Boletín iie, edición especial

24

EEEEEAnálisis de Redes

l origen de la Gerencia de Análisisde Redes (GAR) se remonta al iniciode la década de los ochenta,cuando se creó un grupo deespecialistas para colaborar con el Centro Nacional de Control de Energía (Cenace) dela Comisión Federal de Electricidad (CFE). El grupo fue creado para el desarrollo defunciones avanzadas del Sistema de información y control en tiempo real (Sictre).

Para este proyecto, iniciado en 1981, el Cenace había contratado a unaprestigiada compañía americana. En el transcurso de la especificación de detalle de lostrabajos se hizo evidente que la compañía contratada no estaba en condiciones dedesarrollar algunas de las aplicaciones especificadas para el Sictre. Esas funciones eranla Coordinación hidrotérmica de corto plazo y la Asignación de unidades generadoras(CHT), pronóstico de carga a corto plazo, despacho económico restringido y coordinaciónautomática de intercambios. Fue entonces cuando el Cenace decidió contratar al Institutode Investigaciones Eléctricas (IIE) para que se hiciera cargo de estas funciones.

Uno de los aspectos más interesantes de este proyecto es que planteaba eldesarrollo de software . Para ello se contrató a la empresa de asesores Systems Development

Corporation, con base en Los Ángeles, California. Esta compañía,realizó una auditoría al IIE sobre cómo pensaba desarrollar elsoftware, se estudiaron los planes y los programas de trabajo y brindóasesoría sobre la metodología de desarrollo de ese software. Esteaspecto del proyecto se concretó exitosamente y, tiempo después,se logró una especialización en ingeniería de software. El equipolíder del proyecto escribió el libro titulado Desarrollo y administraciónde programas de computación publicado por Editorial CECSA yque después serviría como referencia para aplicar la metodologíaque se había adoptado.

Los aspectos más complejos del proyecto fueron el desarrollo sistemático yprofesional del software y el tratamiento de complejidades propias de la aplicación que sepretendían resolver y, en particular, el de la coordinación hidrotérmica y asignación deunidades. Esta fase del proyecto se terminó en 1985. Lo más satisfactorio del proyectofueron los elementos de innovación que se incorporaron en estas funciones, y que hanperdurado con el paso del tiempo.

25

La GAR definió su principal línea de investigación que es laPlaneación y operación de sistemas de producción y transporte deenergía eléctrica. Esta línea de investigación consiste en el desarrollode métodos y de sistemas innovadores de apoyo a la operación y laplaneación de sistemas de generación y transmisión de energíaeléctrica.

Para el año de 1986 la GAR desarrolló una serie deproyectos orientados a innovar y ampliar el alcance de CHT. En estosproyectos se insertaron elementos novedosos como la plataforma

de cómputo y la utilización de técnicas de optimación matemática. Con el tiempo, la CHTevolucionó hasta convertirse en la Red de planeación de operación del Cenace, que integralas funciones de coordinación hidrotérmica semanal, mensual y multimensual; la funcióndel redespacho y las funciones de análisis de redes en estado estable.

En el siguiente año, el Cenace solicitó a la GAR su apoyo para concretar unprograma de adiestramiento de operadores de sistemas eléctricos de potencia, basado enel uso de simuladores. Para ello, el IIE desarrolló un simulador avanzado que, además deincluir la funcionalidad del simulador básico, también incluía los desarrollos propios delInstituto, como la capacidad de simular los fenómenos transitorios electromecánicos y laacción de protecciones, asi como un sistema de información para el análisis de transitorios.Se instalaron simuladores avanzados de entrenamiento en los centros de control de lasáreas Norte, Noroeste, Noreste, Oriental, Occidental y Baja California Norte, al igual queen el Cenace. El desarrollo y operación de este proyecto se efectúo entre 1989 y 1997.

Al inicio de la década de los noventa, la Gerencia de Programación de SistemasEléctricos de la CFE solicitó a la GAR desarrollar un modelo matemático para la planeaciónde la expansión de los sistemas de generación y transmisión. Este modelo se denominóPlaneación de la expansión de sistemas de generación y transmisión (PEGyT), se utiliza enla CFE desde 1994 e incorpora técnicas de optimización de sistemas de gran escala,basadas en la programación dinámica dual.

Para el año 2000, la GAR comenzó con el desarrollo de una nueva versión delPEGyT, que abordará también la problemática de la expansión de la capacidad detransporte de gas natural para los propósitos de suministro de centrales generadoras deelectricidad.

Uno de los proyectos más importantes de esta gerencia, y que es además uno delos más recientes, es el de la implantación de un mercado competitivo virtual de energíaeléctrica, que permite determinar los precios de transferencia de energía entre las distintasdivisiones de generación y de distribución. Los sistemas desarrollados por el IIE permiten ala CFE operar diariamente, desde 1997, un mercado simulado basado en precios horariosde energía, precio de la capacidad y precios locacionales de uso de red, fundamentadosen los costos marginales de expansión de la red de transmisión. Este mercado virtual sirvepara varios objetivos, uno de ellos es establecer un marco de referencia que permita medirel desempeño económico de las regiones de generación y divisiones de distribución.

La GAR dio asesoría a la Subdirección Técnica de la CFE y trabajó conjuntamentecon el Cenace, colaborando con el grupo responsable de diseñar las reglas y delfuncionamiento de este mercado interno. En este proyecto trabajaron otras entidades dela CFE como la Dirección de Modernización y Reestructuración Corporativa y la

Análisis de Redes

Boletín iie, edición especial

26

Subdirección de Programación. Para el año 2000 se ha puesto en operación una segundaversión de mercado competitivo virtual, basado en dos subastas consecutivas, la delmercado de un día en adelanto y la del mercado de balance.

