Junta Directiva. Comité Técnico Operativo. Comité Editorial. Boletín IIE

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2 Boetín IIE Junta Directiva Presidente: Afredo Eías Ayub, director genera de a Comisión Federa de Eectricidad Secretario: Gabrie Garza Herrera, presidente de a Cámara Naciona de Manufacturas Eéctricas Consejeros propietarios: Mauro Díaz Domínguez, coordinador de asesores de a C. Secretaria de Energía Néstor Féix Moreno Díaz, director de Operación de a Comisión Federa de Eectricidad Rodofo Niebas Castro, director de Modernización de a Comisión Federa de Eectricidad Forencio Aboytes García, subdirector de Programación de a Comisión Federa de Eectricidad José Abe Vadez Campoy, subdirector de Distribución de a Comisión Federa de Eectricidad José Narro Robes, rector de a Universidad Naciona Autónoma de México Yooxochit Bustamante Diez, directora genera de Instituto Poitécnico Naciona Enrique Fernández Fassnach, rector genera de a Universidad Autónoma Metropoitana Juan Caros Romero Hicks, director genera de Consejo Naciona de Ciencia y Tecnoogía Caros Véez Ocón, consutor Ramiro García Sosa, consutor Comisarios púbicos: Juan Edmundo Granados Nieto, Encargado de Despacho de Deegado y Comisario Propietario de Sector Energía de a Secretaría de a Función Púbica Invitados: Emiiano Pedraza Hinojosa, director genera de a Comisión Naciona para e Uso Eficiente de a Energía Gerardo Lozano Dubernard, Béjar, Gaindo, Lozano y Compañía, S. C., socio director Migue Vázquez Rodríguez, presidente de a Comisión de Innovación y Tecnoogía de a Cámara Naciona de Manufacturas Eéctricas Comité Técnico Operativo Presidente: Juio Aberto Vae Pereña, Secretaría de Energía Secretario técnico: Fernando A. Kohrs Adape, Instituto de Investigaciones Eéctricas Néstor Féix Moreno Díaz, Comisión Federa de Eectricidad Juan Edmundo Granados Nieto, Secretaría de a Función Púbica Caros Aberto Treviño Medina, Secretaría de Hacienda y Crédito Púbico José Narro Robes, Universidad Naciona Autónoma de México Yooxochit Bustamante Diez, Instituto Poitécnico Naciona Enrique Fernández Fassnach, Universidad Autónoma Metropoitana Juan Caros Romero Hicks, Consejo Naciona de Ciencia y Tecnoogía Emiiano Pedraza Hinojosa, Comisión Naciona para e Uso Eficiente de a Energía Migue Vázquez Rodríguez, Comisión de Innovación y Tecnoogía de a Cámara Naciona de Manufacturas Eéctricas Comité Editoria Juián Adame Miranda, director ejecutivo Ánge Fierros Paacios, director de Energías Aternas Savador Gonzáez Castro, director de Sistemas de Contro Roando Nieva Gómez, director de Sistemas Eéctricos José M. Gonzáez Santaó, director de Sistemas Mecánicos Fernando A. Kohrs Adape, director de Paneación y Apoyo Técnico Instituciona José Afredo Pérez Gi y García, director de Administración y Finanzas Francisco Escárcega Rodríguez, coordinador de Comunicación Instituciona Gadys Dávia Núñez, jefa de Departamento de Difusión Federico Estrada Arias, coordinador editoria Ada G. Lastiri Gutiérrez, editora Johana L. Hernández Ortiz, diseño gráfico Verónica García Rodríguez, diagramación y formación Wendy Lugo Sandova, pubicación eectrónica Sergio Ortega López, fotografía Ana María Sámano Ramírez, distribución Boetín IIE es una pubicación trimestra, de distribución gratuita y editada por e Departamento de Difusión, perteneciente a Paneación y Apoyo Técnico Instituciona, de Instituto de Investigaciones Eéctricas (IIE). Los artícuos firmados son responsabiidad de sus autores. E materia de este Boetín sóo puede reproducirse parcia o totamente, con a autorización escrita de IIE. Certificado de icitud de títuo Franqueo pagado, pubicación periódica, permiso número , características , autorizado por Sepomex. E tiraje de esta pubicación es de 1,500 ejempares. Impreso en os taeres de Dicograf, S.A. de C.V. Av. Poder Legisativo 304, coonia Prados de Cuernavaca, Cuernavaca, Moreos, México.

