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1
EVOLUCION DE EQUIPOS DESARROLLADOS EN EL MARCO DEL
ANR/SC002/2003 (FONTAR) Y APLICACIONES
“Sistema de Adquisición de Datos (Data Logger) de Bajo Costo y Arquitectura Abierta para Aplicaciones Ambientales y de Energía”
Ing. Rafael Oliva - Marzo de 2010
PSoC
Power Supply+B nr +5Vcc
LC256 RTCI2C
1 2
MAX232RS232
RELAYDRY CONTACT
LCD CONN.
P1
P0 s
el.
ISP
DIPSWx4
SWin
ANLGIN
ANin
f
P0 s
el.
P2 s
el.
P2.2,7
P0.4,6
DLCy - BOARD(C) R.Oliva - L&R Ing. 2005
#1,2
B 3V
Evolución del Proyecto• Primeros ensayos – 2003 / 2004Lector de temperatura con CY82C26443 y sensor NTC
Evolución del Proyecto• Prototipo de Freno Inteligente para Aerogenerador
con CY82C26443 (2004/2005)
Evolución del Proyecto• Prototipo de Freno Inteligente para Aerogenerador
con CY82C26443 (2004/2005)SISTEMA EOLUX 24V - FRENO
FRENADO
PM
DM COMUNICACIONES + L&R ING.REVISION 2004
NORMAL
PM
CERR
A
-
+ M112V
K1
12V
FRENO-1
ABIERTO
CABLE FRENO
MANUAL
FRENO CON CONTROL
2
Evolución del Proyecto• Placa de control DLCy con CY82C26xx/27xx/29xx (2005)
P0[7]1P0[5]2P0[3]3P0[1]4P2[7]5P2[5]6P2[3]7P2[1]8SMP9P1[7]10P1[5]11P1[3]12Xtalin/SCLK/P1[1]13
VSS14
Vcc 28
P1[2] 16P1[0]/XtalOut/SDATA 15
P1[4] 17P1[6] 18XRES 19P2[0] 20P2[2] 21P2[4]/External AGND 22P2[6]/External Vref 23P0[0] 24P0[2] 25P0[4] 26P0[6] 27
U1
CY8C26443 (28PIN)
12345
CN1
C20.1uF
+5V Vin 1
GND
2
Vout3
U3LM2937-5
C410uF/10V
C30.1uF
+5V
C5220uF/16V
F1 0.5A D1
1N400212
PWR1
R1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10
R1 OUT 12R2 OUT 9T1 OUT 14T2 OUT 7
C1+1C1 -3 C2+ 4
C2 - 5
U4
ICL232Cf1
10uF/16V
TX*
TX*
RX*DTR*
Cf1
10uF/16V
+5v
16
15
TXD
2 6
RXD
Cf3
0.1uF
Vcc1
-V+V
Cf4
0.1uF
A01A12A23
GND4 SDA 5SCL 6NC 7Vcc 8
U5A
24LC256
RE13K3
RE23K3
+5V
+5V
SCL
SDA
SCL
12
CT1THERMISTOR
Rt Omega 2250 Ohm / 25ºC
Rref 5K (2250)
(TO Y-PROGRAMMER)
VERDE
SERIAL EEPROM #0
SCL
LCD 2 X 16
R/WE
D6D4
RSD7D5
R/W
RSE
D5D7
10K
VEE
GND
DL-Cy Placa Base (Configurable)L&R INGENIERIA - RAFAEL OLIVA - 2005
162738495
CN-SERDB9
R2i
20K
+VBATR1i
33K
+ C1i10uF
Ri3100
Ri4100
S1CERR
S2
ABIER
Ri8
10K
Ri710K
+5V
Ci1
0.1uF
Ci20.1uF
J1,2
J3,4
J5,6
J7,8
A01A12A23
GND4 SDA 5SCL 6NC 7Vcc 8
U6A
24LC256
+5V
SCL
SERIAL EEPROM #1Ra010K
+5V
+5V
SCL
PHILIPS RTC (SSOP)
XTAL_IN1XTAL_OUT2IRQ3
GND4 SDA 5SCL 6CLKO 7Vdd 8
U7
PCF8563
X132.768kHz
B13V CR2025
Db1
1N5818
Db2
1N5818
A1K2NC3
OUT 4GND 5Vcc 6
U? H11L2M
Rf2
150
Rf1
33K
RZTVS
1234
8765
S1SW DIP-4
+5V
freq_in
H11L2MOptoCoupler / Shmitt-Tr Out - OC
Roc1
4k7
+5V
J7/IRQ_RTC
J8/CLKO_RTC
REVISION 3 20-3-2005
Rsw11K x 4
123
JP?HEADER 3
J9
J10J11
J12J13
J14
+5V
1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20
JP?HEADER 10X2
J11J12J13J14
SCLSDA
K1_ON
LED_ON
Rk1
27KRL1
470 DL1
QkIRL520
12
CNk
Dk1N914
+B
+B
HI_CURR GNDRS232-J
+5v
LCD_PW
1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20
CN-LCD1
HEADER 10X2D6D4
1234
LCD_o
MINI
VCCRSRS
D5D7
D4D6
R/W-VeeGND
K-A+
A+K-GND-Vee
1234
S/W1-2
HEADER 4
Evolución del Proyecto• Placa de control DLCy con CY82C26xx/27xx/29xx (2005)
PSoC
Power Supply+B nr +5Vcc
LC256 RTCI2C
1 2
MAX232RS232
RELAYDRY CONTACT
LCD CONN.