La GAR mira hacia un futuro rico en posibilidades de contribución al sectoreléctrico con innovación y desarrollo. Existe la oportunidad de seguir colaborando con elCenace en los modelos de planeación y operación que ellos tienen y en el desarrollo de lossistemas de mercado interno. De igual manera, se planea dominar temas que estáníntimamente relacionados con los proyectos que se han desarrollado, por ejemplo,generación distribuida, ya que se percibe una tendencia del cambio tecnológico al bajarde precio las celdas de combustible y los motores de combustión interna, lo que significaque se volverán más accesibles para la sociedad en general. Este descenso en los preciostendría como consecuencia que cualquier persona pueda elegir con qué generar energíaeléctrica para su casa, por ejemplo. La escasez de energía eléctrica que se está presentandoen diversas partes de Estados Unidos, principalmente en California, y que pudierapresentarse en otras partes del mundo, incluyendo a México, hacen más atractivas estetipo de tecnologías.

Otro tema que interesa a la GAR es el análisis de las interconexiones de sistemasde energía eléctrica, es decir, el análisis de la integración energética entre diferentes sistemas.El análisis de estas interconexiones resulta un campo muy estimulante de investigación.

A lo largo de veinte años, la GAR ha desarrollado una gran cantidad de proyectos,manteniendo siempre presente su misión como ente investigador: contribuir a la innovaciónde métodos y sistemas de apoyo a la operación y planeación de sistemas de generación ytransmisión de energía eléctrica.

27

Control e Instrumentación

LLLLLControl eInstrumentación

a Gerencia de Control eInstrumentación (GCI) nació en1997 con la reestructuración quese hizo en ese año en el Instituto deInvestigaciones Eléctricas (IIE). Esta gerencia es el resultado de la fusión de tresdepartamentos: Instrumentación y Control (DIC), Electrónica (DE) y Comunicaciones(DC). Desde hace más de veinte años los tres departamentos han desarrollado líneas deinvestigación que consolidaron diferentes proyectos de manera exitosa.

Su línea de investigación es la de Sistemas digitales de control y comunicaciones,que comprende el desarrollo e integración de aplicaciones de sistemas de control y decomunicaciones con tecnología digital, para el sector eléctrico, sus proveedores, sususuarios y otras industrias con necesidades afines.

Su objetivo primordial es el de apoyar tecnológicamente las centrales degeneración de electricidad mediante el desarrollo de software y demás instrumentos queprovean eficiencia, seguridad y confiabilidad a sus procesos.

En sus primeros años, los tres departamentos que ahoraconforman la GCI realizaron diversos proyectos. Inicialmente seidentificaron líneas de desarrollo a partir de problemas específicosde la CFE, en particular del Cenace. En ese entonces el Cenacerequería aproximadamente de 300 Unidades terminales remotas(UTR) para la adquisición de datos del estado del sistema eléctriconacional interconectado. Al mismo tiempo, se participó en el proyectode la central geotérmica de Cerro Prieto, especificando lainstrumentación de campo.

Quizá uno de los proyectos más relevantes fue el realizadoen 1981 por el entonces Departamento de Electrónica. En ese

proyecto se realizó la transferencia de la tecnología para la fabricación de la UTRdenominada Terminal remota del Instituto de Investigaciones Eléctricas (TRIIE) para lacompañía Sistemas computacionales avanzados, S.A. (SCASA).

El Departamento de Comunicaciones hizo una transferencia de tecnología a lacompañía Condumex del equipo de terminales para transmisión y fibra óptica. Estosequipos eran optoelectrónicos: uno para la transmisión de señales de video, un módem,uno más para la transmisión de señales de medición y uno para la transmisión de datos.Estos equipos son altamente inmunes al ruido y pueden trabajar en sitios con muchainterferencia electromagnética.

A partir de ese proyecto surgieron otros desarrollos, de entre ellos se puedenmencionar el Cosex. Éste es un controlador programable de secuencias de procesos,

Boletín iie, edición especial

28

que da la pauta para el desarrollo de los controladores de la línea del Sistema de adquisicióny control (SAC) y de la estación maestra de Control y adquisición de datos del IIE (CADIIE),lo que marca el primer paso del Instituto en este campo y que permitió, apoyado en laTRIIE, el desarrollo, integración e implantación de sistemas de control supervisoriocompletos.

En la segunda mitad de la década de los ochenta el DIC participó en el desarrollode equipos de prueba para el Sistema de adquisición de datos (SAD) de la centraltermoeléctrica de Tula y para el Sistema de adquisición de datos y registro de eventos(SADRE) de la central termoeléctrica de Manzanillo II. En ambos equipos se participó enel manejo de señales en los módulos de entrada a dichos sistemas. De igual manera, sedesarrollaron prototipos de prueba con fibras ópticas que se instalaron y se probaron ensitio como un enlace experimental en la central termoeléctrica Francisco Pérez Ríos deTula, Hidalgo.

Uno de los proyectos más exitosos del DIC fue el desarrollo del control dequemadores de la central termoeléctrica del Valle de México. En este proyecto, se tuvo laprimera interacción entre electrónica e instrumentación, ya que el equipo que se utilizó fuedesarrollado por el DE al que se denominó línea SAC-IBUS II. Esta línea también sirviópara el desarrollo de sistemas de diagnóstico. Al paso del tiempo se hicieron mejoras aesta línea y apareció la versión SAC-IBUS III que se utilizó en otros proyectos.

