomunicaciones) Siglas de Frecuencia modulada.
Forma de onda: Forma de una señal eléctrica.
Forma de onda senoidal: Una forma de onda de tensión o corriente que tiene la
siguiente expresión matemática: Vp = Vsen(wt).
Frecuencia de resonancia: Es la frecuencia donde los efectos reactivos se cancelan y
la impedancia o admitancia alcanza su valor mínimo.
Fuente común: Modo de operación de un FET (transistor de efecto de campo) en que
la entrada es tomada entre compuerta y fuente, y la salida entre drenaje y fuente. Se
obtiene una gran ganancia tanto de tensión cono de corriente.
Fusible: Dispositivo de protección que abre el circuito cuando hay un consumo de
corriente mayor al esperado.
G: (Conductancia), inverso de la resistencia. Mide la capacidad de un elemento de
conducir corriente G = 1/R.
Ganancia de corriente: Relación entre la corriente de salida y la corriente de entrada
en un circuito amplificador.
Ganancia de Tensión (voltaje): Relación entre la tensión (voltaje) de salida y de
entrada en un circuito amplificador.
GB: Gigabyte: Múltiplo del Byte que significa 1024 Megabytes. Popularmente
llamado Giga.
Generador: Máquina eléctrica que transforma energía mecánica en eléctrica.
GUI: Grafic User Interfase. Interfaz gráfica de usuario. Software en una
computadora / ordenador que gestiona la interacción del usuario con la máquina de
manera gráfica, mediante el uso de menús, íconos, bolones, etc. y el mouse (ratón).
Gunn (diodo): Diodo que produce oscilaciones del orden de los Gigahertz cuando es
polarizado con la tensión adecuada.
Hall (Efecto): Desarrollo de una tensión en un metal o semiconductor, ubicado en un
campo magnético.
Hardware: Es todo aquello que se puede tocar, es tangible, y se puede entender
como la máquina que realizan el trabajo controlado por un software (programa).
HDD: Hard Disk Drive. Forma de referirse al Disco duro en inglés.
Hertz: (hz), Unidad de medida de la frecuencia, equivalente a 1 ciclo/segundo.
Heterodino: La mezcla de dos señales alternas (a.c.) de frecuencias f1 y f2 en un
dispositivo no lineal, produciendo dos frecuencia de salida adicionales (f1+f2) y (f1-
f2).
Hexadecimal: Sistema de numeración de base 16.
Histéresis: Fenómeno en el cual el comportamiento actual depende de la historia del
sistema. Comportamiento de retraso similar a la fricción mecánica..
Holografía: Fotografía de 3 dimensiones utilizando rayos láser
IDE: Integrated Drive Electronics. (Unidad de disco con la electrónica
integrada).Tecnología para el manejo de dispositivos (casi siempre discos duros)
Impedancia: Oposición que representa un componente o componentes al paso de la
corriente alterna.
Impedancia de entrada: Impedancia medida al observar un circuito entre sus
terminales de entrada. Usualmente se representa como Zi.
Inductor: (bobina) Elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a
través de él, generando una tensión que se opone a la tensión aplicada y es
proporcional al cambio de la corriente.
Instrumentación: Término utilizado para referirse a todas aquellas aplicaciones que
exigen alta precisión, como telemetría, control de procesos, etc.
Internet: Red descentralizada de computadoras / ordenadores que se comunican con
el protocolo TCP/IP.
Intrínseco (semiconductor): Es en esencia un semiconductor puro, cuyas propiedades
no son determinadas por las impurezas.
Inversor: Dispositivo que convierte tensión c.d. a tensión c.a.
Inversor digital: circuito que invierte señales digitales, convirtiendo “0” en “1” y
viceversa.
Ion: Atomo o molécula que adquiere una carga ganando o perdiendo uno o más
electrones
IP: Internet Protocol, Protocolo de Internet.
ISDN: Versión en ingles de EDSI (Red Digital de Servicios Integrados (RDSI)).
Isotrópico: Que tiene idénticas propiedades en todas las direcciones.
KB: Kilobyte. Múltiplo del Byte. 1Kb = 1024 bytes.
Kilohertz: [Kilociclo], Khz, mil Hertz, 1 Khz = 1000 Hz. Unidad de frecuencia.
Kilohm: [Kilohmio], KΩ; mil Ohms, 1 KΩ = 1000 Ω.
Kilovolt: [Kilovoltio], KV, mil voltios. 1 KV = 1000 voltios.
Kilowat: [Kilovatio], KW, mil watts, 1 KW = 1000 vatios.
Klystron: Un tubo al vacío para transmisión en UHF (frecuencia ultra alta) en donde
un rayo de electrones es afectado por un campo eléctrico y enviado a una cavidad
resonante.
.LAN: Local Area Network: Red de área Local de computadoras.
Láser: (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Dispositivo que
produce un rayo de luz coherente.
Lazo abierto: Una configuración mediante la cual un amplificador opera si
realimentación.
Lazo cerrado: Una configuración mediante la cual una muestra de la salida es
sumada a la entrada.
LED: Light Emitting Diode. Diodo emisor de Luz.
Ley de Ohm: Ley que afirma que en un conductor, el cociente entre la tensión
(voltaje) y la intensidad (corriente) es una constante conocida con la resistencia.
LCD: Liquid Crystal Display. pantalla de cristal líquido. tecnología que permite la
creación de pantallas planas.
Limitador: Circuito que mide constantemente la corriente de salida y evita que esta
sobrepase un valor máximo definido con anterioridad.
Lineal (sistema lineal): Sistema o circuito en que la salida crece o decrece
proporcionalmente a la entrada.
LPT: Forma que se denomina al puerto paralelo. Normalmente se utilizaba para
conectar la impresora. Podía haber más de un puerto paralelo: LPT1, LPT2, etc..
Luz: Es una combinación de "tonos" (colores) que dan diferentes frecuencias. La luz
es entonces una combinación de colores.
Magnetrón: Oscilador de potencia en UHF que utiliza campos magnéticos y
cavidades resonantes.
MB: Megabyte. Múltipo del byte. Equivale a 1024 kilobytes.
Mapas de Karnaugh: Herramienta utilizada para simplificar circuitos lógicos.
Máxima transferencia de potencia: Es una condición en la cual una resistencia de
carga no puede obtener mas potencia de la fuente. Este caso se presenta cuando la
resistencia de carga es igual a la resistencia interna de la fuente.
Megaohms: 1 millon de Ohms = 1000 000 ohms.
MHz: Megaherz: Megahercio. Igual a un millón de Hertz
Microprocesador: Unidad de control de proceso (ALU y sistema de control) en
forma de circuito de alta escala de integración.
Modem: Modulador-Demodulador: Dispositivo que permite transformar señales
digitales de una computadora / ordenador en señales analógicas y viceversa.
Modulador: Dispositivo que varía la amplitud, frecuencia o fase de una señal a.c.
Monolítico: Circuito integrado construido completamente en una pastilla
semiconductora. Se le llama usualmente "chip".
Multímetro: Instrumento de múltiples propósitos, que se puede usar para medir
resistencias, voltajes, corrientes, etc.
Motor CC: Motor de corriente continua. Máquina eléctrica que transforma energía
eléctrica en mecánica.
Motor CA: (AC): Motor de corriente alterna. Máquina eléctrica que transforma
energía eléctrica en mecánica.
Octal (Sistema): Sistema numérico de base 8.
Ohm (Ohmio): Unidad de medición de la resistencia eléctrica, representada por la
letra griega Ω.
Óhmetro: Instrumento que mide la resistencia. Este instrumento hace circular una
corriente por el resistor y mide el voltaje (tensión) través de este, obteniendo su valor.
Onda cuadrada: Onda de corriente alterna (C.A.) que alterna su valor entre dos
valores extremos sin pasar por los valores intermedios (al contrario de lo que sucede
con la onda senoidal y triangular, etc.).
Onda triangular: Onda de corriente alterna (C.A.) en la que la variación de la
amplitud en función del tiempo puede ser descrita mediante segmentos rectos,
creándose la imagen de un triángulo de base horizontal.
Operacional: (Amplificador). Dispositivo amplificador de la diferencia de sus dos
entradas con una alta ganancia, una impedancia de entrada muy alta, y una baja
impedancia de salida.
OR: Compuerta O: electrónica digital.
Ordenador (computador): Dispositivo compuesto de un microprocesador, memoria
RAM, ROM, puestos de entrada y salida.
Oscilador: Dispositivo o circuito que produce una señal de tensión alterna periódica.
Osciloscopio: Instrumento utilizado para la medición de la amplitud y período de
señales de corriente alterna. El osciloscopio muestra en la pantalla la forma de onda
medida, su forma y su periodo.
Polarización: Uso de fuentes externas de alimentación, para proveer de energía a un
amplificador y establecer sus límites.
Polarización en directa: en el diodo es cuando el voltaje en el ánodo es superior al
voltaje del cátodo.
Polarización en inversa: en el diodo es cuando el voltaje en el cátodo es superior al
voltaje en el ánodo.
Portadores minoritarios: Portador que tiene menor presencia en una área dada en un
semiconductor. En áreas tipo N hay huecos y en la áreas P, electrones.
Potencia: La velocidad con la que se consume o suministra energía de un sistema.
Potencia = Energía/tiempo. La unidad de medición de la potencia es el Watt o Vatio
(W).
Potenciómetro: Es un elemento de 3 terminales que funciona como 2 resistencias
variables, pero la suma de ellas siempre permanece constante.
PROM: (Programmable Read Only Memory): Memoria en la cual se pueden grabar
datos sólo una vez.
Puente de Wheatstone: Circuito muy sensitivo que sirve para medir resistencias.
Punto de operación: Conjunto de condiciones de polarización de un transistor. Suele
ser dada con dos tensiones. El el caso de transistor bipolar con tensiones colector
emisor y base emisor y en el FET como tensiones compuerta fuente y drenaje fuente
Push-Pull: Amplificador que usa dos transistores que se alternan en su activación.
Los transistores se turnan en su activación . Cuando uno está en corte el otro está en
saturación y viceversa.
Radar: RAdio Detection And Ranging. Equipo electrónico utilizado para saber la
localización y velocidad de objetos.
Reactancia: Oposición que presenta un dispositivo almacenador de energía
(capacitor–condensador o inductor - bobina) al flujo de la corriente alterna. Se mide
en Ohms.
Realimentación: La realimentación permite tomar una muestra de la salida y sumarla
a la entrada. Mediante la realimentación se puede mantener el control de un
amplificador y forzarlo a trabajar en la zona activa.
Realimentación negativa: Es el uso de componentes pasivos con el propósito de
mejorar la estabilidad y la respuesta en frecuencia de un sistema o circuito sin
sacrificar, si es posible, la ganancia.
Reciprocidad Teorema: Teorema útil para la simplificación de circuitos lineales
pasivos.
Rectificador: circuito que convierte la corriente Alterna (C.A.) en corriente continua
(C.C.).