3 abri-junio-10 Sumario Sumario 46 Editoria 47 Divugación Supervisión de procesos en a pama de tu mano. José Afredo Sánchez López y Afredo Espinosa Reza Se presenta a estrategia para evar os datos de proceso concentrados en servidores OPC a dispositivos móvies, combinando tres tecnoogías: estándar OPC, servicios Windows y servicios Web. 55 Tendencias tecnoógicas Anáisis de estado de arte y de a práctica en a apicación de modeo CIM en empresas eéctricas. José Afredo Sánchez López, Afredo Espinosa Reza y Rosa Genoveva García Espinosa Se presenta e resutado de revisar e estado de arte en e desarroo de modeo Common Information Mode (CIM), así como e estado de a práctica de su impementación y uso en empresas eéctricas. 65 Artícuos técnicos Procura, construcción y puesta en servicio de SIMPRO. Octavio Gómez Camargo y José Juan Pérez Bautista Se describen as fases de diseño, procura, construcción, pruebas y puesta en servicio de SIMPRO (Simuador de Procesos). 75 Comunidad IIE Se firma e Acta Conmemorativa de Centro de Posgrado de IIE E IIE presente en e Congreso Internaciona y Feria Industria de Energía Guanajuato E IIE y e IMTA reaizan cooquio sobre e agua y a energía E Director Gerencia de Pure Energy Centre visita e IIE IIE, anfitrión de a 31ª Reunión de Comité Ejecutivo de Energy Technoogy Data Exchange (ETDE) E IIE reaiza una reunión de trabajo con Nationa Renewabe Energy Laboratory (NREL) 78 Breves técnicas Simuador de caderas. Iván Francisco Gaindo García, Edgardo Rodán Viasana, José Antonio Tavira Mondragón, Ana Karenina Vázquez Barragán y Migue Rossano Román Sistema de adquisición de datos remoto para centraes de generación de energía eéctrica. Javier Moreno Román, Afonso Rivas Suárez y María Antonieta Soano Cuadros Ambiente Gráfico para e Desarroo de Modeos de Simuación (AGRADEMOS). Fernando Fermín Jiménez Fraustro, Luis Aejandro Jiménez Fraustro, José Antonio Tavira Mondragón Modernización de os sistemas de contro, protección y auxiiares de generador de corto circuito de aboratorio de ata potencia de LAPEM. Juio César Montero Cervantes y Joaquín Héctor Rodríguez Rodríguez 86 Artícuos de investigación La Inteigencia de Negocios apicada en os Mercados de Eectricidad. Manue Mejía Lavae, Ricardo Sosa Ríos y Nemorio Gonzáez Medina Se hace una revisión de estado de arte que muestra as áreas, tendencias y métodos que se están apicando para atacar os retos actuaes en os Mercados de Eectricidad, por o que se presenta a Inteigencia de Negocios como una aternativa interesante y efectiva de soución. Artícuo pubicado originamente en Hybrid Artificia Inteigence Systems 2009, LNAI 5572, pp , Springer-Verag Berin Heideberg 2009, como Survey of Business Inteigence for Energy Markets. 45

4 Boetín IIE Editoria Editoria En os útimos años hemos visto un incremento en e desarroo y uso de nuevas tecnoogías, con e fin de faciitarnos nuestro diario quehacer de manera individua. No obstante, a industria también hace uso de nuevas tendencias tecnoógicas para ser más competitiva y hacer más eficientes sus procesos. Por eo, e Instituto de Investigaciones Eéctricas ha desarroado tecnoogías que habiitan y mejoran a operación de os procesos de generación, transmisión, distribución y comerciaización de sector eéctrico, a través de sistemas de contro, supervisión, comunicación, capacitación, automatización y sistemas informáticos. En a actuaidad e mundo de a cibernética nos permite reaizar prácticamente cuaquier cosa con tan sóo presionar un botón, en cuaquier parte y a cuaquier hora, desde hacer una transferencia bancaria, hasta impartir un curso de capacitación. De