Sistema de supervisión, control y adquisición de datos de la UNIGRID

Abstract

El proyecto trata sobre el diseño e implementación de un sistema SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) para un nodo del laboratorio Unigrid de la Universidad del Norte, con el fin de modernizar la supervisión y control de redes eléctricas. El sistema emplea el protocolo Modbus TCP/IP para comunicarse con dispositivos físicos, un medidor PowerLogic PM5500 y un PLC Mitsubishi FX3U-24MR, y se complementa con una simulación del protocolo Sampled Values (SV) del estándar IEC 61850, que no fue implementado físicamente, pero sí evaluado mediante pruebas en entornos virtuales. Se desarrolló una interfaz HMI en IndigoSCADA (SCADA escogido) que permite visualizar en tiempo real variables eléctricas y controlar las salidas del nodo 611 del laboratorio, las salidas van conectadas a motores monofásicos que encienden o apagan mediante breakers virtuales en el HMI. Las pruebas experimentales demostraron una operación estable, con baja latencia y sin errores de conexión, validando la eficiencia del sistema. La simulación del protocolo SV, desarrollada en Python, permitió analizar la estructura y transmisión de datos eléctricos digitalizados a través de redes multicast, sin requerir hardware especializado. El proyecto se alinea con los desafíos actuales de interoperabilidad y digitalización en redes eléctricas, y sienta bases para futuras implementaciones más complejas con protocolos avanzados como GOOSE, MMS y el mismo SV.

The project is about the design and implementation of a SCADA system (Supervision, Control, and Data Acquisition) for a node in the Unigrid laboratory at the Universidad del Norte, with the objective of modernizing the supervision and control of electrical networks. The system uses the Modbus TCP/IP protocol to communicate with physical devices—a PowerLogic PM5500 meter and a Mitsubishi FX3U-24MR PLC—and is complemented by a simulation of the Sampled Values (SV) protocol from the IEC 61850 standard, which was not physically implemented but was analyzed through tests in virtual environments. An HMI interface was developed in IndigoSCADA (chosen SCADA), allowing real-time visualization of electrical variables and control of the outputs of the laboratory node 611; these outputs are connected to single-phase motors that are turned on or off via virtual breakers in the HMI. Experimental tests proved the system to be stable, with low latency and no connection errors, validating its efficiency. The SV protocol simulation, developed in Python, enabled the analysis of the structure and transmission of digitized electrical data over multicast networks without the need for specialized hardware. The project aligns with current challenges in interoperability and digitalization of electrical networks and lays the groundwork for future, more complex implementations using advanced protocols such as GOOSE, MMS, and SV itself.