P1
P0 s
el.
ISP
DIPSWx4
SWin
ANLGIN
ANin
f
P0 s
el.
P2 s
el.
P2.2,7
P0.4,6
DLCy - BOARD(C) R.Oliva - L&R Ing. 2005
#1,2
B 3V
Evolución del Proyecto• Placa DL-Cy con CY82C26xx/27xx/29xx (2005)
+ Placa Aux-DLCy (2006)
Realizadas en TangoPCB
(DOS)
Evolución del Proyecto• Ensayos Freno con DL-Cy en Estancia Los Pozos en
consorcio con DM Comunicaciones (RG -2006/7)
Control con DL-Cy
3
Evolución del Proyecto• Ensayos Freno con DL-Cy en Estancia Los Pozos en
consorcio con DM Comunicaciones (RG 2006/7)Sistema Freno / Los Pozos 2/9/2006 al 13/9/2006
Eventos + Muestras cada 10min
0
5
10
15
20
25
30
35
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-06
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13-
09-0
6
13-
09-0
6
Tiempo
Tens
ion Vbat_ext
Vbat_MotorEstado
Abrir Freno
Cerrar Freno
Quema regulador
Evolución del Proyecto• Utilización de placa DL-Cy para Front-End
Meteorológico (Proyecto PERMER-Chubut 2006)
TEMP1
BAROMETER
RA
D.S
HIE
LD
FRONT ENDMETEO
CAJA ESTANCA #2
NRG MAX#40
NRG #100P
PRES.THERMISTOR
AL PWRC / RS422Basado en DL-Cy Ensayos Madryn 05-2006
Evolución del Proyecto• Utilización de placa DL-Cy para Front-End
Meteorológico (Proyecto PERMER-Chubut 2006)
DL-Cy, DLCyAux y RS485
Equipo Quichaura 11-2006
Evolución del Proyecto• Medición de curva de potencia aerogeneradores
(Proyecto PERMER-Chubut 2006)
INGEZA/AEROWIND800W
(1)
DETALLE CIRCUITO - TABLEROS / PWRC (CURVA DE POTENCIA)PROYECTO PERMER - AEROWINDLYR-INGENIERIA - 10 -2006
1
REG
.
R(FANTASMA)
AC-IN
BATERIA
ACS ACS ACS ACS
+ -
I_A
ero
I_S
igm
a
I_L1
I_L2
TOM
AS
12V
ILU
MIN
AC
ION
12V
I_L1
Isig
ma
Iaer
o
LOGGER-PWRC/12
V(B
AT)
SD
MEM
. SD
(16-
512M
B)
RS-
232
DIS
PLA
Y +
TEC
LAS
FUEN
TE
BAT_propia
I_L2
VERIFICACION DE CURVA DE POTENCIA
de METEO/fr-endTRA
CE
C40
V_TH
_1
CABLE #1,#2
Datos V,T,B,Vdir
RS
485
USBConfiguracion
Ser
ie/U
SB
L1
LAMP
L2
LAMP
Ln
LAMP
F3AFUSE2
PLUG CABLE #3 (ALIM.LOGGER)
TAB
LER
O S
ENSO
RES
TAB
LER
O A
ERO
WIN
DTA
BLE
RO
AER
OW
IND
SINTENAX 3X6MM2
CARGAS
4
Evolución del Proyecto Participación en Programa PERMER Piloto 2005-2007 – Sistemas de
Adquisición de datos y curva de potencia
Pocitos de Quichaura
Costa de Ñorquinco
Equipos InstaladosPERMER – Piloto
2006/7
Pocitos de Quichaura
Costa de Ñorquinco
Equipos InstaladosPERMER – Piloto
2006/7
Evolución del Proyecto Participación en Programa PERMER Piloto 2005-2007 – Sistemas de
Adquisición de datos y curva de potencia
Evolución del Proyecto Participación en Programa PERMER Piloto 2005-2007 –
EM/12 – Registradores de Energía
INGEZA
800/300W
(1)
EM/12 Medidor de Energía de Consumo-Vivienda PROYECTO PERMER
1
LYR-INGENIERIIA / REVISION 2 - 30-07-2004
Icarga
EM/1
2
BATERIASREG
. CONSUMOS
V(BAT)
ACS ACS
ACS
RS-232 (CONFIG./SERVICE)
DISPLAY + TECLAS