A partir de 1988 se desarrolló un sistema de control distribuido para la centraltermoeléctrica de ciclo combinado de Dos Bocas, Veracruz y otro para la de Gómez Palacio,Durango. En estos proyectos se utilizó la versión antes mencionada de la línea SAC y

estaban implícitas fases como la interpretación y traducción de lainformación del proveedor original, la programación de las estrategiasde control, la conexión a instrumentos de campo, las pruebas en el IIEy, posteriormente, la transportación, instalación, pruebas en sitio ypuesta en servicio. En este proyecto se sustituyeron los equipos decontrol del proveedor original II, que era Westinghouse.

El proyecto de Dos Bocas llegó a su término en el año de1991 y se concluyó definitivamente para el año de 1992. El proyectodesarrollado para la central termoeléctrica de Gómez Palacio, Durangose inició en el año de 1991 y se concluyó en 1995.

Actualmente, la gerencia sigue dando mantenimiento a estas centrales y desarrollanuevos proyectos para optimizar y evolucionar los logros obtenidos. En este periodo elDIC trabajó también en la instalación de sistemas de control de viscosidad en las cuatrounidades de la central termoeléctrica de Salamanca, Guanajuato.

Posteriormente, se realizó la rehabilitación de las funciones de supervisión en elsistema de control distribuido existente en la central termoeléctrica de El Sauz, Querétaro.Tras la pérdida de operatividad de su sistema de información, el IIE desarrolló un módulopara interconectar 5 computadoras de tipo personal al equipo original de Asea BrownBoveri (ABB). De esta manera se pudo rehabilitar exitosamente la parte de informacióncon un costo mucho menor del que hubieran tenido que pagar si la actual empresa ABBhubiera hecho el cambio total del equipo. Este proyecto tuvo dos etapas: la primera quetranscurrió entre enero y abril de 1995 y la segunda que fue entre septiembre de 1995 yagosto de 1996.

A mediados de la década de los noventa, la gerencia trabajó en productosrelacionados con el consumo de energía eléctrica, atacando directamente el rubro de ladetección de robos de energía eléctrica.

29

Por otro lado, la GCI se ha dedicado a analizar laproblemática del control de pequeña unidades turbogás,aprovechando la experiencia que se obtuvo con el control de lasturbinas de gas de las centrales de ciclo combinado y tomando encuenta que la CFE y Pemex tienen muchas turbinas pequeñas, concapacidades de entre 12 y 20 MW. Como solución, se desarrollaroncontroladores en los que se programaron las funciones de arranque,paro, protección y cambios de carga. Haciendo uso de alianzascon proveedores de equipo, la GCI obtuvo por parte de las empresas

Moore Products y Siemens, equipos modernos para integrar y probar en el laboratorio lassoluciones desarrolladas para el control de unidades turbogás.

También para este proyecto el IIE adquirió un PLC de Allen Bradley y realizó laprogramación de control, así como una computadora personal de tipo industrial con lamodalidad que permite la instalación de tarjetas para recibir las señales de campo tantoanalógicas como digitales. Actualmente se tienen varias versiones desarrolladas de esteproducto y con opciones modernas o avanzadas de control.

Estas nuevas versiones utilizan estrategias basadas en lógica difusa o técnicasmatemáticas diferentes al controlador tradicional que se conoce como Proporcional IntegralDerivativo (PID), con lo que se puede obtener una mejor respuesta del sistema anteperturbaciones o cambios de carga a la máquina lo que se traduce en menos gasto decombustible, menos vibraciones para la máquina y otras mejoras.

En años posteriores se efectuaron estudios para el sector eléctrico a fin de aplicarlas tecnologías recientes de telecomunicaciones en el enlace de sus sistemas informáticos.Se apoyó también a Pemex en el diseño, la configuración y la instalación de redes de árealocal (LAN).

En 1998 se realizaron los estudios y especificaciones necesarios para lamodernización de sistemas de control en Pemex. Se hicieron especificaciones para variasplantas de proceso en las refinerías de tres plantas Ciudad Madero; seis plantas deSalamanca y nueve plantas de Minatitlán y Salina Cruz.

Actualmente, Pemex está planeando automatizar sus instalaciones con sistemasde seguridad y ha solicitado asesoría a esta gerencia, para la especificación y selecciónde estos equipos. Paralelamente, se está manejando un proyecto para asesorar a Pemexen la especificación de un sistema de comunicaciones basado en fibra óptica para enlacede todas las plataformas del Golfo de México.

Asimismo, la GCI sigue dando apoyo a Pemex en las redes de área local. Estared incorpora seis sitios de la subdirección de Tecnología y Desarrollo Profesional de PemexExploración y Producción (PEP) ubicadas en la ciudad de México, Villahermosa, Cárdenas,Dos Bocas y Cd. del Carmen, entre otras. Esta red otorga la ventaja de poder consultar aexpertos de cualquier área sin necesidad de desplazarse, ahorrando tiempo y potenciandola capacidad para resolución de problemas.

La GCI ve su futuro con muchoentusiasmo. Aparecen, de manera inmediata y amediano plazo, retos que exigen del esfuerzo detodo el equipo. La mentalidad de la GCI semantiene en la línea de trabajar optimizando losdesarrollos ya establecidos e iniciando nuevosproyectos de investigación. De esta manera, lagerencia busca principalmente mejorar losprocesos de producción de las plantasgeneradoras y de otras con necesidades afines.

Control e Instrumentación

Boletín iie, edición especial

30

LLLLLSimulación

a Gerencia de Simulación (GS), anteriormenteDepartamento y Unidad de Resultados deSimulación, cuenta con una experiencia de másde veinte años en el desarrollo de simuladores deunidades generadoras de electricidad paraentrenar a los operadores de las centralestermoeléctricas (CTE) y la nucleoeléctrica de laCFE.