igua forma, a supervisión de procesos ya no reside física y excusivamente en e cuarto de contro que está dentro de una instaación, sino que se puede evar en a pama de a mano a través de un dispositivo móvi y consutar en e momento y ugar que se requiera. La industria eéctrica naciona para a que e IIE ha desarroado una serie de proyectos, se ha visto favorecida e incuso ha sido gaardonada con reconocimientos nacionaes e internacionaes, por e ato grado de innovación tecnoógica de as herramientas que agregan un vaor sustancia a sus procesos. Es así que e artícuo de divugación, de Boetín IIE número 2, da a conocer a estrategia para evar os datos de proceso concentrados en servidores OPC a dispositivos móvies, combinando tres tecnoogías: estándar OPC, servicios Windows y servicios Web. En e artícuo de tendencia tecnoógica se presenta e resutado de revisar e estado de arte en e desarroo de modeo Common Information Mode (CIM), así como e estado de a práctica de su impementación y uso en empresas eéctricas. En e artícuo técnico se describen as fases de diseño, procura, construcción, pruebas y puesta en servicio de SIMPRO (Simuador de procesos). En comunidad IIE se hace una breve reseña de os eventos ocurridos en e Instituto, como a firma de Acta Conmemorativa de Centro de Posgrado de IIE, os congresos y cooquios en os que se participó, y as reuniones de trabajo que se reaizaron en os útimos meses con otras instituciones. En a sección de breves técnicas se haba de un simuador de caderas; de un sistema de adquisición de datos remoto para centraes de generación de energía eéctrica; de Ambiente Gráfico para e Desarroo de Modeos de Simuación (AGRADEMOS), así como de a Modernización de os sistemas de contro, protección y auxiiares de generador de corto circuito de Laboratorio de Ata Potencia de LAPEM. Finamente, en e artícuo de investigación se hace una revisión de estado de arte que muestra as áreas, tendencias y métodos que se están apicando para atacar os retos actuaes en os Mercados de Eectricidad, por o que se presenta a Inteigencia de Negocios como un medio adecuado y efectivo para a gestión de as empresas de Sector. No cabe duda que os sistemas de contro han sido desarroados para manejar máquinas y procesos, de ta manera que se puedan reducir as probabiidades de faas y así obtener os resutados previstos, como también es un hecho que en e Instituto de Investigaciones Eéctricas nos hemos dado a a tarea de pantear, definir, desarroar y apicar este tipo de sistemas para favorecer a competitividad de nuestros cientes, coadyuvando a a mejora continua de sus procesos, en os que va de por medio a caidad tota de os mismos, su confiabiidad, su óptima operación, bajos costos y utiidades positivas, o que representa mejoras significativas para a industria eéctrica. 46

5 abri-junio-10 Divugación Supervisión de procesos en a pama de tu mano José Afredo Sánchez López y Afredo Espinosa Reza Resumen Una tendencia cada vez más común en e desarroo de software es e uso de componentes orientados a servicios. Una forma de uso de componentes que ha existido siempre en a tecnoogía de Microsoft ha sido o que se conoce como servicios Windows. Estos servicios tienen a característica de trabajar como proveedores de funcionaidad a mútipes apicaciones, ejecutándose en e entorno de a pataforma de Microsoft. Así como os servicios de Windows proporcionan interoperabiidad entre apicaciones, existen os conocidos Servicios Web que brindan interoperabiidad entre sistemas y pataformas heterogéneas distribuidas en una red. Una forma de apicar esta tecnoogía es a integración de os sistemas