12V
FUENTE
R(FANTASMA)
BAT_propia
ENT. SAL.SENSOR 75A
ENTRADASALIDA
EM/12
DL-Cy, DLCyAux
Evolución del Proyecto Participación en Programa PERMER Piloto 2005-2007 –
EM/12 – Registradores de Energía
Sensores de corriente Ef.Hall
5
Evolución del Proyecto Participación en Programa PERMER Piloto 2005-2007 – Sistemas de
Adquisición de datos y curva de potencia
Evolución del Proyecto Participación como dictante de prácticas – curso PSoC en UNPA
(Rio Gallegos 08/2008 y Comodoro 12/2008)
Evolución: Combinación DLCy/Freno
con PLC (Petrobras)
MDS9810PLC
FRENO
48
24 14.4
48
ACTUADOR
I_CARGADOR
SW. PUERTA DET.HUMO
DI_ON/OFF
I_AERO
V_BAT
NIVEL_COMB
V_AC; I_AC
RF
14.4V
14.4V
13.7
24
V_BAT
V_BATI
I_AERO
DI_ON/OFF
CABLE CONTROL
12V/7Ah
RS232
CARGADOR
SW_1PHOENIX
L&R ING.
TWIDO
A/D
CO
NV.
FORZAR_FRENADO
Q0.0 ->FRENAR
SISTEMA EOLICO
SISTEMA: PUESTO PETER
DIAGRAMAS: L&R ING. / R.OLIVASCADA: RCL SYSTEMS
DM COMUNICACIONES - R.G.
+BAT(48)
SENSORES AC
SENSOR
V_AC, I_AC
TKGASOIL
HED-01/48
PM
RS232/USB
TTA
DIESEL
MODBUS 37 O 38
DESCARGA DATOSREGISTRADOR DEL FRENO
SENSORES 1,2
PLC, FRENO, COMUNICACION
FUNCIONES:
• CONTROL DEL DIESEL• CONTROL DEL FRENO• REGISTRO DE VARIABLES• SCADA - MONITOREO
6
Sistemas aislados en Puesto Peter – Petrobras 2007-2009
03
01
05b
05a
04
11a 11b
0910a
14
15
01a
12
06 13
Interior DE-1/48DM Comunicaciones
OPERACIÓN DEL FRENO
TECLA ESCCAMBIA VALOR
DISPLAY VBAT,IAERO,VBAUX
LLAVE MANUAL / AUTO
LLAVEABIERTO/FRENADOCONFIGURACION Y
DESCARGA DATOS RS232/USB
DESCARGA DATOS FRENO – VISUALIZACION DATOS DE OPERACIÓN – P37
Sistema Pbras- Pozo37 Junio 2008(iii) Eventos + Muestras cada 30min
0
10
20
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40
50
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8 0
6-06
-08
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1-06
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06-0
8
Tiempo
Tens
ión
[V] /
Cor
rient
e[A
], Es
tado
Vbat_ext
Vbat_Motor
Estado
Diesel ON/OFF
Corriente_Aero
Encendidos Diesel
7
SCADA – COMUNICACIÓN MODBUS
TRANSMISION: 19200, N, 8,1EQUIPOS MDS9810
PETER #37
PETER #38
PUESTO PETER
SCADA
PETROBRAS
SCADA – EOLICOS PETER
SCADA – COMUNICACIÓN MODBUS
CLIENTE PROYECTO
BASE DE DATOS SCADA UBICACION
MIN MAX MIN MAXVCCB VCC_BAT TENSION CONTINUA BANCO BATERIAS %MW1 0 511 V 0 75IAER I_AERO CORRIENTE CONTINUA CARGA AEROGENERADOR %MW2 62 511 A 0 50VAC V_AC TENSION ALTERNA DE SALIDA A MOTOR %MW3 0 1023 VRMS 0 250IAC I_AC CORRIENTE ALTERNA DE SALIDA A MOTOR %MW4 0 1023 ARMS 0 10
ICHG I_CHARGER CORRIENTE CONTINUA DESDE CARGADORES %MW5 62 511 A 0 50LVL LEVEL_FUEL NIVEL DE COMBUSTIBLE - LECTURA INVERTIDA %MW6 40 250 % 100 0
TITULO
RANGO PLC RANGO U.E.TAG SEÑAL TAG SCADA SERVICIO DIRECCION
PLCHOLDING REGISTER
SANTA CRUZ
U.E.