Región activa en un transistor: Región en que la juntura BE (base-emisor) está
polarizada en directa y la región BC (base-colector) está polarizada en inversa.
Región de ruptura: Región en la que el diodo semiconductor se haya polarizado en
inverso mas allá de la tensión de ruptura. Un diodo común se destruiría, pero un
diodo zener aprovecharía la característica para regular a una tensión fija.
Regulación: Es una medida de la calidad de la señal en C.C. entregada por un
regulador ante variaciones de la carga. Se mide como la variación en la tensión de
salida en condiciones extremas de carga (carga máxima y carga nula)
Regulador conmutado: Regulador que usa técnicas de formado de ondas para
proveer regulación en CC, incrementando la eficiencia de la fuente de alimentación.
Regulación de tensión: Es la capacidad de mantener una tensión dada, aún con
cambios en la carga.
Regulador de tensión: Circuito diseñado para mantener una tensión constante,
independientemente del valor de la carga.
Regulador zener: Regulador basado en el diodo zener cuando trabaja en la zona de
ruptura.
Relación de vueltas: Cociente entre el número de espiras entre el primario y el
secundario de un transformador. Np/Ns = Vp/Vs.
Reluctancia: Resistencia magnética. Es el cociente del flujo y la fuerza
magnetomotriz
Reóstato: Resistencia variable.
Resistencia: Es la medida de cuanto se opone un circuito al paso de la corriente
eléctrica a través de él.
Resonancia: Situación donde las reactancias se eliminan entre si, y el circuito posee
una mínima impedancia (en circuitos serie) o admitancia (en circuitos paralelo).
Resonancia paralelo: La suceptancia capacitiva e inductiva se cancelan y el valor de
la admitancia resultante es igual a la conductancia del circuito.
Resonancia serie: La reactancia capacitiva e inductiva se cancelan y el valor de la
impedancia resultante es igual a la resistencia del circuito.
Respuesta en frecuencia: La característica de transferencia de un circuito en función
de la frecuencia.
Retentividad: Cantidad de magnetización que permanece en un material
ferromagnético al quitarle el campo magnético.
Rizado: (Ripple) Onda en corriente alterna de baja amplitud, superpuesta sobre una
señal rectificada.
RMS: Valor eficaz que un instrumento debería medir para una onda seno. Es
calculado a partir de una onda rectificada. Si se miden señales que no son senoidales,
el valor es erróneo.
Saturación: Región de funcionamiento de un transistor en que ambas junturas del
transistor se hallan polarizadas en directo, lo que causa que el voltaje entre colector y
emisor sea muy pequeño (casi 0 voltios).
SCR: (Silicon Controled Rectifier): Rectificador controlado de silicio.
Seguidor emisor: Amplificador transistorizado donde la salida es igual a la de
entrada, incluyendo la fase. Por eso el nombre "seguidor".
Serial: Manejo de datos en forma secuencial y no simultánea.
SIMM: Tipo de conector para la memoria RAM, los hay en versiones de 30 y 72
contactos.
Sobrecarga: Es la condición en que la carga pide más corriente que la que puede
suministrar la fuente de alimentación. Si el circuito no tiene protección contra
sobrecargas se puede dañar.
Software: Programa, Sistema Operativo.
SRAM: Static RAM (Memoria RAM estática). Memoria de gran velocidad utilizada
principalmente para la memoria caché.
Superconductividad: Es una propiedad de algunos materiales donde su resistencia
cae hasta cero y tienen la habilidad de transportar corriente sin pérdida de energía.
Antes los materiales tenían propiedades de superconductividad sólo a temperaturas
cercanas al cero absoluto, pero materiales nuevos lo hacen a temperaturas mayores a
este.
Superheterodino (receptor): Receptor en donde todas las señales recibidas se
convierten en una frecuencia intermedia fija con propósito de amplificación y
selectividad antes de la modulación.
Superposición: Es un principio que comparten todos los sistemas lineales que
afirma, que la salida causada por varias entradas a la vez es la suma de las salidas de
cada entrada por separado.
Tensión de ruptura: Tensión en la que un diodo polarizado inversamente causa la
ruptura de la unión PN.
Tensión RMS: Valor de tensión en corriente continua que producirá la misma
potencia disipada en una resistencia.
Termistor: Dispositivo sensible a la temperatura, que tiene una resistencia con
coeficiente de temperatura negativa. Si la temperatura se incrementa su valor de
resistencia disminuye.
Thevenin (equivalente): Circuito formado por una fuente de tensión en serie con una
resistencia, que es equivalente a un circuito.
Tiempo de subida: Tiempo en que la salida de un circuito pasa de un 10% a un 90%
de su valor final, cuando a su entrad se aplica un escalón.
Tiristor: Familia de dispositivos semiconductores que incluyen a los SCR, los
DIACS y los TRIACS.
Token Ring: Tipo de configuración de una red de área Local.
Topologia de redes: Modo físico en que están conectadas las computadoras que
están en red.
Transformador: Un arreglo de 2 o mas bobinados diseñados para permitir que el
campo magnético producido en uno de ellos genere una tensión (voltaje) en el otro.
Transistor: Dispositivo semiconductor con tres terminales que funciona como
amplificador y como interruptor.
Transistor Bipolar: Transistor que consta de 3 zonas semiconductoras NPN o PNP,
donde la corriente es transportada por dos tipos de portadores: electrones y huecos.
Trimmer: Pequeño resistor o capacitor ajustable con un destornillador, con propósito
de hacer ajustes.
TTL (Transistor-transistor Logic): Familia de circuitos integrados digitales bipolares
muy popular.
TRC: Tubo de rayos catódicos.
Tunnel (diodo): Diodo que muestra resistencia negativa entre los 0.2 y 0.4 voltios
cuando se polariza en directo.
Varactor (diodo): Diodo semiconductor cuya capacitancia disminuye con la
polarización inversa.
Vatio: Medida de potencia. 1 Vatio = 1 julio/segundo.
Voltio/Volt: Unidad de medición de la diferencia de potencial o tensión eléctrica.
Voltímetro: Instrumento de medición que mide la tensión (voltaje) en un
componente. El instrumento se coloca en paralelo con el elemento al que hay que
medir la tensión.
VOM: Volt - Ohm - Miliampere. Dispositivo de medición para medir Voltaje,
Resistencia y Corriente.
VRAM: Video RAM:Tipo de memoria RAM utilizada para funciones especificas del
video VoIP: (Voice over Internet Protocol) Voz sobre IP.
Watt: (Vatio). Medida de potencia. 1 Watt = 1 julio/segundo.
Wattimetro: (Vatímetro). Instrumento para medir la potencia real que se transmite.
Weber (Wb): Unidad de medida del flujo magnético.
Wheatstone (Puente): Circuito puente muy sensitivo que sirve para medir
resistencias.
WWW: World Wide Web. Significa en español Gran Telaraña Mundial.
Z (impedancia): Oposición al paso de la corriente alterna c.a. que tiene un circuito.
Zener (diodo): Diodo con la capacidad de operar en la zona de ruptura sin dañarse,
trabajando como una fuente de tensión.
Zin (impedancia de entrada): Oposición a la corriente alterna que tiene los circuitos a
la entrada de una señal, vista desde la entrada.
Zip: Tipo de archivo comprimido. Muy útil para enviar y recibir datos de forma
menos pesada que si no estuviera comprimido. Creado por la empresa PKWARE.
Zout (impedancia de salida): Oposición a la corriente alterna que tiene los circuitos,
visto desde la salida de estos.
CAPÍTULO IV
MARCO METODOLÓGICO
De acuerdo a lo expuesto por Arias (2006), la metodología del trabajo de grado
incluye el tipo o los tipos de investigación a utilizar, las técnicas y los instrumentos
que se llevarán a cabo en la investigación. “Es el como se realiza el estudio para
responder al problema planteado” (p.110). La finalidad de realizar el marco
metodológico es crear una estructura, que facilitará la ejecución de la problemática
planteada anteriormente.
4.1 Tipo de investigación
Cuando se lleva a cabo una investigación es porque existe un interés particular
por parte del investigador en un problema determinado, así mismo, pretende obtener
la raíz de la problemática y su posible solución. Sabino (2000), define a la
investigación como “un esfuerzo que se emprende para resolver un problema, claro
está, un problema de conocimiento” (p. 47).
Tomando en cuenta lo mencionado anteriormente el tipo de investigación que
se empleo fue de nivel documental, de campo, y de proyecto factible. La Universidad
Pedagógica Experimental Libertador (2005, p, 7) señala que los estudios
documentales son:
1.- Estudios de desarrollo teórico: presentación de nuevas teorías,
conceptualizaciones o modelos interpretativos originales del autor, a partir de análisis
crítico de información empírica y teorías existentes.
2.- Revisiones críticas del estado del conocimiento: integración, organización y
evaluación de la información teórica y empírica existente sobre un problema,
focalizando ya sea en el progreso de la investigación actual y posibles vías para su
solución, en el análisis de consistencia interna y externa de las teorías y
conceptualizaciones para señalar sus fallas o demostrar su superioridad de unas sobre
otras, o en ambos aspectos.
3.- Estudios de educación comparada: análisis de semejanzas, diferencias y
tendencias sobre características o problemas de educación en el contexto de
realidades socioculturales, geográficas o históricas diversas, con fundamento en
información publicada.
4.- Estudios de investigación histórica, literaria, geográfica, matemática u otros
propios de las especialidades de los subprogramas, que cumplan con las
características señaladas en el numeral anterior.
Por su parte, el estudio de campo de acuerdo con Cázares, Christen, Jaramillo,
Villaseñor y Zamudio (2000, p. 18), la investigación de campo es aquella en que el
mismo objeto de estudio sirve como fuente de información para el investigador.
Consiste en la observación, directa y en vivo, de cosas, comportamiento de personas,
circunstancia en que ocurren ciertos hechos; por ese motivo la naturaleza de las
fuentes determina la manera de obtener los datos.
El proyecto factible: Según la definición de la UPEL (1990), “...consiste en la
elaboración de una propuesta de un modelo operativo viable, o una solución posible a
un problema de tipo práctico para satisfacer necesidades de una institución o grupo
social. La propuesta debe tener apoyo, bien sea en una investigación de campo o en
una investigación documental; y puede referirse a la formulación de políticas,
programas, tecnologías, métodos o procesos.”. Esto significa que es un tipo de
investigación mixta, la cual se apoya en necesidades detectadas en el campo para
luego realizar una amplia investigación documental y bibliográfica que permitirá
finalizar con una propuesta. Es una investigación mixta, en parte documental y en
parte con personas.
4.2 Nivel de investigación.
El nivel de esta investigación es descriptivo, ya que se trata de obtener
información acerca de un proceso, para describir sus implicaciones, sin hacer mucho
énfasis en conocer el origen o causa de la situación. Fundamentalmente está dirigida a
dar una visión de cómo opera el proceso y cuáles son sus características.
