Los sistemas de control integrados en las centrales eléctricas traen grandes beneficios a los operadores y usuarios finales puesto que permiten tener una base común de información, alarmas, eventos, y en general una plataforma estándar de mantenimiento, diagnóstico, repuestos y logística. Cuando se tienen numerosos sistemas de control de varios fabricantes, la integración lograda muchas veces no permite tener una información completa que asegure una operación confiable de la planta, incluso es necesario en la mayoría de los casos colocar gateways, interfaces cableadas y equipos adicionales que son puntos de falla potenciales, así como es necesario entrenar al equipo de mantenimiento y proyectos en varias plataformas de control.
General Electric es una compañía reconocida a nivel mundial no solo en el sector eléctrico sino en muchos sectores como salud, aviación, iluminación, entre otros. Sin embargo a nivel industrial existe un sistema muy conocido en control de turbomaquinaria denominado Mark. La serie Mark lleva más de 40 años en el mercado incluso con rutas de migración desde plataformas tan antiguas hasta equipos estado de arte de hoy. Esta familia de control posee además certificaciones de seguridad típicas de control de turbinas, y aprovechando este conocimiento en proceso hace poco menos de 3 años la división de automatización y control de GE tiene a su cargo el soporte de la plataforma Mark para sistemas de control en aplicaciones denominadas balance de planta.
En el sector eléctrico el concepto de balance de planta es mucho más amplio, pues involucra también control de sistemas auxiliares, así como sistemas de maniobra y protección de baja, media y alta tensión. Este conjunto es denominado Balance de planta eléctrico, o eBoP por sus siglas en inglés (Electrical Balance of Plant). La solución de balance de planta eléctrico de GE brinda un extensivo portafolio de herramientas para la integración de la Central desde el nivel de diseño de ingeniería, permitiendo la conectividad y operación conjunta entre la unidad de generación, los sistemas auxiliares, y los sistemas eléctricos de maniobra y protección, asegurando un óptimo desempeño de la central desde la fuente de generación hasta la red eléctrica.
Existen tres propuestas de valor que diferencian la solución eBoP de GE respecto a otras tecnologías, las cuales se muestran en la siguiente figura:
Desde el punto de vista técnico, el corazón a nivel de control del sistema eBoP de GE es Mark, el cual se encuentra hoy en su versión VIe. La plataforma Mark VIe permite el desempeño, operación y confiabilidad para los desafíos de conectividad que implica una central eléctrica conectada 100% Ethernet a todos los niveles. Mark VIe es un DCS flexible, escalizable, configurable en varios modos de operación :simple, dual o triplemente redundante, de alto desempeño que permite incluso procesamiento local en cada módulo, robusto con una capacidad de operación entre -30 a 65°C y muy importante: seguro, pues alcanza certificaciones Achilles.
La arquitectura de Mark VIe comprende una red de monitoreo o información denominada Plant Data Highway (PDH), que permite conectar las estaciones de operación e ingeniería con la red de control, denominada Unit Data Highway (UDH). Las estaciones de ingeniería tienen amplias herramientas de configuración, historización, monitoreo de condiciones y optimización que aseguran un adecuado desempeño del sistema, tanto para el control primario de manejo de carga como para el control de balance de planta.
Al igual que la arquitectura que es flexible, el conjunto Controlador-Entradas/Salidas (I/O) es altamente configurable en varias disposiciones:
- Controlador: Configuración de redundancia automática, Localización en áreas clasificadas, clase1 división2, Certificación de seguridad Achilles
- Suiche de Red I/O: Temperatura de operación -30 a 65°C, 8 ó 16 Puertos, fibra o cobre, Comunicación determinística 100 MB, Punto a punto, Full duplex
- I/O Packs: Configuración de redundancia automática
Localización en áreas clasificadas, clase1 división2
La posibilidad entonces de integrar varios sistemas de la planta a nivel de monitoreo, control y diagnósticos avanzados permite tener una integración única con todas las ventajas que se han comentado, lo cual al final del día tiene un solo objetivo, mantener en funcionamiento la central de manera óptima, con cero paradas no planeadas, y agregando valor a la información de tal manera que incluso se pueda realizar análisis predictivos de falla en activos importantes, todo esto soportado en una plataforma de internet industrial … ésta es la visión de GE de como apoyar las operaciones en una planta de generación eléctrica con el estado de arte actual.
Es muy común en las plantas de generación eléctrica el tener distintos equipos de varios fabricantes a todos los niveles, en la parte de control, en sistemas auxiliares, en equipos de baja, media y alta tensión, en equipos de maniobra, en sistemas de control de emisiones, excitatrices, sistemas de vibración, gobernación de velocidad, etc. El número de sistemas para lograr el óptimo funcionamiento de un activo tan importante como una central eléctrica es bastante numeroso.
Se podría dividir a nivel logístico el sistema de control de una planta eléctrica en dos componentes: el equipo de control primario, que hace referencia netamente a la parte de generación ya sea basada en gas, vapor o hidráulica, y el equipo de balance de planta que en el caso de plantas de potencia eléctrica se denomina Electrical Balance of Plant. Cuando ambos equipos, primario y eBoP son del mismo fabricante se pueden conseguir bastantes beneficios que van a conllevar siempre una disminución de costos de operación
y una mejora continua en los procesos de mantenimiento y optimización de la planta, pues se pueden integrar al sistema de control numerosos componentes que permiten un ambiente unificado de manejo y diagnósticos, con la posibilidad que implica agregar valor hoy en día a través del Internet Industrial.
La plataforma Mark Vie de General Electric permite integrar en un ambiente DCS los distintos subsistemas de la planta de manera que se tenga un ambiente integrado de operación, en una arquitectura sólida basada en Ethernet y con sistemas que son de configuración flexible para lograr componentes simples, duales o triplemente redundantes de acuerdo a los requerimientos de la Central eléctrica.
Acerca del autor
Ing. Diego Alexánder Agudelo Ortiz
Ingeniero de Aplicación General Electric
Intelligent Platforms Colombia