AEROGENERADOR+DIESEL_PUESTO PETER #1
DOCUMENTOPREPARADOAPROBADO
FECHA
TIPO
REVISION
TELESUPERVISION
CLIENTE PROYECTO
BASE DE DATOS SCADA UBICACION
MIN MAX MIN MAXDIES_ON MOTOR DIESEL ENCENDIDO %MW0:X0 0 1 - ON OFF
SMOKE_DET DETECTOR DE HUMO ACTIVADO %MW7:X0 0 1 - ON OFF ALARMA = 1DOOR_SW SWITCH DE PUERTA (ABIERTA = 1) %MW8:X0 0 1 - ON OFF
FRENO_AER FORZAR FRENADO DEL AEROGENERADOR %MW9:X0 0 1 SALIDA Q0.0
RCL / DM
Mar-08
DOCUMENTOPREPARADOAPROBADO
FECHA
TELESUPERVISIONAEROGENERADOR+DIESEL_PUESTO PETER #1
SANTA CRUZ
L H HH ESTADO
AREVISION
TIPO LLRANGO RTU RANGO U.E.
TAG SEÑAL TAG SCADA SERVICIO DIRECCION CONTR.
HOLDING REGISTER U.E.
TITULO
NIVELES / VARIABLES PROCESO
ALARMAS
30
Chapa trapezoidal
Tanque Gas Oil
152
Línea de conducción 3” o 4”
100
Nivel suelo
Corte B Corte A
95100
152
100
95 205
Tabl
ero
TableroGenerador
Generador
Apertura
30
Chapa trapezoidal
Tanque Gas Oil
152
Línea de conducción 3” o 4”
100
Nivel suelo
Corte B Corte A
95100
152
100
95 205
Tabl
ero
Tabl
ero
TableroGenerador
TableroGenerador
GeneradorGenerador
Apertura
Diagrama GeneralSistemas Petrobras
8
Introducción VENTAJAS E INCONVENIENTES –EOLICO+DIESEL
VENTAJAS• Sistema novedoso, que involucra equipamiento no tradicional en industria petrolera • Ahorros en tendido de línea y estudios de impacto evitados.• Imagen concreta con sistema de bajo impacto y mejora del medio ambiente
DESVENTAJAS:• Consumo de combustible y lubricantes• Emisiones • Mantenimiento complejo
9
NUEVO SISTEMA – EOLICO+FOTOVOLTAICO
INVERSORBOMBA
DOSIF.
VENTAJAS NUEVO SISTEMA
EOLICO + FOTOVOLTAICO
VENTAJAS• MISMAS QUE EL SISTEMA ANTERIOR, CON EL AGREGADO DE:
• SIN CONSUMO DE COMBUSTIBLE• SIN EMISIONES• MANTENIMIENTO SIMPLIFICADO
SIMULACIONES CON HOMER – SISTEMA EOLICO + FOTOVOLTAICO
CONDICIONES:* Molino Giacobone-Eolux48-B con torre 9m* Viento - modelo mas realista (4 a 5m/s prom en invierno) - Se considera peor caso con 5.5m/s de promedio anual* Restringimos a 1x Eolux solamente* Diesel eliminado* Baterias 800Ah 12x2V min OPzS pero puede ser el doble o 3 veces mas* 4 a 12 Paneles FV de 60W * Carga Variable: carga en 220V Corta cada 1.2 hora y funciona 1 hora constante 200W con leves variaciones (+/-10%). * Convertidor 1.8kW (CC a CA) QMax* Cargador 45A/24V=1kW, relacion con potencia inversor: 65% (Solo usado para mantenimiento)
SIMULACIONES CON HOMER – SISTEMA EOLICO + FOTOVOLTAICO
10
SIMULACIONES CON HOMER – SISTEMA EOLICO + FOTOVOLTAICO MES DE ENERO
30
40
50
60
70
80
90
100
January1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Battery State of C
harge (%)
AC Primary LoadPV Pow erGiacobone24-Nvo-BBattery State of Charge
SIMULACIONES CON HOMER – SISTEMA EOLICO + FOTOVOLTAICO MES DE JUNIO
30
40
50
60
70
80
90
100
June31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Battery State of C
harge (%)
AC Primary LoadPV Pow erGiacobone24-Nvo-BBattery State of Charge
Desarrollo inicial
PSoC 26443
Desarrollos de Sistemas de adquisición de datos - ANR SC002/2003
PLACADLCy
(PSoC 29466)
Placas PRIIO-USA(AVR-Mega128)
EM/12
FRENO/1
DL2/PWRC
Placa CL2B(AVR-Mega644P)
Evolución del Proyecto-Reciente
ATMega32/644
Fuente Lineal+B nr +5Vcc
RTCI2C
1 2
MAX232 RS232
SD CARD
LCD CONN.
