Circuitos Digitales Actividad Integradora 1

Título:

“Transformación de los Sistemas Analógicos a Digitales”

Introducción:

El hombre desde un inicio ha utilizado representaciones numéricas en diferentes áreas de su actividad. Cada época y cada cultura ha manejado diversos símbolos que representan cantidades. Actualmente se manejan cantidades que nos permiten medir, monitorear, registrar datos en diferentes áreas de nuestro entorno y en el trabajo.

Las técnicas digitales poco a poco han ido desplazando a las técnicas analógicas y que hoy en día se ven en todo tipo de productos tales como radios, televisiones, sistemas de control de autos, etc.

Debido a estos grandes cambios que se han ido suscitando, la Comisión Federal de Electricidad ha tenido importantes avances en la mayoría de sus áreas, por ejemplo: Tecnologías de la Información, Atención a clientes, Subestaciones, Comunicaciones y Control, Protecciones, etc.

Desarrollo:

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El proceso de Comunicaciones y Control en CFE ha evolucionado enormemente, esto, debido a la migración de los sistemas analógicos por sistemas digitales tales como Radios de Voz y datos, Unidades Terminales Remotas (UTR) de subestación y de poste.

Como se menciono anteriormente, los cambios importantes en esta área se deben en causa a las necesidades de expansión y modernización en los sistemas antes mencionados.

Los Radios asignados para la operación de voz y datos aunque en distinta frecuencia (VHF y UHF respectivamente) no tenían la capacidad de crecimiento modular y por lo tanto había limitaciones en el número de usuarios y de telecontrol en las UTR´S  de poste.

Hoy en día gracias a los avances en la tecnología digital en lo que respecta a sistemas de comunicación por voz se pueden tener una gran cantidad de usuarios con un pequeño sistema de control, canales y frecuencia, este sistema se denomina TRUNKING y que sigue avanzando exitosamente en el mundo de las comunicaciones por voz.

Ahora, en los sistemas de telecontrol para las UTR´S de poste se siguen utilizando ya en menor cantidad los radios que son dedicados para voz pero en distinta frecuencia (UHF) solo para datos. Debido a los avances se ha logrado migrar a sistemas de comunicación exclusivamente para datos y que superan por mucho a los radios de voz usados para datos.

Las ventajas adquiridas gracias a la evolución de los sistemas digitales en el proceso de Comunicaciones y Control se traducen en un menor número de fallas, rápida respuesta ante contingencias y reducción del TIU.

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En el proceso de Comunicaciones y Control existen diferentes cantidades analógicas que son representadas digitalmente, tal es el caso de la potencia en un radio de voz o de datos, es decir, la potencia la podemos medir con un Wattmetro analógico (de aguja) y nos desplegara al transmitir la potencia configurada en el equipo esto representara la cantidad analógica y la cantidad digital estará representada al conectar una laptop o pc de escritorio y conectarse al radio a través del  software propietario del equipo en el cual nos mostrara en pantalla la potencia configurada al transmitir.

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Se sabe que un sistema digital es un conjunto de dispositivos que manipulan cantidades físicas o de información que están representadas en forma digital, es decir que estas cantidades solo toman valores discretos.

Por otra parte un sistema analógico esta formado por dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas en forma analógica.

En CFE se tienen los equipos restauradores en la red eléctrica aérea y subterránea, tomaremos como ejemplo los del tipo aéreo, estos equipos consisten de un gabinete de control en el cual se encuentran todos los circuitos digitales que componen al sistema (Sistema digital), la otra parte del restaurador consiste de un tanque en el que su interior se encuentra un interruptor de abierto y cerrado y varios sensores de corriente, voltaje y frecuencia (Sistema analógico). Estos dos sistemas conviven de la siguiente manera, los sensores al adquirir las mediciones de corriente y voltaje de la red eléctrica, estas son enviadas a través de un cable de control, este cable de control esta conectado directamente a un relevador digital el cual se encarga de convertir las mediciones analógicas en señales digitales para que estas a su vez sean encapsuladas en protocolo DNP 3.0 y así enviarlas vía radio de datos hacía la UCM (Unidad Central Maestra). De esta manera es como se interrelacionan los sistemas digitales y analógicos en este proceso de medición de corrientes y voltajes en la red eléctrica.

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En el proceso de Comunicaciones y Control en CFE diariamente se conviven con cantidades binarias, hexadecimales y obviamente decimales, un ejemplo muy sencillo a mencionar es el uso de direcciones IP en radios, computadoras y medidores, es decir, todo lo que este conectado hacía una red donde exista un switch o un router.

 Una dirección IPv4 (32 bits) se compone de 4 octetos, cada octeto contiene 8 bits y un valor decimal asociado. Normalmente siempre visualizamos las IP en formato decimal, pero a la hora de hacer subnetting y otro tipo de cálculos es importante conocer la forma de convertir una IP de formato decimal a binario. En este ejemplo veremos la típica mascara de red/24 en formato decimal y binario:

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