4.3 Población y muestra.
Esta investigación se realizó en la División de Instrumentación y Control,
adscrito a la Gerencia de Mantenimiento del Complejo Planta Centro el Palito de la
Corporación Eléctrica Compañía Anónima (CORPOELEC C.A.).
4.4 Técnicas e instrumentos de investigación.
Una vez establecidas las fases metodológicas y sus respectivas actividades, se
requiere elegir las técnicas e instrumentos investigativos con la finalidad de adquirir
la información necesaria para desarrollar la investigación.
Las técnicas de investigación son utilizadas para el proceso de recolección de
datos; el “cómo” se obtiene información, asimismo, las herramientas de las cuales se
vale un investigador para recoger, filtrar y codificar la información, se denomina
instrumentos.
Técnicas empleadas.
Revisión documental: Esta técnica se emplea cuando la información, de
importante aporte documental, está contenida en referencias bibliográficas,
electrónicas o recopiladas y asentadas por otra persona, donde los datos se obtienen
“leyendo”; y éstos son requeridos en los inicios de una investigación.
Observación directa: la información se capta en el mismo momento que se
está suscitando el fenómeno, evento o hecho; esta técnica incluye la participación
directa del investigador. Se considera parte esencial para el posterior análisis de los
datos obtenidos.
Instrumentos empleados.
Instrumento de registro: permite poseer un soporte de la información en
períodos de tiempo relativamente largos de modo que el investigador pueda recuperar
la información cuando lo necesite. Este respaldo se obtiene mediante el uso de
herramientas electrónicas (Internet, computadores personales), y material
bibliográfico.
Instrumento de observación técnicamente asistida: principalmente se
contará con el empleo del multímetro como instrumento de medición de las variables
físicas de interés, presentes en la realización de cada una de las experiencias
didácticas. Como instrumentos de captación se tendrán a disposición elementos como
luces piloto, los que se utilizarán para corroborar el funcionamiento correcto en la
ejecución de un programa determinado.
4.5 Fases metodológicas.
Las fases metodológicas comprenden una estructura paso a paso del
seguimiento minucioso de los objetivos específicos ya establecidos, con los que se
pretende cumplir la meta final de esta investigación, como lo es el objetivo general.
El presente trabajo se concibió dentro de la modalidad de un proyecto factible.
Para alcanzar los objetivos planteados y resolver la problemática existente, el
proyecto fue dividido en cuatro fases metodológicas, y de esta forma obtener los
resultados que permitan dar una solución efectiva, las fases a seguir para el desarrollo
del presente estudio se describen a continuación:
4.5.1 Fase I: Estudio de las ventajas y desventajas de los componentes
electrónicos que se puedan utilizar para el diseño de tarjetas DT370 y DT371
para que cumpla con las especificaciones del objetivo general.
En esta primera fase se hicieron los estudios, los cálculos y la selección de los
componentes mediante catálogos electrónicos de los diferentes fabricantes para el
diseño de las tarjetas DT370 y DT371.
4.5.2 Fase II: Diseño y construcción de tarjetas DT370 y DT371 con
componentes integrados utilizando tecnología CMOS y/o TTL
Durante esta fase se realizó del diseño de los circuitos electrónicos y
construcciones de las placas impresas para las tarjetas DT370 y DT371.
4.5.3 Fase III: Elaboración de los planos dimensionales de las tarjetas, circuitos
electrónicos y manuales de operación y mantenimiento para cumplir con los
requerimientos de construcción y operatividad de las tarjetas.
En esta fase se desarrollaron los diferentes tipos de planos y circuitos tanto
electrónicos como dimensiones que se requieren para la construcción de las tarjetas y
operatividad de la misma.
4.5.4 Fase IV: Pruebas funcionales de la electrónica y verificación de la
instalación en campo necesarias para el buen funcionamiento de las tarjetas
DT370 y DT371.
Durante esta fase se nombraron los equipos e instrumentos necesarios para la
realización de las pruebas de funcionamiento electrónico e instalación en campo de
las tarjetas DT370 y DT371.
CAPÍTULO V
RESULTADOS
En este capítulo se explican los resultados obtenidos con respecto a los
objetivos propuestos y a las fases metodológicas, las cuales fueron delimitadas en el
anterior capítulo.
Por medio de esta fase se consiguió elaborar las soluciones para las mejoras del
proceso de procesamiento de señales de entradas y salidas digitales en las tarjetas
DT370 y DT371 perteneciente al sistema Procontrol P13 de ABB de la rama de
automatización y control de los procesos de generación eléctrica de la Planta
Termoeléctrica del Centro (Planta Centro), Corporación Eléctrica Compañía
Anónima, (CORPOELEC C.A.).
5.1 Fase I: Estudio de las ventajas y desventajas de los componentes electrónicos
que se puedan utilizar para el diseño de tarjetas DT370 y DT371 para que
cumpla con las especificaciones del objetivo general.
Los circuitos electrónicos se pueden dividir en dos amplias categorías: digitales
y analógicos. La electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos, mientras
que la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos.
Un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular
cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital, es decir,
que sólo puedan tomar valores discretos. Los sistemas digitales secuenciales son
implementados en los circuitos digitales utilizando puertas lógicas (AND, OR y
NOT) y transistores. Estas puertas siguen el comportamiento de algunas funciones
booleanas.
Entre las ventajas de los circuitos digitales se pueden mencionar que poseen
reproducibilidad de resultados, facilidad de diseño, flexibilidad y funcionalidad,
programabilidad, velocidad, economía y avance tecnológico constante. En cuanto a
las ventajas del procesado digital de señales frente al analógico existen muchas
razones por las que el procesado digital de una señal analógica puede ser preferible al
procesado de la señal directamente en el dominio analógico. Primero, un sistema
digital programable permite flexibilidad a la hora de reconfigurar las operaciones de
procesado digital de señales sin más que cambiar el programa. Los sistemas digitales
permiten un mejor control de los requisitos de precisión.
Existen sistemas que utilizan métodos digitales y analógicos, uno de ellos es
el reproductor de disco compacto (CD). La música en forma digital se almacena en el
CD. Un sistema óptico de diodos láser lee los datos digitales del disco cuando éste
gira y los transfiere al convertidor digital-analógico (DAC, digital-to-analog
converter). El DAC transforma los datos digitales en una señal analógica que es la
reproducción eléctrica de la música original.
Esta señal se amplifica y se envía al altavoz. Cuando la música se grabó en el
CD se utilizó un proceso que, esencialmente, era el inverso al descrito, y que utiliza
un convertidor analógico digital (ADC, analog-to-digital converter). En la figura 23
se observan sistemas que utilizan métodos digitales y analógicos.
Figura 23. Sistemas que utilizan métodos digitales y analógicos
Fuente: http://www.monografias.com
En esta fase se investigaron las características técnicas de los elementos a
utilizar, realizando una descripción de cada uno de los componentes que se colocaron
para la fabricación de las tarjetas DT370 y DT371 perteneciente al sistema Procontrol
P13 de ABB de la rama de automatización y control de los procesos de generación
eléctrica de la Planta Termoeléctrica del Centro (Planta Centro), Corporación
Eléctrica Compañía Anónima, (CORPOELEC C.A.).
El uso y diseño de los circuitos electrónicos se encajan perfectamente a la
necesidad y funcionabilidad de la misma, entendiéndose como necesidad y
funcionabilidad a las mejoras que se le realizaron a las tarjetas DT370 Y DT371 sin
perder sus funciones lógicas principales de control de los procesos de generación
eléctrica de la Planta Termoeléctrica. En ese sentido los circuitos deben estar
protegidos contra agentes externos y ambientales como temperatura, polvo y
humedad, protecciones eléctricas como cortocircuitos y protección contras falsas
señales de entrada para el mejoramiento de confiabilidad de las tarjetas. Se estudiaron
las especificaciones técnicas de los componentes electrónicos suministradas a través
de los fabricantes como los catálogos y/o guías de reemplazos ECG (Electronics
Cross References), como corriente, voltaje máxima y mínimo, potencia máxima de
trabajo, entre otros, teniendo en cuenta datos referenciales de las tarjetas como
alimentación principal de 24 V DC +/- 2V con resistencia de de carga 150 KΩ, se
obtuvo una corriente a plena carga del 10 mA con una tensión de alimentación de 24
V DC, y una corriente máxima en cortocircuito de 80 mA a un voltaje de restricción
de 0 V DC.
5.1.1 Selección de los componentes electrónicos estudiados que se utiliza en la
creación de las tarjetas DT370 y DT371.
A finales de la década de 1940, la electrónica no tenia mayor consideración que
la de ser una rama secundaria de la electricidad.
Las investigaciones en busca de mejoras, tanto en las propiedades como, sobre
todo, en el tamaño de las válvulas, dieron origen a la aparición de unos nuevos
materiales llamados semiconductores, que a su vez provocaron la creación de una
nueva disciplina tecnológica denominada electrónica.
Los componentes electrónicos son elementos básicos con los que se
construyen las funciones elementales de la electrónica. A continuación se realiza una
descripción de los diferentes elementos electrónico que intervienen en la creación del
diseño de la tarjeta DT370 y DT371, tomando en cuenta sus ventajas y desventajas
para la selección de los mismo. En la figura 24 se observan algunos componentes
electrónicos básicos.
Figura 24. Componentes Electrónicos Básicos.
Fuente: http://electronicacomponentes.bligoo.com.ve
5.1.2 Regulador de tensión.
Hoy en día es más común encontrar en las fuentes de alimentación
reguladores integrados, normalmente son componentes muy parecidos a los
transistores de potencia, suelen tener tres terminales, uno de entrada, un común o
masa, y uno de salida, tienen una capacidad de reducción del rizado muy alta y
normalmente sólo hay que conectarles un par de condensadores.
Los reguladores lineales de tensión, también llamados reguladores de voltaje,
son circuitos integrados diseñados para entregar una tensión constante y estable.
Estos dispositivos están presentes en la gran mayoría de fuentes de
alimentación, pues proporcionan una estabilidad y protección sin apenas necesidad de
componentes externos haciendo que sean muy económicos.
La tensión y corriente que proporcionan es fija según el modelo y va desde
3.3v hasta 24v con un corriente de 0.1A a 3A.
La identificación del modelo es muy sencilla. Las dos primeras cifras
corresponden a la familia:
78xx para reguladores de tensión positiva
79xx para reguladores de tensión negativa
Las dos cifras siguientes corresponden al voltaje de salida:
xx05 para tensión de 5 V
xx12 para 12 V
xx24 para 24 V
En la tabla 1 se observan algunos de los modelos de reguladores de voltajes
más comunes en el mercado.