La línea de investigación que tiene esta gerencia es la de Desarrollo de simuladorespara el entrenamiento de operadores y para la prueba de equipos, que consiste endesarrollar y actualizar simuladores de alcance total, parcial o de principios básicos, quepermitan la capacitación de personal en la operación de centrales generadoras de energíaeléctrica y de otros procesos industriales.

El primer reto que tuvo que enfrentar la GS fue, sin duda, tener que conjuntar ungrupo de jóvenes que, en aquel tiempo, tenían poca experiencia en el área y que debían

integrar un equipo de trabajo para desarrollar simuladores. En unprincipio se requirió de asesoría externa, es decir, de especialistasextranjeros.

En el año de 1984 la GS terminó el desarrollo del primersimulador. Éste se instaló en el Centro de Adiestramiento deOperadores de Ixtapantongo (CAOI), donde desde entonces se llevaa cabo el entrenamiento de operadores de CTE. El simulador tienecomo referencia de diseño la Unidad 1 de la central termoeléctricade la CFE ubicada en Tula, Hidalgo.

Este desarrollo se concluyó exitosamente en el año de 1984.Al mismo tiempo, se logró establecer un grupo de especialistas, una metodología dedesarrollo, herramientas de apoyo y tecnología propia.

Indudablemente, uno de los proyectos más importantes y de mayor relevanciapara la GS fue el que siguió al del simulador desarrollado para el CAOI. La CFE encomendóa la GS el desarrollo de un simulador para la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde(CNLV).

Este proyecto fue complejo, en él intervinieron muchos investigadores y suduración se extendió a siete años, pues inició en 1984 y concluyó en 1991. Por supuesto,se logró el objetivo para el que fue creado: el entrenamiento de operadores y sulicenciamiento y relicenciamiento.

31

Para el año de 1991, la GS inició el desarrollo del simulador de rodado deturbina basado en la misma Unidad 1 de la CTE de Tula y el cual fue entregado al CAOIen 1993. Adicionalmente, entre 1991 y 1994 se desarrolló e instaló en el CAOI elsimulador CTE-II con tecnología del IIE transferida a la empresa mexicana Simex que tuvocomo referencia a Unidad 1 de la CTE Manzanillo II, ubicada en Manzanillo, Colima.

Para el año siguiente se llevó a cabo la actualización de modelos del simuladorde la CNLV a la primera recarga de combustible de la Unidad 1. Elproyecto se desarrolló entre los años de 1992 y 1995. Los objetivosfueron alcanzados.

Posteriormente, entre los años de 1993 y 1995, se trabajóen el simulador SITIRAMS I que simula el funcionamiento de máquinassíncronas y se utiliza para realizar pruebas a los reguladores detensión reales. Este simulador se configura a las diversas unidades.El simulador fue diseñado para su utilización por el Laboratorio dePruebas de Equipos y Materiales (Lapem) en la realización de laspruebas y sintonización de reguladores de tensión. De igual manera,

se utiliza para la capacitación de ingenieros de pruebas.La continuidad de los proyectos es un factor importante para la GS. El hacerlos

crecer, mejorarlos y abrir nuevas funciones de los simuladores resulta satisfactorio y demucha ayuda para los usuarios. Basándose en esa filosofía, la gerencia dio continuidad aeste proyecto y, para los años de 1995 y 1996, desarrolló los simuladores SITIRAMS II yIII para la Gerencia de Ingeniería Eléctrica de la CFE. Estos simuladores son tambiénconfigurables a las diversas unidades de la CFE. En 18 meses se realizaron pruebas ysintonización de reguladores de tensión y se capacitaron más de 100 ingenieros de pruebas.

Entre 1995 y 1998 se cambió la plataforma de cómputo y de software delsimulador de la Unidad 1 de la CNLV, basándose la nueva plataforma en una red deestaciones de trabajo y en interfaces gráficas interactivas.

En 1997 se inició el desarrollo del simulador basado en la Unidad 9 de la centralgeotermoeléctrica de Cerro Prieto de la Gerencia de Producción Noroeste (GPNO) de laCFE. El proyecto concluyó a fines de 1999 y en el 2000 se inició el entrenamiento de losoperadores de centrales generadoras geotermoeléctricas. Para 1998, la GS efectuó elcambio de plataforma de cómputo y de software del simulador de rodado de turbina delCAOI.

En 2000 se terminó el cambio de la plataforma de cómputo y del software delsimulador CTE-I instalado en el CAOI. Se utilizó como base la nueva plataforma desarrolladapara el simulador de la CNLV.

De 1998 a 2000 la Gerencia de Simulación desarrolló el Simulador para elentrenamiento de operadores de centrales de ciclo combinado basado en el diseño de laUnidad 1 de la central de ciclo combinado Samalayuca II. Este simulador se instaló tambiénen el CAOI.

Hasta la fecha, en el CAOI de la CFE se han entrenado, solo en el primersimulador, 300 operadores al año en promedio, por lo que a la fecha se han entrenado yreentrenado alrededor de 4, 800 operadores de las diferentes centrales de la CFE. El IIEestá a la vanguardia de este campo en México y en Latinoamérica, pues cuenta conmetodologías, herramientas propias y un grupo de especialistas que constituyen el capitalintelectual.

Simulación

Boletín iie, edición especial

32

Los simuladores que se han desarrollado son del tipo réplica de una unidad dereferencia, pues sus tableros de control son una reproducción fiel de los tableros que seencuentran en el cuarto de control de la unidad generadora de referencia. Se considerantambién de alcance total, dado que están basados en modelos matemáticos construidosa partir de leyes físicas fundamentales de los procesos reales, que permiten la reproduccióndel comportamiento bajo el rango completo de operación normal y con fallas.

