Diseño de un sistema SCADA para monitoreo y control de un generador eléctrico

Abstract

Este proyecto se enfoca en diseñar de un sistema Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) que monitorea el proceso de generación de energía eléctrica por medio de un generador, diseñado para su uso en contextos académicos y de investigación. El monitoreo permite la observación y análisis del comportamiento del sistema bajo diversas condiciones de operación y carga. El módulo, junto con un banco de resistencias variable, facilita el estudio detallado del desempeño del generador cuando se somete a distintas condiciones operativas. La instalación de sensores en el sistema tiene como objetivo recopilar datos de variables criticas como voltaje, corriente y potencia generada. Estos datos se utilizan para evaluar el rendimiento del generador en cada escenario. Esta metodología proporciona una comprensión más profunda de los principios fundamentales de la generación de energía y apoya el aprendizaje práctico de técnicas de supervisión y control de variables en sistemas de generación. El proyecto no solo aspira a mejorar la enseñanza de los principios básicos de la generación de energía, sino también a proporcionar una herramienta adaptable que permita experimentar con condiciones operativas variables, semejantes a las que se presentan en la vida real. De esta manera, se favorece el desarrollo profesional de los estudiantes en el ámbito de la ingeniería eléctrica y se facilita la experimentación necesaria para proponer mejoras en los sistemas futuros.

Abstract This project presents the design and implementation of a SCADA system for monitoring and controlling an electric generator, developed for academic and research purposes. The system simulates various load conditions using a stepwise resistive load bank, automatically controlled via a Siemens S7-1500 PLC, with real-time monitoring of electrical variables (voltage, current, and power) through an EBCHQ power analyzer and data visualization on an HMI panel. The applied methodology is based on the CDIO model (Conceive, Design, Implement, Operate), enabling a structured development process from problem identification to system validation under real operating conditions. Experimental tests were conducted across eight load levels, revealing notable deviations between theoretical and real values, mainly due to the lack of fuel compensation in the generator’s motor. The average efficiency reached was 60%, which is consistent with the educational purpose of the prototype. The results enable analysis of generation system behavior in controlled environments, reinforce students’ hands-on learning, and integrate theoretical concepts with real-world observations. This project provides a versatile tool for training in electrical engineering, with potential for expansion into more advanced experimental and research applications.