Tabla 1. Modelos vs Voltaje de salida de reguladores más comunes. Modelo 7803 7805 7806 7808 7809 7810 7812 7815 7818 7824 Vout 3.3V 5V 6V 8V 9V 10V 12V 15V 18V 24V Modelo 7903 7905 7906 7908 7809 7910 7912 7915 7918 7924 Vout -3.3V -5V -6V -8V -9V -10V -12V -15V -18V -24V
Fuente: http://artefactos.leame.com
El funcionamiento en una visión simplificada, sería verlos como un divisor de
tensión que se reajusta constantemente para que la tensión entregada sea siempre la
misma. Evidentemente no es tan simple como una par de resistencias ajustables.
En el interior de un regulador lineal de tensión pueden encontrarse
componentes activos, como transistores trabajando en su zona lineal, y/o pasivos,
como diodos zener, en su zona de ruptura.
Los tres terminales corresponden a la tensión de entrada (Vin), tierra (ground)
y tensión de salida (Vout). Según el encapsulado, TO220, la asignación de los pinouts
puede variar.
Los circuitos integrados (reguladores de voltaje) tienen la ventaja de que
proporcionan una salida bastante estable, además limitan la corriente y tienen
protección térmica.
La principal desventaja del regulador básico es que al quedar sin carga, el
zener debe absorber toda la corriente, por lo tanto, si la corriente máxima requerida
por la carga es mayor que la que soporta el zener, éste se quema. Otra desventaja
seria que su salida no puede ser ajustada con precisión, disponibles sólo para algunos
valores de salida de voltaje y corriente.
En la figura 25 se observa la apariencia, pinouts y esquema de un regulador de
tensión.
Figura 25. Apariencia, pinouts y esquema de un regulador de tensión.
Fuente: http://artefactos.leame.com
5.1.3 Comparador de tensión.
En un circuito electrónico, se llama comparador a un amplificador operacional
en lazo abierto (sin realimentación entre su salida y su entrada) y suele usarse para
comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia.
En este modo de trabajo el amplificador operacional compara dos tensiones V-
y V+, aplicadas en la entrada inversora (-) y en la entrada no inversora (+)
respectivamente.
Cuando la tensión en la entrada no inversora es mayor que la aplicada en la
entrada inversora, la tensión de salida será igual a la de la alimentación positiva
(+Vcc). Por el contrario, cuando la tensión de entrada V- sea superior a V+, la tensión
de salida será igual a la de la alimentación negativa (-Vcc).
En ambos casos, el amplificador operacional trabaja en zona de saturación,
positiva o negativa respectivamente.
Las ventajas de los reguladores de tensión:
- Ahorro en la etapa de diseño: el Amplificador operacional. se contempla como una
"caja negra" ideal a la que sólo hay que alimentar correctamente y conectar sus
terminales de entrada y salida.
- Sencillez de sustitución en caso de avería: al ir contenido en un "chip", el
operacional puede ser sustituido de forma rápida. Para ello sólo tenemos que
colocarlo en el circuito sobre un zócalo adecuado.
- Fiabilidad: el hecho de que un buen número de transistores de nuestro montaje
venga contenido en un único chip, el cual es verificado en fábrica, evita la posibilidad
de errores si se cablearan de forma discreta los transistores contenidos en el
amplificador operacional.
- Ahorro económico: no hay que ser un experto en finanzas para apreciar la diferencia
de costo que representaría adquirir los componentes integrados en un operacional, en
vez de comprar directamente este chip.
- Ahorro de espacio: A menor sea dispositivo electrónico menor el la superficie de
circuito por en de menor será el costo del mismo.
La desventaja principal es que se produce el desplazamiento de voltaje dc en
la salida llamado Offset debido a la construcción interna del mismo. En la figura 26
se observa la apariencia y simulación de la función del comparador de tensión.
Figura 26. Apariencia y simulación de la función del comparador de tensión.
Fuente: http://spanish.alibaba.com
5.1.4 Compuertas lógicas.
Una compuerta lógica es un circuito lógico cuya operación puede ser definida
por una función del álgebra lógica, cuya explicación no es el objeto de esta obra.
Compuerta lógica AND, también llamada Y, son circuitos de varias entradas y
una sola salida, caracterizadas porque necesitan disponer de un nivel 1 en todas las
primeras para que también la salida adopte ese nivel.
Basta con que una o varias entradas estén en el nivel 0 para que la salida
suministre también dicho nivel. Todas las unidades AND o derivadas del AND,
deben tener señal simultánea en todas sus entradas para disponer de señal de salida
Compuerta lógica OR, también llamada O, al traducir su nombre ingles OR, es
la que solo necesita que exista una de sus entradas a nivel 1 para que la salida obtenga
este mismo nivel.
La expresión algebraica de esta función, suponiendo que disponga de dos
entradas, es la siguiente: s = a + b. Es suficiente que tenga señal en cualquiera de sus
entradas para que de señal de salida (OR).
Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la
salida es 1 si cualquier entrada es 1.
Compuerta Inversora, llamada NOT, es un circuito lógico que tiene una sola
entrada y una sola salida.
Se puede decir que las ventajas es el bajo consumo de potencia estática,
gracias a la alta impedancia de entrada de los transistores de tipo MOSFET. Gracias
a su carácter regenerativo, las compuertas lógicas son robustos frente a ruido o
degradación de señal debido a la impedancia del metal de interconexión, son de
tamaño reducido a comparación a la lógica transistorizada y mejora la rapidez de
repuesta a los cambio estados producido en la salida.
Las desventajas se deben en las compuertas fabricada con tecnología
MOSFET que posee comportamiento capacitivo, la velocidad de los circuitos CMOS
es comparativamente menor que la de otras familias lógicas como la TTL, son
vulnerables a latch-up: que consiste en la existencia de un tiristor parásito en la
estructura CMOS que entra en conducción cuando la salida supera la alimentación, el
cual produce un camino de baja resistencia a la corriente de alimentación que acarrea
la destrucción del dispositivo.
En la acepción de los técnicos en telecomunicaciones y en informática, la
lógica cableada utiliza compuertas lógicas discretas (TTL, CMOS, HCMOS), para
implementar circuitos digitales de comunicaciones y computadores.
La salida del inversor se encuentra en el estado lógico “1” si y solo si la
entrada se encuentra en el estado lógico “0”. Esto significa que la salida toma el
estado lógico opuesto al de la entrada.
En la figura 27 se observa la apariencia y función de las compuertas lógicas.
Figura 27. Apariencia y función de las compuertas lógicas.
Fuente: http://heivaneima.wordpress.com
5.1.5 Optoacopladores.
Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado
ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un
interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un
componente optoelectrónico o bien dicho, cuando se combina una fuente óptica
(generalmente un led) con algún tipo de detector óptico (generalmente un semiconductor
de si) en un solo encapsulado, el dispositivo resultante se llama optoacoplador u
optointerruptor., normalmente en forma de fototransistor o fototriac.
La ventaja es que el optoacoplador es un aislamiento físico entre el circuito
de control y el de potencia, el optoacoplador permite cambios de estado a altas
frecuencias a diferencia de un relé y con un cambio de TRIAC dentro de la gama
NTE563x se pueden controlar desde 50V-600V en 10A.
La desventaja es el costo es mayor que el de un circuito transistor-relé, hay
aspectos importantes a considerar en el diseño y existe alta disipación de calor en
ciertos casos. En la figura 28 se observa la apariencia y función del optoacoplador.
Figura 28. Apariencia y función del optpacoplador.
Fuente: http://commons.wikimedia.org
5.1.6 Transistor.
Dispositivo electrónico en estado sólido, cuyo principio de funcionamiento se
basa en la física de los semiconductores. Este cumple funciones de amplificador,
oscilador, conmutador o rectificador. El término “transistor” es la contracción en
inglés de transfer resistor (“resistencia de transferencia”).
Las ventajas del transistor:
• Tamaño y peso reducidos.
• Permiten la miniaturización del equipo electrónico.
• Opera con poco voltaje y consumo de electricidad mínimo.
• No necesita período de calentamiento.
• Funciona cuando se le suministra energía.
• Genera poco calor.
Y la desventaja:
• Sensibilidad al calor.
En la figura 29 se observa la apariencia y el esquema del transistor.
Figura 29. Apariencia y el esquema del transistor.
Fuente: http://www.ecured.cu
5.1.7 LED.
Es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en
muchos dispositivos y en iluminación. Presentado como un componente electrónico
en 1962, los primeros leds emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos
actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
Las ventajas del led:
• Su duración. Este tipo de bombillas tiene una duración mayor a 50.000 horas.-
Su encendido rápido. Una gran ventaja, ya que no es preciso esperar como
ocurre en las fluorescentes compactas. Esta es una gran ventaja, dado que en
ocasiones, es preciso entrar y salir rápido de una habitación, y se requiere una
luminosidad intensa momentánea.
• No queman al tocarlas. Pueden pasar horas encendidas, y no quemarán al
tocarlas. Podrán estar un poco más calientes. Esta característica puede resultar
una ventaja si existen niños pequeños en casa que pudieran tocar este tipo de
bombillas en lámparas. No contienen gas ni tampoco mercurio y sus
derivados, por lo que no resultan contaminantes en su destrucción.
• Su eficiencia. Ofrecen una importante luminosidad. Mayor si es comparada
con las lámparas incandescentes y halógenas.
• Están disponibles en distintos colores: Rojo, amarillo, azul, blanco cálido,
verde, etc sin tener mayor precio que las de luz blanca-azulada.
• Consumen un 80% menos que las bombillas tradicionales. Su luz no irradia
ultravioletas ni infrarrojos. Consiguen soportar temperaturas bajas de hasta -
40º, a diferencia de las luces fluorescentes.
Y las desventajas:
• Su bajo rendimiento con altas temperaturas. Al aumentar la temperatura de la
unión semiconductora, aumenta también la intensidad a través del diodo,
pudiéndose ser destruido.
• Emiten luz fría.
• Cuesta 3 o 4 veces más que una fluorescente.
• Tienen menos eficiencia luminosa. Entendiendo la eficiencia luminosa como
la relación entre la cantidad de luz ofrecida y la potencia consumida.
En la figura 30 se observa la apariencia y el esquema del led.
Figura 30. Apariencia y el esquema del led.
Fuente: http://es.wikipedia.org
5.1.8 Resistor.
Es un componente electrónico diseñado para introducir una resistencia
eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y
electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en
las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor
aprovechando el efecto Joule.
Sus principales características son:
• Robustez mecánica y eléctrica.
• Bajo coeficiente de temperatura
• Bajo nivel de ruido
En la figura 31 se observa la apariencia y el esquema de identificación del resistor.
Figura 31. Apariencia y el esquema de identificación del resistor.
Fuente: http://es.wikibooks.org
5.1.9 Interruptor Dip.
Es un conjunto de interruptores eléctricos que se presenta en un formato
encapsulado (en lo que se denomina Dual In-line Package), la totalidad del paquete
de interruptores se puede también referir como interruptor DIP en singular.