Por otro lado, el desarrollo de simuladores requiere del dominio de conocimientosy tecnologías especializadas de la ingeniería. Es por esta razón por lo que sólo con gruposmultidisciplinarios es posible diseñar y construir un simulador. El equipo de la GS cuentacon personal capacitado en áreas como modelado matemático de procesos y sistemaspara simulación de tiempo real; transferencia de calor, termohidráulica, redes de flujos ypresiones, química, mecánica, sistemas eléctricos y controles.

De igual manera, se requiere tener conocimiento en ingeniería de software,sistemas de control de instrucción y de simulación, bases de datos, interfases usuario-computadora, lenguajes de programación y sistemas de adquisición de datos. Tambiénresulta indispensable manejar conocimientos en ingeniería de hardware, arquitectura desistemas de cómputo, arquitectura de sistemas de adquisición de datos y comunicacionesy diseño e integración de tableros de control.

El futuro para la Gerencia de Simulación aparece con muchas posibilidades dedesarrollo, tomando en cuenta los avances en inteligencia artificial, multimedia y realidadvirtual, asi como una mayor capacidad de procesamiento de equipos de cómputo, quepermitirán aplicaciones innova-doras como, por ejemplo, sistemas de autoentrenamientoy evaluación automatizada, siste-mas tutoriales inteligentes para laadquisición de conocimientos ydesarrollo de habilidades y sistemasde capacitación a distancia(internet).

Con acciones como estas,la GS abre nuevos caminos en eldesarrollo de su proyectos y refuerzaal IIE como un instituto a lavanguardia tecnológica.

33

LLLLLSistemasInformáticos

a Gerencia de SistemasInformáticos (GSI) tiene susorígenes en 1977, cuando seconocía con el nombre deDepartamento de Sistemas de Información (DSI), dependiente de la División deAdiestramiento y Comunicación.

En sus primeros años su trabajo estaba orientado principalmente a apoyar aotras divisiones del IIE en el diseño y desarrollo de los sistemas de información especializadaque formaban parte de algún proyecto de la CFE. Por lo mismo, muchos de sus proyectosiban de la mano con proyectos de otras gerencias como Geotermia y Transmisión yDistribución.

La línea de investigación que se ha trazado la GSI es la de Informática avanzada,que implica el desarrollo e integración de sistemas de información de nivel operativo,gerencial y corporativo en apoyo a la gestión, control y operación de las diversas áreas delsector eléctrico e industrias afines, empleando tecnologías y herramientas de informáticaavanzada.

Uno de los primeros proyectos en que participó el DSI fue el Sistema de informacióndel campo geotérmico de Cerro Prieto. El DSI se encargó de formarbancos de información de exploración, explotación y operación,aportando además software para obtener indicadores delcomportamiento del campo. Puesto que en aquellos años la tecnologíade bases de datos era incipiente y no existían productos comercialesconfiables, el personal del entonces DSI debió programar usandolenguajes primitivos que corrían en plataformas centralizadas.

Ya en los años posteriores el DSI logró proyectos propios.Uno de ellos fue el desarrollo de un sistema de información parafacilitar el almacenamiento y recuperación de la información técnicadel Departamento de Geología para la Subgerencia de Ingeniería

Básica de la Gerencia General de Estudios e Ingeniería Preliminar de la CFE. Al mismotiempo, desarrolló el diseño e instalación de sistemas de información para el Departamentode Estudios Hidrometereológicos de la División Hidrométrica del Sureste de la CFE.

Con la llegada de los años ochenta, el DSI incrementó su experiencia al desarrollarproyectos de variada índole y magnitud. De esta manera, participó en la asesoría ysupervisión de la instalación del centro de cómputo de la Central Nucleoeléctrica de LagunaVerde (CNLV) y en la capacitación de personal designado por la CFE para la operación dedicho centro.

,

Sistemas Informáticos

Boletín iie, edición especial

34

Hacia la mitad de la década, se iniciaron trabajos en dos proyectos de grandesdimensiones para la CFE: el Sistema de productividad y confiabilidad de centralestermoeléctricas (Siproco), concebido para automatizar la información sobre fallas,comparar la disponibilidad de diferentes unidades, conocer la indisponibilidad causadapor los equipos y elaborar especificaciones sobre la confiabilidad de equipos y, de maneraparalela, el Sistema de archivo técnico de centrales termoeléctricas (SCAT), que auxilia enel control y localización de documentos, generando informes sobre el funcionamiento delarchivo.

Otro proyecto importante de esa época fue el desarrollo de la nueva versión delSistema de información geotérmica (Sigeo) que incluía facilidades gráficas en dos o tres

dimensiones de curvas de nivel del campo que mostraban ladistribución de los valores de parámetros de interés geotérmico. Paraese entonces, el DSI aplicaba técnicas de ingeniería de software parael desarrollo de dichos sistemas.

Para el año de 1985, el DSI inició trabajos de investigacióny desarrollo en torno al área de inteligencia artificial, con el diseño yla codificación del sistema experto para la evaluación de yacimientosgeotérmicos. Este sistema incluía un manejador de reglas deproducción o máquina de inferencia, un módulo de explicación einterfaz humana y, además, la base de conocimientos para la

evaluación de pruebas de interferencia en yacimientos con un pozo activo y un pozo deobservación.

La trascendencia de este proyecto estriba en que fue la primera vez que el IIEentraba de lleno a los terrenos de la inteligencia artificial. Además, dado que existía muchateoría sobre el tema pero muy pocas aplicaciones a procesos reales, la comunidadinternacional de la computación tenía también gran interés sobre estos trabajos.