DATA PC.4:7
PB s
elec
t
ISP
KBDi
n
ANLGIN
ANin
PA.0
:3PD
sel
ect
PC.0:1
PD.0:1
CL2_b (AtMega32/644) - Placa Proto(C) R.Oliva - L&R Ing. 2008/9
B 3VCTRL PD2:7
I2C
5V to 3.3V+5Vcc
SD Socket4050 +3V3
USB USB
LM2937-5 / 7805
(Sobre placaexterna DLCy)
PB.0
:3
Ensayos realizados sobre placa prototipo, c/ATMega32y ATMega644P
(2009/10)
11
Evolución del Proyecto-Reciente
Medicion de temperatura c/ATMega32 y ATMega644P, y almacenamiento en SD
(2009/10)CL2b PROTO
220VCA +15Vcc
RTC
1 2
SD CARD
CH0POT0
ENSAYO CON CL2B / TEMP / DLCy - 2009(C) R.Oliva - L&R Ing. 2008/9
B 3VCY29466
+/-15V FUENTE
(Sobre placaexterna DLCy)
-15Vcc
AI - TL064IN
LM35
+5Vcc+5Vcc
CH1POT1
CH2POT2
CH3
+15Vcc -15Vcc
I2C
(ESCLAVO)
220VCA +12Vcc12V FUENTE NR
+Bnr
I2C
Evolución del Proyecto-Reciente
Medicion de temperatura c/ATMega32 y ATMega644P, y almacenamiento en SD, formato CSV
(2009/10)
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CH1
0
5
10
15
20
25
30
Tiempo
TemperaturaLectura de Datos Temp LM35 - En SD / CL2bProto(644) 10-3-2010 (1ºs 4000)
CH1CH2TEMP
USB
Evolución del Proyecto-Futuro
CL2B - LOGGERDIAGRAMA BASICO EXTERIOR - V26-01-2010
DIN RAIL
LCD 2X20
SD-Card
+14.4
USB
KBD 4X
COM0
COM1
RS485
PWR
STATUS
RESET
CONFIGURACION
R.OLIVA - L&R ING.
I2C
Evolución del Proyecto-FuturoPlaca CL2BM – Final para producción (2010)
ATMega644P
+B nr +5Vcc
RTC
I2C
1 2
MAX232 RS232/COM0
SD CARD
LCD CONN.
DATA PC.2:7
PB4:
7
ISP
KBDi
n
ANLGIN
ANin
PA.0
:7PD
sel
ect
PC.0:1
PD.0:1
CL2_b Proto (AtMega32/644) Rev5F-2010(C) R.Oliva - L&R Ing. 2008/9
B 3V
CTRL PD7
I2C
5V/3.3V
SD Socket
4050
+3V3
USB USB
XTAL o TXCO
PB.0
:3
MAX232 RS232/COM1PD.2:3
RS485 RS485
EXTER.I2C
PCA95382
SD_PWR5XEXP
8b I/O
AVCC
(644P)
Fuente LinealLM2937-5 / 7805
AVCC
LPF
6P/10P+5Vcc
+5Vcc
+5Vcc LCD_BL
SD_PWR
PMOS
SD_STATUS
SD_STATUS2
ATMega32
X8
7.3728E6XTAL OSC
2X8
+5Vcc
10x2 y 17x2
PD5
JTAG
12
Evolución del
Proyecto-Futuro
Placa CL2BM –Final para producción –Remitida a Mayer:
25-2-2010)
Apta: Caja Steck SLB261 + Riel DIN
Adquisiciones de instrumental - ANR
Multimetro TRMS Fluke F189/FVF2 adquirido en Viditec / Bs.As. 03/2006
Adquisiciones de instrumental - ANR
Osciloscopio TEK 60MHz Dual / Coasin Bs.As. 08/2007
Adquisiciones de instrumental - ANR
Calibrador de procesos AOIP / SOLTEC Bs.As. 10/2008