Sus principales características:
Este tipo de interruptor se diseña para ser utilizado en un tablero de circuito
impreso junto con otros componentes electrónicos y se utiliza comúnmente para
modificar/personalizar el comportamiento hardware de un dispositivo electrónico en
ciertas situaciones específicas. Los interruptores DIP son una alternativa a los
Jumper. Su ventaja principal es que son más rápidos y fáciles de configurar y cambiar
y no hay piezas sueltas que perder. Se pueden considerar como conjunto de
interruptores minúsculos para ser insertados en circuitos impresos. El encapsulado
para los interruptores es el DIP donde la separación estándar entre patas es de una
décima de pulgada.
En la figura 32 se observa la apariencia y el esquema del interruptor dip.
Figura 32. Apariencia y el esquema de identificación del interruptor dip.
Fuente: http://www.weiku.com
5.1.10 Selección de los componentes electrónicos.
Una vez que se estudió las ventajas y desventajas de los componentes
electrónicos que se puedan utilizar para el diseño de tarjetas DT370 y DT371 se
realizo la selección de los componentes específicos que cumpla con las
especificaciones y mejora de las etapas del diseño.
En la figura 33 se observa la identificación del procesamiento de las etapas del
diseño.
Figura 33. Identificación del procesamiento de las etapas del diseño.
Fuente: Propia.
5.1.10.1 Acondicionamiento de la señal de entrada para generar un 1 lógico
cuando el voltaje sea mayor a 18Vdc.
En el estudio se seleccionó una configuración de un regulador de voltaje de 18 V
DC alimentado con una tensión 24 V DC, cuya salida es acoplada al terminal de
entrada Vref- de un comparador de voltaje, el Vref+ se tomo como entrada la señal
externa acondicionada. El comparador operacional está alimentado por un regulador
de 5 V DC, el cual nos permite general a su salida un 1 lógico de 5V DC para poder
utilizar la tecnología TTL en la unidad de procesamiento lógico.
Para la configuración se tomaron en cuenta los valores de entrada del diseño
como:
• Voltaje mínimo de activación de la entrada (activo > 18 V DC).
• Fuente de alimentación de la tarjeta (24 V DC).
• Alimentación principal de los componentes como reguladores y
comparador (18 V DC y 5 V DC).
Entrada Unidad de acondicionamiento señales de entradas
Unidad de Acoplamiento y protección contra
cortocircuitos
Unidad de procesamiento lógico y simulaciones de
salidas
Unidad de visualización
señales de entradas
Unidad de visualización
señales de entradas
Salida
Simulación externa de las salidas
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Cálculos de comparador con voltaje de referencia:
En la figura 34 se observa la configuración referencial del comparador con
voltaje de referencia.
Vin > Vref => Vout = Vcc (1.1)
Vin < Vref => Vout = - Vcc (1,2)
Si Vcc = 5Vdc y –Vcc = 0Vdc
Entonces:
Vin > 18Vdc => Vout = 5Vdc
Vin< 18Vdc => Vout= 0V
Figura 34. Configuración referencial del comparador con voltaje de referencia.
Fuente: http://www.weiku.com
5.1.10.2 Implementación visual de la señales de entradas en la cara frontal de
cada tarjetas.
Estudiando la posibilidad de colocar una implementación visual de los estados
(alto y bajo) de las entradas en la cara frontal de las tarjetas, se determinó que es
factible colocando diodos led de color verde de 3 mm en la parte frontal de las
tarjetas con su debida identificación numéricas de entradas asociadas.
Se tomó para el caculo de la corriente del diodo led la siguiente
especificación:
Tipo de LED: 3mm
Voltaje: 1.7-2.3V
Corriente: 10-15mA
Color: Rojo
Ángulos disponibles: 30˚
En la figura 35 se observa la configuración referencial de la conexión de diodo led
con resistencia limitadora de corriente.
Si Vdd = 5Vdc, If =10ma.y Vf=1.7
Entonces:
RS = (Vdd - Vf) / If (1.3)
RS = (5v – 1.7v) / 10mA
= 3.3v / 10mA = 330 ohms
Figura 35. Configuración referencial de la conexión de diodo led con resistencia
limitadora de corriente.
Fuente: http://www.pablin.com.ar
5.1.10.3 Mejoramiento de la una unidad de procesamiento lógico integrado con
implementación de función de simulación de señales de salidas en ambas
tarjetas.
En este estudio se seleccionaron una serie de componentes de compuertas lógicas
integradas como las AND, OR y NOT con tecnología TTL que sustituyó los
componentes obsoletos transistorizados, sin modificar la lógica implementada y se le
adicionó una función de simular (forzar) las señales salidas por medio de una
compuerta AND.
Para la configuración se tomo en cuenta los valores de entrada del diseño como:
• Lógica implementada
• Voltaje lógico de entrada.
• Alimentación principal de los componentes como las compuerta lógicas
integradas (5 V DC).
En la figura 36 se observa las diferentes gamas de compuertas lógicas integradas.
Figura 36. Diferentes gamas de compuertas lógicas integradas.
Fuente: http://wendyj20.tripod.com
5.1.10.4 Implementación de un mando externo para la simulación de las señales
de salidas en la cara frontal de las tarjetas.
Durante el análisis de la dimensionalidad de las tarjetas se observo la posibilidad
de colocar una implementación de mandos externos para la simulación de la señales
(alto o bajo) de salidas en la cara frontal de las tarjetas, la cual fue factible, se tomo la
colocación de un Dip switch de 8 bits en la parte frontal de las tarjetas con su debida
identificación numéricas de simulación de las salidas asociadas.
Para la implementación se tomaron en cuenta los valores de entradas del dip
switch como:
• Voltaje de salida de la lógica implementada (5Vdc).
• Tamaño y forma.
La selección del dip switch se basó en la forma y tamaño de fabricación de
manera que encajara a la parte frontal de las tarjetas. Se utilizó dip switch de 8.
En la figura 37 se observan las características de dip switch.
Figura 37. Características de dip switch.
Fuente: http://www.tradekorea.com
5.1.10.5 Implementación visual de la señales de salidas en la parte frontal de
cada tarjetas.
Estudiando la posibilidad de colocar una implementación visual de los estados
(alto y bajo) de las salidas en la cara frontal de las tarjetas, se observó que es factible
colocando diodos led de color verde de 3 mm en la parte frontal de las tarjetas con su
debida identificación numéricas de entradas asociadas.
Se tomó para el cálculo de la corriente del diodo Led la siguiente
especificación:
Tipo de LED: 3mm Voltaje: 1.7-2.3V Corriente: 10-15ma. Color: Rojo Ángulos disponibles: 30˚
En la figura 38 se observa la configuración referencial de la conexión de diodo
led con resistencia limitadora de corriente.
Si Vdd = 5Vdc, If =10ma.y Vf=1.7 Entonces: RS = (Vdd - Vf) / If (1.4) RS = (5v – 1.7v) / 10mA = 3.3v / 10mA = 330 ohms
Figura 38. Configuración referencial de la conexión de diodo led con resistencia
limitadora de corriente.
Fuente: http://www.pablin.com.ar
5.1.10.6 Acondicionamiento de la señal de salida para generar un 1 lógico de 24
V DC e implementando de una protección contra cortocircuitos para las salidas
de las tarjetas.
En el estudio se hizo la selección de una configuración de una optoacoplador
conectado hacia la base de un transistor que es el encargado, (conjuntamente con el
optoacoplador) de controlar el 1 lógico de 24 V DC a las salidas, este transistor posee
una configuración que limite la corriente de manera que no permita que el transistor
se queme en la presencia de un cortocircuito en la salida de la tarjeta.
Para la configuración se tomaron en cuenta los valores de entrada y salida del
optoacoplador y del transistor como:
• Voltaje de entrada del diodo del optoacoplador (5Vdc).
• Fuente de alimentación de la tarjeta (24Vdc).
• Alimentación principal de los componentes como optoacoplador y
transistor (24Vdc y 5Vdc).
• Resistencia de salida (150KΩ).
• Potencia del transistor
• Corriente de trabajo del transistor.
Cálculos de la protección de cortocircuito del limitador transistorizado referencial no mayor a 0.6 vatios de potencia: Transistor operación normal en región activa en saturación con una Rl de 150
KΩ:
Vbb= (24V * 150K)/(9.1K*150K)= Vb=22.62V (1.6)
Rbb=9.1K//150K= 8.58KΩ. (1.7)
Ib=(24V+0.7V-22.62V)/8.58K= 242µA (1.8)
Icq= 100hte*242µA=24.2 mA (1.9)
Vce=(24.2 mA*150K)-24V=3630V (1.10)
Quiere decir, que si el Vce > 0.2V significa que el transistor esta en la región activa.
Transistor con salida en cortocircuito con una resistencia Rl de 0Ω.
Cuando se genera un cortocircuito la Vce=Vcc por consiguiente se calcula la
potencia del transistor:
Pq= 24V*24.2 mA= 0.58 W. (1.11)
En la figura 39 se observa la configuración referencial del transistor limitador de corriente.
Figura 39. Configuración referencial del transistor limitador de corriente.
Fuente: http://transistoresyeison.wordpress.com
5.2 Fase II: Diseño y construcción de tarjetas DT370 y DT371 con componentes
integrados utilizando tecnología CMOS y/o TTL.
Para un buen diseño y construcción de las tarjetas DT370 y DT371, se
seleccionaron los componentes electrónicos mediante catálogos de fabricantes
anexos, este diseño y construcción se hizo tomando en cuenta las características,
funcionabilidad y adaptabilidad de los componentes obtenidos en los cálculos
realizados.
En el diseño y construcción se seleccionaron los componentes integrados
como compuertas lógicas TTL, componentes CMOS como comparadores y los demás
elementos que integran el diseño para la construcción del prototipo de las tarjetas
DT370 Y DT371, los componentes se escogieron según los datos referenciales del
fabricante.
Para el diseño y construcción de las tarjetas, los componentes electrónicos se
escogió la tecnología CMOS para los comparadores de voltaje, tecnología TTL para
las compuertas lógicas integradas y para los acopladores, transistores, leds, placa
impresa y resistencia tecnología convencional.
Se realiza un listado de catálogos de fabricante de los componentes que
integran el diseño y construcción de las tarjetas DT370 y DT371, en el siguiente
orden:
• Reguladores de Voltajes ECG958, ECG960 (L7818C-V, L7805CV)
• Comparador de Voltaje ECG987 (LM324N).
• Compuertas lógicas AND, OR Y NOT ECG7432, ECG7408,ECG7404
(HD74LS32P, HD74LS08P, HD74LS04P).
• Optoacoplador ECG3041 (4N35).
• Transistor ECG159 (2N3906)
• Base de 6 y14 pines.
• Led 3 mm verde y rojo ECG3010, ECG3007.
• Resistencia 1/2 W.
• Switch Dip 8 bit KF1001
• Placa impresa FR4.
En el Anexo A se encuentran los datos técnicos del fabricante (datasheet) de
los componentes para el diseño y construcción de las tarjetas DT370 y DT371.