Al final de la década de los ochenta, el DSI se adelanta a las necesidades que losusuarios de la CFE habrían de tener en cuanto a la compartición de informaciónalmacenada de distintas plataformas y sitios geográficos. Esto lo hizo desarrollandoinfraestructura para la creación de algoritmos para bases de datos.

De igual manera, se llevaron a cabo estudios de factibilidad para el Laboratoriode Informática de la Central Escuela de Celaya de la CFE, que desembocaron en eldesarrollo del Sistemas de apoyo didáctico computarizado (Sadcom). La relevancia deeste proyecto radica en que estos trabajos se implantaron ya en computadoras personales,recién entradas en el mercado nacional en ese entonces.

Aprovechando la experiencia de los investigadores del IIE en el diseño detransformadores encapsulados en resina epóxica, se creó el sistema experto Exter queproducía las especificaciones técnicas de diseño necesarias para construir un transformadorapegándose a los requerimientos especificados. En esos mismos años se inició laimplementación del sistema experto en barnices Exeb para la empresa Condumex. Éstellegó a manejar alrededor de 500 reglas de conocimiento en la operación de la Planta deBarnices de esa compañía.

Por esas mismas fechas se inició el desarrollo del sistema AutoLapem, diseñadopara el Lapem de la CFE. Este sistema sirve para la preparación, control y análisis depruebas del Laboratorio de Alta Potencia-Media Tensión. Uno de sus grandes logros fue elreducir el tiempo para efectuar pruebas eléctricas de horas a minutos.

Se realizaron también Sistemas para la planeación del personal (Plaper) para laGerencia de Generación y Transmisión de la CFE y para el Control del presupuesto (Sispre),el cual generaba diversos escenarios económicos para analizar diferentes opciones depresupuestos.

35

Con la llegada de los años noventa, el DSI logró incrementar contratos conclientes externos, pues hasta esos años todos sus clientes eran predominantemente internos.De la misma manera, siguió fortaleciendo el área de bases de datos y se introdujo encampos novedosos de la informática.

El inicio de la década marcó el comienzo del desarrollo del Sistema de control depérdidas de energía eléctrica (Sicope) a nivel nacional, con el que la CFE pudo registraren forma automática las pérdidas por área operativa y por proceso, tanto de generación,como de transmisión y distribución.

Sin duda, uno de los proyectos más trascendentes del DSI fue el desarrollo delSistema de planeación de la distribución (Sipladis), pues con él entró al terreno de losSistemas de información geográficos y al desarrollo de sistemas empleando comoplataforma estaciones de trabajo. Junto con el Siproco, el Sipladis es un desarrollo pioneroen su tiempo, pues los elementos y las áreas en las que se insertaba prácticamente nohabían sido explorados.

En 1992, el DSI participó en la evaluación del impacto que tendría el horario deverano con el desarrollo de un sistema que incluía una base de datos, un modelomatemático de consumo eléctrico y un creador de escenarios de estudio.

En 1996, la DSI cambia su nombre para convertirse en la actual Gerencia deSistemas Informáticos (GSI). Inició trabajos en el área de Sistemas gráficos inteligentes endonde se buscaba la explotación en textos, gráficos, fotografías, audio y video. Se construyóun prototipo para el ingreso de información de bases de datos a través de Internet y sehicieron estudios sobre el tema de minería de datos en grandes bases de datos. Cabedestacar que, para ese entonces, la internet era un medio incipiente para el desarrollo desistemas informáticos.

Por otro lado, la GSI inició trabajos con el área de contratos de la Gerencia deInformática y Telecomunicaciones (GIT) de la CFE para especificar e implementar la

extracción, transformación e inserción de datos provenientes de losprocesos de generación, control, transmisión y distribución de energíaeléctrica que fluyen al Sistema de información corporativa (Sicorp).Con este proyecto la GSI se adelantó tecnológicamente una vez más,pues en esa época no existían a nivel nacional grupos dedicados aldesarrollo de almacenes de datos corporativos.

Para 1998 la GSI desarrolló el Sistema de información parala administración de la tecnología (SIAT). Este sistema creció encomplejidad conforme se iba desarrollando hasta instalarse en lared informática de Pemex para las cuatro regiones de PEP: Norte,Sur, Marina Noreste y Marina Suroeste. Es otro sistema que se puede

considerar pionero porque incluye el manejo de procesos de inteligencia competitiva. ElSIAT fue diseñado para el análisis y toma de decisiones. En su aplicación se utilizannovedosas pantallas de captura basados en tecnología Web vía internet que alimentanuna gran base de datos centralizada de PEP.

Con la llegada del año 2000, la GSI contempla un futuro lleno de retostecnológicos. Uno de los terrenos que empieza a explorar es el de la capacitación adistancia y lo relacionado con agentes inteligentes para mantenimiento de bases de datosy tutores inteligentes. Otro campo que se vislumbra para la investigación es la visióncomputacional.

Para la GSI es prioridad consolidar el desarrollo de productos de sistemasgerenciales que constituyen su mercado mayoritario a corto plazo e incrementar eldesarrollo de productos de sistemas corporativos, pues constituyen el mercado potenciala corto y mediano plazo. Otra de sus proridades es desarrollar proyectos de infraestructuraabocados a explorar nuevas tecnologías.

Sistemas Informáticos

Boletín iie, edición especial

36

LLLLLSupervisión deProcesos

a Gerencia de Supervisión deProcesos (GSP) tiene sus orígenesen el año de 1982 en elDepartamento de Simulación (DS)de la División de Sistemas de Potencia. Para el año de 1989, se separó del DS y en 1994se convierte en la gerencia que es hoy en día, pero con el nombre de Departamento deAutomatización de Procesos (DAP). En un principio, este departamento contaba con tansólo tres investigadores que compartían sus deseos de aportar sus conocimientos paraapoyar a los operadores de centrales en la supervisión de procesos de generación.

