jueves, 30 de noviembre de 2017

Sigrama asegura la calidad y fiabilidad de sus sistemas de control gracias a software y hardware de National Instruments



La demanda de energía en México continúa creciendo y las fuentes para generarla siguen diversificándose. Según el SIE (Sistema de Información Energética), en la última década, la generación total de electricidad en nuestro país aumentó cerca de 14% y la generación de turbo gas registró un crecimiento de 121.1%.



El SIE también refiere que la generación termoeléctrica y de ciclo combinado, que representa una gran parte de la generación total de energía, han aumentado en el mismo periodo 17.1% y 34.7%, respectivamente, gracias a los avances en su eficiencia. El incremento en el uso de esta tecnología crea nuevos desafíos para los ingenieros que deben garantizar que estas turbinas funcionen de manera efectiva y segura.



En los últimos años, las turbinas de gas convencionales han evolucionado mejorando su eficiencia e incorporando elementos y funcionalidades de las turbinas tipo aeroderivativas.



Actualmente, las turbinas de gas son desarrolladas con una combinación de características de ambos tipos, con el objetivo de mejorar el desempeño y la eficiencia energética. Aunque esto representa un gran beneficio para la generación de energía, también trae nuevos desafíos de ingeniería a los sistemas de supervisión de operación, control y protección de este tipo de máquinas. Las tecnologías de control y seguridad ya estaban optimizadas para cada tipo específico de turbina; por lo que al cambiar y combinar las características, ese desarrollo deja de ser válido y ofrece nuevos retos.



SIGRAMA es una empresa mexicana de ingeniería que desarrolla controladores para turbinas y ha experimentado este problema. Al no contar con la tecnología necesaria para probar sus controladores en la fábrica, requería de muchos retrabajos, además de tener necesidad de efectuar pruebas con la maquina real en campo. En algunos casos, ellos recurrían a terceros para probar sus controladores pero esto aumentaba, significativamente, los costos y SIGRAMA perdía el control de la calidad de la prueba.



Ante este desafío, SIGRAMA buscó medios para desarrollar su propio probador (simulador). En un convenio con el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL), SIGRAMA complementó su experiencia práctica en controladores de turbinas con los conocimientos de modelado y termodinámica del personal del INEEL, para construir un simulador de turbinas de gas, al que conectan sus controladores y los utilizan desde condiciones normales de trabajo (arranque y paros normales) hasta condiciones extremas que, incluso si tuvieran una turbina real, no permitirían llevar la evaluación a este límite. La asociación con CONACYT les garantizó una línea de apoyo financiero para el proyecto y, de ésta manera, garantizar el éxito del proyecto.



Usando la plataforma de Hardware y Software de National Instruments, SIGRAMA desarrolló un simulador de turbinas versátil, para probar sus controladores con la técnica de Hardware-in-the-loop (HIL), donde el probador es conectado al controlador en lazo cerrado y el probador en su desempeño produce las señales que una turbina real generaría, de manera que el controlador se comporta como si se estuviera en una situación real. Esta condición se alcanza porque el probador ejecuta en tiempo real un modelo matemático que reproduce los comportamientos de la turbina real.



SIGRAMA e INEEL desarrollaron este proyecto utilizando la tecnología LabVIEW, Hardware PXI y NI CompactRIO de National Instruments. Esta plataforma de alto rendimiento, modular y flexible, les permitió alcanzar los tiempos de respuesta necesarios en el sistema, además de implementar todos los algoritmos del modelo de la turbina de manera intuitiva, lo que permite simular 8 modelos de turbinas industriales y aeroderivativas con potencias desde 15MW hasta 147MW, demostrando tener una solución flexible que puede adaptarse fácilmente a los desafíos futuros.



El probador de turbinas de gas es una herramienta fundamental para SIGRAMA, pues además de garantizar seguridad y confiabilidad a sus clientes, le permite capacitar a nuevos profesionales del equipo para tener conocimiento de la turbina. Además de contar con un probador altamente capaz, esta mejora ha generado un conocimiento valioso en el equipo de ingeniería de SIGRAMA que se traduce en una ventaja competitiva en la realización de nuevos proyectos.

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