Por otra parte, se hace una descripción de los tipos de componentes que
intervienen en las diferentes etapas de procesamiento de la señal utilizando diagramas
de bloques y vista 3D de las tarjetas para explicar su funcionalidad.
En la figura 40 se observa el procesamiento de las señales de entrada y salida
de cada etapa del prototipo.
Figura 40. Procesamiento de las señales de entrada y salida por etapas.
Fuente: Propia
En este diagrama bloque se representa como la señal de entrada es procesada
por diferentes etapas. La señal de entrada binaria 1 y 0 de 24 V DC provienen del
sistema de automatización y control Procontrol P13.
Esta entrada el procesada por la etapa 1 llamada Unidad de acondicionamiento
de señales de entrada encargada de supervisar que el 1 lógico sea cuando el valor de
voltaje sea superior a 18 V DC y cero lógico menor a este valor.
Esta señal acondicionada es visualizada por la Unidad de visualización de
señales de entradas encarga de generar señalizaciones visible de los estados lógicos
de las entradas. Simultáneamente la señal acondicionada entra a la etapa 2 encargada
llamada Unidad de procesamiento lógico y simulaciones de salidas, esta unidad se
Entrada Unidad de acondicionamiento señales de entradas
Unidad de Acoplamiento y protección contra
cortocircuitos
Unidad de procesamiento lógico y simulaciones de
salidas
Unidad de visualización
señales de entradas
Unidad de visualización
señales de Salidas
Salida
Simulador externo de las salidas
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
encarga de procesar la señal pasándola por unas funciones lógicas preestablecidas,
esta unidad a su vez posee una función de simulación llamada simulador externo de
las salidas, encargado de generar permanente un 1 lógico en la salida de la etapa 2
para realizar pruebas de ensayos o forzar la salida para simular por ejemplo un sensor
defectuoso o dañado.
Posteriormente, esta señal procesada o simulada entra a la etapa 3 llamada
Unidad de Acoplamiento y protección contra cortocircuitos, esta etapa se encarga de
convertir el estado lógico a una señal de 24V DC, esta unidad posee una protección
contra cortocircuito para proteger sin que sufran daños los componentes electrónicos
debido a una sobrecorriente producido por un cortocircuito entre las líneas de salidas
de la tarjeta.
Por otra parte, esta señal convertida y protegida, es visualizada por la Unidad
de visualización de señales de salidas encarga de generar señalizaciones visible de
los estados lógicos de las Salidas. Dando concluido el procesamiento de la señal, esta
es enviada al sistema de automatización y control Procontrol P13 para que realice una
actuación dependiendo del algoritmo de dicho sistema.
Una forma fácil de identificar las etapas diseñadas de los prototipos de tarjeta
DT370 y DT371, se realiza una representación visual en 3D de las tarjetas para
localizar los componentes que intervienen en cada etapa.
En la figura 41 se observa la señalización de las etapas de la tarjeta DT370.
Figura 41. Señalización de las etapas de la tarjeta DT370.
Fuente: Propia
1.- En este recuadro están señalizado la Unidad de visualización de Señales de
Entradas, Unidad de Visualización de Señales de Salida y el Simulador Externo de
salida. Está constituida por 27 Leds verdes de 3 mm con codificación de reemplazo
ECG3010 para la visualización de estados de las entradas, 8 Leds rojos de 3 mm para
la visualización de estado de las salidas con codificación de reemplazo ECG3007 y
un dip switch de 8bit para la simulación de las salidas con codificación de reemplazo
(KF1001).
2.- En este recuadro está señalizada la Unidad de Acondicionamiento de Señales de
Entrada. Está constituida por 7 integrados con codificación de reemplazo ECG987
(LM324N), donde cada uno posee 4 comparadores de voltajes en su interior, para el
acondicionamiento de la señal de entrada.
1 2 3 4 5
3.- En este recuadro está señalizada la Unidad de Procesamiento Lógico y
simulaciones de salidas. Está constituido por 8 integrados, donde 5 integrados con
codificación de reemplazo ECG7408 (HD74LS08P) poseen cada uno 4 compuertas
AND, 2 integrados con codificación de reemplazo ECG7432 (HD74LS32P) poseen
cada uno 4 compuestas OR y 1 integrado con codificación de reemplazo ECG7404
(HD74LS04P) que posee 4 compuertas NOT, para el procesamiento de la señal de
funciones lógicas preestablecidas.
4.- En este recuadro está señalizada la Unidad de Acoplamiento y protección contra
cortocircuitos, la cual está constituida por 8 integrados optoacopladores con
codificación de reemplazo ECG3041 (4N35), para la conversión de voltajes y 8
transistores PNP con codificación de reemplazo ECG159 (2N3905), configurado para
limitar la corriente máxima de cortocircuito a 20mA, con una disipación máxima de
potencia de 0.5 W.
5.- En este recuadro están señalizados los reguladores de voltaje, los cuales están
constituidos por 1 regulador de 18V DC con codificación de reemplazo ECG958
(LM7818CT), para la alimentación de los componentes de la etapa 1 llamada Unidad
de Acondicionamiento de Señales de Entrada y 1 regulador de 5V DC con
codificación de reemplazo ECG960 (LM7805CT), para la alimentación de los
componentes de la etapa 2 llamada Unidad de Procesamiento Lógico y Simulaciones
Salidas
En la figura 42 se observa la señalización de las etapas de la tarjeta DT371.
Figura 42. Señalización de las etapas de la tarjeta DT371.
Fuente: Propia
1.- En este recuadro están señalizados: la Unidad de visualización de Señales de
Entradas, Unidad de Visualización de Señales de Salida y el Simulador Externo de
salida. Está constituida por 30 Led verdes de 3 mm con codificación de reemplazo
ECG3010 para la visualización de estados de las entradas, 8 Led rojos de 3mm para
la visualización de estado de las salidas con codificación de reemplazo ECG3007 y
un switch dip de 8bit para la simulación de las salidas con codificación de reemplazo
(KF1001).
2.- En este recuadro está señalizada la Unidad de Acondicionamiento de Señales de
Entrada. Esta constituida por 8 integrados con codificación de reemplazo ECG987
(LM324N), donde cada uno poseen 4 comparadores de voltajes en su interior, para el
acondicionamiento de la señal de entrada.
1 2 3 4 5
3.- En este recuadro está señalizada la Unidad de Procesamiento Lógico y
simulaciones salidas. Está constituida por 9 integrados, donde 4 integrados con
codificación de reemplazo ECG7408 (HD74LS08P) poseen cada uno 4 compuertas
AND, 4 integrados con codificación de reemplazo ECG7432 (HD74LS32P) poseen
cada uno 4 compuestas OR y 1 integrado con codificación de reemplazo ECG7404
(HD74LS04P) que posee 4 compuertas NOT, para el procesamiento de la señal de
funciones lógicas preestablecidas.
4.- En este recuadro está señalizada la Unidad de Acoplamiento y protección contra
cortocircuitos, la cual esta constituida por 8 integrados optoacopladores con
codificación de reemplazo ECG3041 (4N35), para la conversión de voltajes y 8
transistores PNP con codificación de reemplazo ECG159 (2N3905), configurado para
limitar la corriente máxima de cortocircuito a 20 mA, con una disipación máxima de
potencia de 0.5 W.
5.- En este recuadro están señalizados los reguladores de voltaje, los cuales están
constituidos por 1 regulador de 18V DC con codificación de reemplazo ECG958
(LM7818CT), para la alimentación de los componentes de la etapa 1 llamada Unidad
de Acondicionamiento de Señales de Entrada y 1 regulador de 5V DC con
codificación de reemplazo ECG960 (LM7805CT), para la alimentación de los
componentes de la etapa 2 llamada Unidad de Procesamiento Lógico y Simulaciones
Salidas
5.3 Fase III: Elaboración de los planos dimensionales de las tarjetas, circuitos
electrónicos y manuales de operación y mantenimiento para cumplir con los
requerimientos de construcción y operatividad de las tarjetas.
En esta fase se realizaron los planos que representan la vista de los
diagramas de conexiones de los diferentes componentes electrónicos que se utilizaron
en la creación de la configuración y la implementación circuital de las tarjetas DT370
Y DT371. Estos planos describen la lógica de funcionamiento electrónico de las
tarjetas. En estos planos los diagramas de circuitos están divididos por bloques de
funciones que facilitan la visualización de los componentes electrónicos, sus etapas y
conexiones, utilizando el programa Multisim 11.0 de la empresa National
Instruments. Los planos de los circuitos impresos (PCBs) de las tarjetas DT370 y
DT371 representan las dimensiones mecánicas dimensiónales, y la visualización de la
localización de los diferentes componentes electrónicos como los circuitos impresos
por capas, orificios de perforación, creación de pistas y máscara aislante de la PCBs.
Estos planos servirán para ordenar la fabricación y armado de las de las tarjetas
DT370 y DT371 mejoradas, utilizando el programa Ultiboard 11.0 de la empresa
National Instruments.
5.3.1 Planos diagramas de conexiones y planos circuitos impresos (PCBs).
Estos planos describen la lógica de funcionamiento de la electrónica y
permiten la visualización de los elementos de las tarjetas DT370 y DT371, que serán
utilizados para la construcción del prototipo. También se encuentran planos de
disposición de los componentes electrónicos, planos de conexión de pistas y lista de
componentes para la construcción de la tarjetas, además se anexan fotos en 3D de la
apariencia virtual de las tarjetas DT370 y DT371 que pertenecen al sistema
Procontrol P13 de ABB de la rama de automatización y control de los procesos de
generación eléctrica de la Planta Termoeléctrica del Centro (Planta Centro),
Corporación Eléctrica Compañía Anónima, (CORPOELEC C.A.).
En el Anexo B, C, D y E se encuentran los planos circuitales y circuito
impreso para el diseño y construcción de las tarjetas DT370 y DT371.
En la figura 43 se observa la vista 3D parte superior de la tarjeta DT370.
Figura 43. Vista 3D parte superior de la tarjeta DT370.
Fuente: Propia
En la figura 44 se observa la vista 3D parte posterior de la tarjeta DT370.
Figura 44. Vista 3D parte posterior de la tarjeta DT370.
Fuente: Propia
En la figura 45 se observa la vista 3D parte superior de la tarjeta DT371.
Figura 45. Vista 3D parte superior de la tarjeta DT371.
Fuente: Propia
En la figura 43 se observa la vista 3D parte posterior de la tarjeta DT370.
Figura 43. Vista 3D parte posterior de la tarjeta DT371.
Fuente: Propia.
5.4 Fase IV: Pruebas funcionales de la electrónica y verificación de la instalación
en campo necesarias para el buen funcionamiento de las tarjetas DT370 y
DT371.
Para tener un buen desempeño de los nuevos prototipos de tarjetas DT370 Y
DT371 que cumpla con las necesidades de trabajo, se analiza varios factores como es
la confiabilidad, adaptabilidad, flexibilidad y durabilidad de los dispositivos que
intervienen en la construcción del mismo, debido a eso, se realiza unas series de
pruebas funcionales para garantizar y comprobar el buen funcionamiento de los
elementos electrónico.