La línea de investigación sobre la que ha trabajado la GSP es la de Sistemasintegrales de información en tiempo real que consiste en desarrollar e integrar sistemasque reciben información en tiempo real, provenientes de instrumentos de seriado y mediciónde las principales variables de los procesos,a través de los cuales se lleva a cabo la supervisióndel proceso, el diagnóstico y la predicción de eventos relevantes en los propios procesos.

El primer proyecto en el que participó este grupo fue el desarrollo en 1982 delSistema de adquisición de datos y registro de eventos (SADRE), para el simulador de lacentral termoeléctrica, instalado en el CAOI de la CFE. Este proyecto concluyó en el añode 1983 y su objetivo principal fue familiarizar a los operadores con el uso decomputadoras y pantallas para la operación cotidiana de las centrales.

Para 1984 se instaló un sistema similar en la central termoeléctrica de Tula,Hidalgo. Este proyecto consideró: las funciones de graficación de variables históricas,registro de secuencia de alarmas en caso de disparo o condiciones anormales no permitidas,despliegue de diagramas de proceso, cálculo de eficiencias, guías en caso de alarma yguía para el rodado de turbina, entre otras.

En el periodo de 1985 a 1988 el DAP desarrolló el SADRE para la centraltermoeléctrica Manzanillo II, como una continuación del apoyo para la automatizacióndel proceso de generación de electricidad de las centrales termoeléctricas normalizadasde la CFE. En este desarrollo se implantaron funciones de lecturas de variables en tiemporeal y almacenamiento histórico para realizar análisis de evolución y comportamiento delproceso.

Después de analizar y reconocer el potencial que tuvo la aplicación real delSADRE para la central termoeléctrica Manzanillo II, se inició el proceso de transferenciade tecnología de este sistema a la empresa SIMEX, S. A. en 1991. SIMEX realizó laimplantación de ocho sistemas SADRE, para algunas centrales normalizadas comoPetacalco, Rosarito, Lerdo y Tuxpan.

37

Uno de los proyectos que representó un reto importante para el DAP fue lacreación del Sistema de información para registro y análisis de transitorios (SIRAT), que seutilizó para aplicar pruebas de arranque en las dos unidades de la CNLV. El SIRAT fue

instrumentado para adquirir señales relacionadas con transitorios,inserción automática de barras de control, así como vibración yexpansión de tuberías. Este proyecto se desarrolló entre 1986 y1989.

Este sistema, comparado con otros de su misma línea,ofrecía mayor flexibilidad para configurar y controlar las pruebas dearranque de la CNLV, también poseía mayor capacidad dealmacenamiento de información. Sin duda, para quienes trabajaronen este proyecto resultó un gran orgullo el que especialistas deGeneral Electric -quienes fueron contratados por la CFE para vigilarel desarrollo del sistema- reconocieran la capacidad y

profesionalismo del equipo del IIE.Pero el proyecto que mayor trascendencia ha tenido en la GSP es el Sistema

integral de información del proceso (SIIP) para apoyar a los operadores de la CNLV en lasupervisión en estado normal y de emergencia de sus dos unidades. Este proyecto seinició en 1991 y concluyó en 1995 e implicó centrar todo el quehacer de esta gerenciaen un solo punto por la complejidad del mismo. Después de concluido el proyecto, lagerencia ha seguido dando apoyos para la implantación de mejoras y para lamodernización del sistema.

El desarrollo de este proyecto involucró, en algún momento a casi treintainvestigadores, es decir, a prácticamente a todo el departamento de ese entonces. Paradesarrollar con éxito este proyecto, el DAP envió a un grupo de siete personas a San José,California durante un par de años, para trabajar y aprender procesos que servirían parala culminación exitosa del SIIP. Al término de este proyecto se instaló una oficina de lagerencia en Veracruz, que está funcionando desde el año de 1991.

De forma paralela al proyecto de la CNLV, se colaboró en el proyecto de lamodernización del Sistema de control distribuido (SCD) para la central de Gómez Palacio,Durango. Ahí se desarrolló y puso en servicio la interfase hombre máquina (IHM) del SCD,así como una serie de herramientas de mantenimiento de gráficos de la IHM y de la basede datos solicitadas por la CFE.

En 1995 la Unidad de Apoyo a la Innovación Tecnológica de la SubdirecciónTécnica de la CFE solicitó a la GSP del IIE el desarrollo de las especificaciones y el diseñodel Sistema integral de información técnica (SIIT). Su objetivo era apoyar a la toma dedecisiones relacionadas con la operación, regulación, gestión y rehabilitación de suscentrales termoeléctricas, así como a la facturación del combustible que la central consume.Para 1996, se instaló en la central termoeléctrica Francisco Pérez Ríos de Tula, el Sistemade inventario de energéticos que es uno de los cinco módulos que componen el SIIT.

El SIIT buscaba integrar distintos sistemas en uno sólo. Los sistemas que la CFEha desarrollado y que se buscaba integrar eran el Sistema de gestión, mantenimiento yalmacenes (Sigma), el Sistema mensual de operación (Simo), el Sistema de control delrégimen térmico (Scort) y el mismo Sistema de inventario de energéticos (SIE). Sedesarrollaron otros sistemas como el Sistema de vigilancia del régimen térmico (SVRT), elSistema de medición de energía (SME), el Sistema de inventario de aguas y reactivosquímicos (SIAQ) y el Sistema de medición de emisiones contaminantes (CEMS). Estos

Supervisión de Procesos

Boletín iie, edición especial

38

sistemas buscaban integrarse al SIIT, pero por cuestiones operativas esto no se haconcretado.