5.4.1 Prueba de Confiabilidad: Se toma en cuenta todos los factores necesarios para
establecer la probabilidad que el dispositivo ensamblado funcione apropiadamente
por un periodo de tiempo definido, bajo la influencia de condiciones
medioambientales y condiciones de operación normal. Aquí se analiza el
comportamiento de las entradas y salidas de las tarjetas a una temperatura a de 40 ºC
con un horno eléctrico tradicional durante 24 horas tomando muestras visuales del
funcionamiento cada 6 horas. En la tabla 2 se observan los resultados de la pruebas de
confiabilidad la tarjeta DT370.
Tabla 2. Resultados de la pruebas de confiabilidad de la tarjeta DT370.
TARJETA DT370 PASOS HORAS COMPORTAMIENTO
1 4 NORMAL
2 4 NORMAL
3 4 NORMAL 4 4 NORMAL
*NORMAL= BUEN COMPORTAMIENTO, *ANORMAL= MAL COMPORTAMIENTO.
Fuente: Propia
En la tabla 3 se observan los resultados de la pruebas de confiabilidad de la
tarjeta DT371.
Tabla 3. Resultados de la pruebas de confiabilidad la tarjeta DT371.
TARJETA DT371 PASOS HORAS COMPORTAMIENTO
1 4 NORMAL
2 4 NORMAL 3 4 NORMAL
4 4 NORMAL *NORMAL= BUEN COMPORTAMIENTO, *ANORMAL= MAL COMPORTAMIENTO.
Fuente: Propia
5.4.2 Prueba de Adaptabilidad: Se toman en cuenta los factores necesarios para
establecer la probabilidad que el dispositivo ensamblado tenga la capacidad para
acomodarse a otro elemento sin que cambien la forma original. Aquí se estudia la
capacidad que posee las tarjetas en ajustarse al Racks de conexión. En la tabla 4 se
observan los resultados de la pruebas de adaptabilidad de la tarjeta DT370.
Tabla 4. Resultados de la pruebas de adaptabilidad de la tarjeta DT370.
TARJETA DT370 ELEMENTO AJUSTE
1 RIEL NORMAL
2 PEINE CONTACTO NORMAL
3 FRONTAL NORMAL
4 TORNILLO APRIETE NORMAL *NORMAL= BUEN AJUSTE, *ANORMAL= MAL AJUSTE.
Fuente: Propia
En la tabla 5 se observan los resultados de la pruebas de adaptabilidad de la tarjeta
DT371.
Tabla 5. Resultados de la pruebas de adaptabilidad de la tarjeta DT371.
TARJETA DT371 ELEMENTO AJUSTE
1 RIEL NORMAL
2 PEINE CONTACTO NORMAL
3 FRONTAL NORMAL
4 TORNILLO APRIETE NORMAL *NORMAL= BUEN AJUSTE, *ANORMAL= MAL AJUSTE.
Fuente: Propia
5.4.3 Prueba de Flexibilidad: Se toma en cuenta todos los factores necesarios para
establecer la probabilidad que el dispositivo ensamblado tenga la propiedad de
realizar o visualizar cambio de variables de entradas y salidas, que faciliten el trabajo
al operario. Aquí se estudia la capacidad que posee las tarjetas en realizar cambio en
la configuración y visualización de las variables. En la tabla 6 se observan los
resultados de la pruebas de flexibilidad de la tarjeta DT370.
Tabla 6. Resultados de la pruebas de flexibilidad de la tarjeta DT370.
TARJETA DT370 ELEMENTO CAMBIO
1 SIMULACION SALIDA NORMAL
2 VISUALIZ. ENTRADA NORMAL
3 VISUALIZ. SALIDA NORMAL *NORMAL= BUEN CAMBIO, *ANORMAL= MAL CAMBIO.
Fuente: Propia
En la tabla 7 se observan los resultados de la pruebas de flexibilidad de la
tarjeta DT371.
Tabla 7. Resultados de la pruebas de flexibilidad de la tarjeta DT371.
TARJETA DT371 ELEMENTO CAMBIO
1 SIMULACION SALIDA NORMAL 2 VISUALIZ. ENTRADA NORMAL 3 VISUALIZ. SALIDA NORMAL
*NORMAL= BUEN CAMBIO, *ANORMAL= MAL CAMBIO.
Fuente: Propia
5.4.4 Prueba de durabilidad: Se toman en cuenta todos los factores necesarios para
establecer la probabilidad que el dispositivo ensamblado tenga la capacidad de resistir
a cambios bruscos de su forma en cuanto a la flexibilidad y deterioro de los elementos
que integran el prototipo. Aquí se verifica la capacidad que posee las tarjetas en
soportar deformaciones en su estructura. Esto se realiza sometido la tarjeta a una
fuerza de 0.5 Kg./cm2 de doble por 3 segundos con intervalos de descanso de 1
minuto, en 3 pasos. Al quitar la fuerza la tarjeta debe toma su forma original. Por otra
parte, se chequea la garantía de los componentes electrónicos con cada fabricante
logrando una estandarización de 5 años de vida útil. En la tabla 8 se observan los
resultados de la pruebas de fdurabilidad de la tarjeta DT370.
Tabla 8. Resultados de la pruebas de durabilidad de la tarjeta DT370.
TARJETA DT370 ELEMENTO DEFORMACION
1 TARJETAS NORMAL 2 TARJETAS NORMAL 3 TARJETAS NORMAL
*NORMAL= NO HUBO DEFORMACION, *ANORMAL= SI HUBO DEFORMACION.
Fuente: Propia
En la tabla 9 se observan los resultados de la pruebas de durabilidad de la tarjeta
DT371.
Tabla 9. Resultados de la pruebas de durabilidad de la tarjeta DT371.
TARJETA DT371 ELEMENTO DEFORMACION
1 TARJETAS NORMAL
2 TARJETAS NORMAL
3 TARJETAS NORMAL *NORMAL= NO HUBO DEFORMACION, *ANORMAL= SI HUBO DEFORMACION.
Fuente: Propia
5.4.5 Manual de operación y mantenimiento. 5.4.5.1 Normas de seguridad y mantenimiento. El mantenimiento preventivo es una actividad programada de inspecciones
rutinarias, para la comprobación del funcionamiento como de seguridad, ajustes,
reparaciones, análisis y limpieza, que deben llevarse a cabo en forma periódica en
base a un plan establecido. El propósito es prever fallas en su estado inicial y
corregirlas para mantener el dispositivo en completa operación a los niveles y
eficiencia óptimos.
El mantenimiento preventivo permite detectar fallos repetitivos, disminuir los
puntos muertos por paradas, aumentar la vida útil de equipos, disminuir costos de
reparaciones, detectar puntos débiles en la instalación entre una larga lista de
ventajas. La máscara antisoldante es un polímero resistente a la soldadura que recubre
las áreas que no deben ser soldadas, el cual previene la corrosión y las corrientes de
fuga o cortocircuitos producto de la condensación entre los pines adyacentes de los
componentes. La humedad constante y las variaciones de temperaturas ambienta
corroe y debilita el revestimiento a lo largo de los años, debido a eso es importante
realizar mantenimiento preventivos para la verificación del estado de las tarjetas.
5.4.5.1 Verificación del pre funcionamiento.
El instalador debe realizar el chequeo cada vez que es manipulado las tarjetas,
verificando el recubrimiento protector y los estados de los componentes electrónicos,
la verificación y detección a tiempo de las posibles fallas, podría en una margen
minimizar las fallas al sistema de automatización y control de los procesos de
generación eléctrica Procontrol P13 de ABB de pérdida de tiempo de producción,
como de daños ha otros dispositivos que intervienen en el proceso de control como
válvulas y motores que manejan altas presiones y cargas mecánicas.
• Verificar la funcionalidad de las tarjetas.
• Verificar visiblemente la apariencia física del recubrimiento protector, pistas y
componentes electrónicos.
• Verificar que estén limpios las conexiones de la tarjeta con el peine de
contacto.
• Verificar el estado de los tornillos de sujeción de la tarjeta hacia el rack de
conexión.
• Verificar alineación y estado de los rieles de deslizamiento de la tarjeta.
• Verificar las identificaciones alfanuméricas que estén en perfectas
condiciones.
5.4.5.2 Mantenimiento preventivo
• Limpiar el recubrimiento protector, pistas y componentes electrónicos con una
brocha o con un sistema de aspirado.
• Limpiar las conexiones de la tarjeta con el peine de contacto con un producto
limpiador de contactos electrónicos.
• Cambio de los tornillos de sujeción de la tarjeta hacia el Racks de conexión,
si presenta deterioro o desgaste.
• Cambio de rieles de deslizamiento de la tarjeta, si presenta deterioro o
desgaste.
• Cambio de etiqueta frontal de identificación alfanumérica, si presenta
deterioro o desgaste.
• Realizar una chequeo de la funcionalidades de la tarjeta como visualización de
los estados de entradas y salidas, simulación de salidas y lógicas funcionales.
• Chequeo de variables externas como alimentación principal, estados del
cableado entradas y salidas hacia la tarjeta.
5.4.5.3 Normas de seguridad.
Cuando se utiliza las tarjetas se deben cumplir en todo momento las siguientes
normas de seguridad:
• Antes de insertar la tarjeta en el Racks chequear el chequeo prefuncional antes
dicho.
• Antes de usar la tarjeta verifique las variables externas como alimentación
principal, estados del cableado entradas y salidas hacia la tarjeta.
• Inspeccione siempre la tarjeta antes de usarla. No use la tarjeta en
condiciones de inseguridad o presume que existe una anomalía externa o
interna.
• Mantenga alejadas cualquier elemento que puedan contaminar los contactos
eléctricos hacia el peine de contacto, como dedos, pintura, polvo o otros
componentes que degraden en buen contacto eléctrico de la tarjeta.
• Cuando inserte la tarjeta hágalo de forma segura.
• El uso incorrecto de la tarjeta puede provocar daños en el sistema de
automatización y control Procontrol P13.
• Los usuarios deben leer y seguir las instrucciones de funcionamiento antes de
poner en uso la tarjeta.
• Al Utilizar la tarjeta, compruebe que funciona correctamente, que se ha
sometido al mantenimiento requerido y que no presenta daños en elementos.
• No utilice la tarjeta si observa algún problema, póngase en contacto con un
técnico de mantenimiento.
• No manipular la tarjeta si no esta entrenado e informado sobre el manejo de
la tarjeta. No dejar que sea utilizada por personal sin experiencia y formación.
• Después de insertar la tarjeta debe asegurarse que los trolillos de sujeción
estén debidamente apretados.
• Nunca se debe doblar o golpeada la tarjeta para no fracturarla o quebrarla.
• Hay que asegurase la buen contacto de los contactos eléctrico de la tarjeta
hacia el Racks.
• Siempre que se trabaje con variables eléctrica se deben usar equipos de
protección como gafas, guantes, calzado de seguridad y protección para los
oídos para protección de agentes externo o interno del sitio de trabajo de se
encuentre dicha tarjeta.
5.4.6 Costos del prototipo:
El valor del diseño electrónico que conforma el prototipo, es representado de
forma de lista de componentes, tales como Reguladores y Comparador de Voltaje,
Compuertas lógicas, Optoacoplador, Transistor, etc., pueden ser conseguidos en
cualquier casa de repuestos dedicada a comercializar de componentes electrónicos a
nivel nacional
La fabricación de las diferentes tarjetas se hará en un taller especialización en
la rama de fabricación de circuitos impreso llamada VARIVENCA C.A., ubicada en
el estado Zulia, esto es debido a la complejidad del las pistas y vías de conexiones
entre capas.
En la tabla 10 se observan cantidad, costo de los componentes electrónicos
posee la tarjeta DT370.
Tabla 10. Costo de los componentes electrónicos de la tarjeta DT370.
Cantidad Descripción
Costo
unitario
Bs.
Costo
total
Bs.
Procedenci
a
01 Regulador de Voltaje ECG958, (L7818CV) 10,71 10,71 Nacional
01 Regulador de Voltaje ECG960 (L7805CV) 8,93 8.93 Nacional
07 Comparador de Voltaje ECG987 (LM324N) 8,90 62,3 Nacional 02 Compuertas lógicas AND, ECG7432,
(HD74LS32P) 8,93 17,86 Nacional
05 Compuertas lógicas OR, ECG7408, (HD74LS08P) 10,71 53,55 Nacional
01 Compuertas lógicas NOT, ECG7404,
( 4 S04 ) 17,86 17,86 Nacional
08 Optoacoplador ECG3041 (4N35) 4,4 35,2 Nacional
08 Transistor PNP, ECG159, (2N3906) 1,79 14,32 Nacional
35 Resistencia 330Ω, 1/2 W 3,52 123,2 Nacional
08 Resistencia 2,2KΩ, 1/2 W 2,64 21,12 Nacional 06 Resistencia 9,1KΩ, 1/2 W 2,64 15,84 Nacional
43
Resistencia 10KΩ, 1/2 W 3,52 151,36 Nacional
08 Resistencia 120KΩ, 1/2 W 1,76 14,08 Nacional 27 Led 3mm verde ECG3010 1,79 48,33 Nacional
08 Led 3mm rojo ECG3007 1,79 14,32 Nacional
01 Swiche Dip 8bit 16,07 16,07 Nacional 08 Base para integrado de 6 pines 5,28 42,24 Nacional
15 Base para integrado de 14 pines 5,28 79,2 Nacional
01 Fabricación Placa doble cara FR4 (122mm x
196 ) 800 800 Nacional
Sub.total 1.530,65 ---------- IVA 183,68 ----------
TOTAL 1.714,33 Fuente: Propia
En la tabla 11 se observan el cantidad, costo de los componentes electrónicos
posee la tarjeta DT371.
Tabla 11. Costo de los componentes electrónicos de la tarjeta DT371.
Cantidad Descripción
Costo
unitario
Bs.
Costo
total
Bs.
Procedenci
a
01 Regulador de Voltaje ECG958, (L7818CV) 10,71 10,71 Nacional
01 Regulador de Voltaje ECG960 (L7805CV) 8,93 8,93 Nacional
08 Comparador de Voltaje ECG987 (LM324N) 8,90 71,2 Nacional 04 Compuertas lógicas AND, ECG7432,
(HD74LS32P) 8,93 35,72 Nacional
04 Compuertas lógicas OR, ECG7408, (HD74LS08P) 10,71 42,84 Nacional
01 Compuertas lógicas NOT, ECG7404,
( 4 S04 ) 17,86 17,86 Nacional
08 Optoacoplador ECG3041 (4N35) 4,4 35,2 Nacional
08 Transistor PNP, ECG159, (2N3906) 1,79 14,32 Nacional
38 Resistencia 330Ω, 1/2 W 3,52 133,76 Nacional
08 Resistencia 2,2KΩ, 1/2 W 2,64 21,12 Nacional 46
Resistencia 10KΩ, 1/2 W 3,52 161,92 Nacional
08 Resistencia 120KΩ, 1/2 W 1,76 14,08 Nacional
30 Led 3mm verde ECG3010 1,79 48,33 Nacional 08 Led 3mm rojo ECG3007 1,79 14,32 Nacional
01 Swiche Dip 8bit 16,07 16,07 Nacional
08 Base para integrado de 6 pines 5,28 42,24 Nacional 17 Base para integrado de 14 pines 5,28 89,76 Nacional
01 Fabricación Placa doble cara FR4 (122mm x
196 ) 800 800 Nacional
Sub.total 1.560,52 ----------
IVA 187,26 ----------
TOTAL 1.747,78
Fuente: Propia
5.4.6.1 Costos de ingeniería y producción:
En la tabla 12 se observan el cantidad, costo de los componentes electrónicos
posee la tarjeta DT370.
Tabla 12. Costo de ingeniería y producción de la tarjeta DT370.
Horas hombre
Actividad Costos Bs hora
Total Bs
28 Elaboración de planos circuitales y circuito impreso (PCB) 280 7.840
48 Fabricación circuito impreso (PCB) 18,66 896
12 Ensamblaje componentes electrónicos 98,17 1.178
Total Bs. 9.914 Fuente: Propia
En la tabla 13 se observan el cantidad, costo de los componentes electrónicos
posee la tarjeta DT371.
Tabla 13. Costo de ingeniería y producción de la tarjeta DT371.
Horas hombre
Actividad Costos Bs hora
Total Bs
32 Elaboración de planos circuitales y circuito impreso (PCB) 280 8.960
48 Fabricación circuito impreso (PCB) 18,67 896
16 Ensamblaje componentes electrónicos 75,75 1.212
Total Bs. 11.068 Fuente: Propia
Estos costos son relativamente altos en todo inicio de proyecto, pero si
tomamos encuentra la fabricación en serie de las tarjetas los costos se minimizan
significativamente. Si comparamos los costos de las tarjetas originales DT370 que
esta alrededor de 3.590,5 Bs. (835$) y la DT371 en 3.182 Bs. (740$) (Ver Anexo H),
con las tarjetas diseñadas los costos disminuyen significativamente quedando el
modelo DT370 en 2.074 Bs. (482,33$) y la DT371 en Bs. 2.108 (490,23$).
CONCLUSIONES.
Con el avance del trabajo de pasantía realizado en la Planta Termoeléctrica del
Centro (Planta Centro), Corporación Eléctrica Compañía Anónima, (CORPOELEC
C.A.). específicamente en la división de instrumentación, sección de electrónica, se
puso en evidencia que las tarjetas con lógicas transistorizadas DT370 Y DT371 del
sistema Procontrol P13 de ABB de la rama de automatización y control de los
procesos de generación eléctrica de la Planta Termoeléctrica del Centro (Planta
Centro), Corporación Eléctrica Compañía Anónima, (CORPOELEC C.A.) son
tarjetas que poseen dispositivos con tecnología obsoleta, elaboradas con electrónica
discreta a base de transistores de difícil reemplazo, presentando frecuentes fallas en
su funcionamiento que perjudican el buen funcionamiento de la planta.
Para la implementación de las tarjetas DT370 Y DT371, se tomaron en cuenta
los diferentes cálculos donde se obtuvieron datos tales como: voltaje de alimentación,
capacidades de corriente, tecnología a utilizar (TTL), potencia de disipación,
temperatura ambiental, protección contra cortocircuitos, corriente de consumo
nominal, especificación técnica del fabricante, forma y dimensión, visualización y
simulación de las variables de entradas y salidas y lógicas funcionales, por otra parte,
se tomaron en cuenta las pruebas de funcionales para garantizar el buen
funcionamiento y certificación de las tarjetas para su operación en campo.
Se puede decir que todos los objetivos fueron logrados en la modernización de
diseño, fabricación y pruebas de las tarjetas DT370 y DT371 con componentes
discretos de fácil reemplazo existente en el mercado trayendo beneficios a la
confiabilidad del sistema en cuanto a la reducción fallas frecuentes de los
componentes debido a que son elementos compactos de poco consumo, visualización
de la variables de entradas y salidas, simulación de las variable de salidas,
disminución de la disipación de potencia y temperatura, protección contra
cortocircuitos, fabricado con componentes de bajo costo existente en el mercado de la
electrónica, creación de planos circuitales y circuitos impresos, elementos que no
poseía el antiguo diseño que no poseía planos circuitales y circuitos impresos, tiene
alto consumo, mayor disipación de calor, no tenia visualización de las variables de
entrada y salida, ni tampoco protección contra cortocircuito y utilizaba componentes
obsoletos de difícil adquisición y descontinuado.
En cuanto a los costos, todo proyecto al inicio son relativamente altos, pero
si tomamos encuentra la fabricación en serie de los prototipos, los costos se
minimizan muy significativamente en comparación con los costos de los diseños
originales, quedando evidenciado que la fabricación de los prototipos son más
rentables, que comprar un diseño en ele exterior con tecnología obsoleta.
Por otra parte, todos los datos que se generaron sirvieron como base para la
construcción del prototipo de las tarjetas DT370 Y DT371 del sistema Procontrol P13
de ABB. Por eso los prototipos de tarjetas diseñadas en el trabajo de pasantía son más
eficientes en funcionalidad, confiabilidad, flexibilidad, adaptabilidad y durabilidad
que las tarjetas anteriores existentes. La tarjetas puede repararse fácilmente por tener
en su diseño componentes de fácil adquisición en el mercado.
RECOMENDACIONES.
• Modernizar el sistema Procontrol P13 de ABB con nuevas tecnologías, utilizando la
ventaja de los dispositivos de procesamiento de datos digitales como sistemas
industrial de supervisión, procesamiento y actuación de señales digitales.
• Para prevenir la corrosión de los componentes y protección de las pistas, se debe
realizar mantenimiento preventivo para alargarle su tiempo de útil de vida.
• En el momento de fabricación y armado de las tarjetas se debe conectar como están
identificado en los planos circuitales y circuito impresos.
• Antes de insertar la tarjeta en servicio se debe verificar la fuente de alimentación
externa que sea de 24 V DC.
• Realizar un programa de mantenimiento preventivo donde se contempla
mantenimiento por lo menos cada 6 meses.
• Verificar el estado de la estructura mecánicas donde esta posicionada la tarjeta.
• Procurar que la tarjeta no esté expuesta a niveles de tensiones y de temperatura altas
(Offset de +/- 2V DC de la alimentación principal y temperatura no mayores a 25 ºC).
• Utilizar siempre los equipos de seguridad cuando se manipulen variables eléctricas,
en la manipulación de la tarjeta.