Para el año de 1997 y en colaboración con el Centro de Operación y Control deLuz y Fuerza del Centro (LyFC) se llevó a cabo la modernización de la plataforma paraautomatizar las funciones de supervisión y control a través de Estaciones Maestras paraControl Supervisorio (SCADA) de subestaciones, basadas en computadoras personales.Este proyecto consistió en desarrollar las funciones SCADA y las funciones más relevantesy apoyos que la gerencia ofrece para la automatización de las funciones que se llevan acabo en las subestaciones de transmisión y distribución. La transferencia debía ser a unacomputadora personal en sustitución de sistemas aislados. Este proyecto representó unreto más tecnológico que funcional.

Para estas fechas, la GSP había ampliado sus horizontes de investigación a otrasáreas. Tomando en cuenta el desarrollo de estaciones maestras, LyFC solicitó los proyectos

para implantar la plataforma informática requerida para el mercadode la energía. Bajo este esquema en el periodo comprendido entre1998 y 1999, se llevó a cabo la especificación, diseño y desarrollodel Sistema de información local de medición de energía (SILME) ydel Sistema de adquisición automatizada de energía (SAAE).

En esos mismos años, con el empleo de herramientas deinteligencia artificial (planeación inteligente y lógica difusa) ycomputacionales, se desarrolló el Sistema inteligente de ayuda enlínea para el arranque de centrales termoeléctricas (Siaat), que tienela capacidad de generar las instrucciones de operación para

normalizar el sistema eléctrico, llevar a cabo el calentamiento y presurización del generadorde vapor y normalizar el sistema de agua de alimentación.

La GSP trabajó en colaboración con el personal de la Subdirección de Generacióny del Lapem de la CFE en la definición de requerimientos, especificaciones y el diseñoconceptual del Sistema integral de información para el diagnóstico y mantenimientopredictivo (SIIDMP) para centrales termoeléctricas. Este sistema es una herramientaindispensable para el análisis de la confiabilidad y la toma de decisiones en la aplicaciónde mantenimientos a los equipos críticos de estas centrales.

Con la inminente llegada del año 2000 se tuvo la necesidad de trabajar en laproblemática que este suceso generaría a nivel informático. La GSP dio asistencia técnicapara conocer y reportar la situación de los sistemas y equipos críticos en áreas degeneración, transmisión y distribución de la CFE. Con estas acciones se aseguró que elprograma de atención a la problemática del año 2000 cumpliera con lo estipulado por laSecretaría de la Contraloría y Desarrollo Administrativo (Secodam), en 1999. De igualmanera, se dió asesoría técnica a Pemex Seguridad Industrial para enfrentar ese mismoevento y se desarrolló una base de datos del expediente del año 2000 de LyFC para queesa dependencia cumpliera con los requisitos establecidos para enfrentar la situación.

En el mismo contexto, se elaboró para Caminos y Puentes Federales (Capufe) elmarco normativo, integrando y totalizando el inventario del año 2000 de tecnologías depeaje y de información en oficinas centrales y conexo industrial, asegurando así unatransición libre de incidentes informáticos al año 2000.

Actualmente, la Gerencia de Supervisión de Procesos presta asistencia y apoyotécnico en el mantenimiento de configuración documental y el desarrollo de ingeniería dediseño para realizar mejoras al SIIP; en soporte técnico para el desarrollo de los despliegues

39

de parámetros metereológicos y de efluentes, en uso de herramientas para el análisis delcomportamiento de planta; en el estudio de factibilidad en la implementación del SIIP enel Simulador de la CNLV y en la implantación de la tecnología Nuclear MeasurementAnalysys and Control (NUMAC) con los sistemas Rod Worth Minimizer (RWM) y StartupRange Neutron Monitoring (SRNM) en la nueva plataforma del simulador de la mismacentral.

Capufe recibe asistencia y apoyo técnico por parte de esta gerencia para laelaboración del plan estratégico de transferencia de la tecnología del nuevo sistema depeaje entre Alstom y esta dependencia.

La GSP desarrolla el software para ampliar las aplicaciones en el SAAE proveiendola infraestructura informática para la adquisición y para concentración de datos de energía,que permitirá elaborar balances de energía e identificar pérdidas en unidades comercialeso alimentadores de subestaciones de LyFC.

Al mismo tiempo, se lleva a cabo el desarrollo e implantación de los módulos desoftware de las ecuaciones de predicción y cálculo de costos de la IHM, a partir del diseñoconceptual de SIIDMP. También se realizará la integración y puesta en servicio de estesistema en la central termoeléctrica que asigne la Subdirección de Generación de la CFE.

En marzo del año 2000, la Gerencia de Supervisión de Procesos fue declaradaProveedor calificado por parte la Gerencia de Centrales Nucleares (GCN) de CFE, lo quele permite realizar actividades relacionadas con seguridad, basándose en la norma nuclear10CFR50. En este mismo año la gerencia inició el proceso de certificación ISO-9001,para ello fue necesario elinvolucramiento de todo el personal,quienes, trabajando en equipo,obtuvieron la certificación en el año2000, lo que representó un enormelogro, sobre todo porque mejora lacompetitividad nacional einternacional de la gerencia.

El futuro de la GSPaparece con muchos proyectos pordesarrollar. El entusiasmo y laconstante capacitación delpersonal de la gerencia son vitalespara mantener vigentes lascontrataciones por parte de losclientes establecidos, al igual quepara generar oportunidades detrabajo con nuevas empresas. Estoselementos son los que propiciaránun continuo crecimiento de laGerencia de Supervisión deProcesos.

Supervisión de Procesos