de supervisión de procesos, desde os sistemas de monitoreo en panta hasta as apicaciones móvies, empresariaes y ejecutivas. En este contexto, a Gerencia de Supervisión de Procesos (GSP) de IIE ha desarroado un prototipo de Servicio Web para pubicación de datos OPC (OLE for Process Contro) y expotación de a información adquirida en tiempo rea, a través de apicaciones en dispositivos móvies. Introducción Actuamente, os estándares han estabecido diversas arquitecturas abiertas e interfaces caras como bases para a interoperabiidad, incuso entre sistemas de diferentes fabricantes. Como consecuencia de as arquitecturas abiertas es posibe a innovación continua, ya que as apicaciones pueden operar en diversos ámbitos heterogéneos, es decir, a no haber mercados cerrados, os fabricantes de hardware y software deben estar ofreciendo mejores desarroos continuamente. Otro de os beneficios en e empeo de estándares aceptados por a industria, es mayor confiabiidad y menor riesgo de obsoescencia de os productos. La Gerencia de Supervisión de Procesos de IIE ha desarroado un prototipo de Servicio Web para pubicación de datos OPC (OLE for Process Contro) y expotación de a información adquirida en tiempo rea, a través de apicaciones en dispositivos móvies. 47

6 Boetín IIE Divugación En a integración de os sistemas de supervisión de procesos es muy común e uso de a interfaz de datos estándar conocida como OPC (OLE for Process Contro) para os sistemas de adquisición de datos, mientras que para e manejo y transferencia de datos, entre os sistemas de supervisión de procesos y os sistemas empresariaes, ha madurado e concepto de servicios Web con XML como enguaje de especificación de datos. Adicionamente, a tecnoogía de comunicación inaámbrica se está panteando como una nueva funcionaidad para ser integrada dentro de os procesos industriaes (Luanco, 2009), (Vasseur, 2009), (Schmitt, 2009) y (Koizumi, 2009). En este sentido, debido a as características en e tiempo de respuesta y desempeño en e uso de protocoo IP, as apicaciones industriaes se han enfocado a a funcionaidad de mantenimiento industria y monitoreo móvi de procesos, como e uso de dispositivos móvies y sensores inaámbricos para crear un cuarto de contro virtua en a panta, ayuda a os operadores de campo, monitoreo de radiación en ínea, entre otros (Pestonesi, 2009), (Morten, 2009) y (Dionis et a, 2009). En este artícuo se presenta a estrategia para evar os datos de proceso concentrados en servidores OPC a dispositivos móvies tipo Pam, SmartPhone, iphone y BackBerry, combinando tres tecnoogías orientadas a a integración e interoperabiidad de sistemas y apicaciones en dominios ocaes y de red: estándar OPC, servicios Windows y servicios Web. Sistemas de contro distribuido y sistemas de supervisión de procesos Un sistema de contro distribuido (DCS) se refiere a un sistema de contro cuyos eementos controadores no están centraizados, sino distribuidos en a panta, en donde cada subsistema de proceso es controado por uno o más controes y/o actuadores de manera coordinada. E sistema competo está conectado por redes de comunicación y monitoreo. Normamente, os buses de campo (red secundaria) conectan os controadores distribuidos con un controador centra (figura 1), éste utiiza sistemas de supervisión de procesos conocidos como SCADA (Supervisory Contro And Data Acquisition) para coocar interfaces de usuario y consoas en os cuartos de contro. Figura 1. Arquitectura típica de un sistema de contro industria. Las diferencias entre os sistemas DCS y SCADA están resatadas principamente en términos de confiabiidad, atencia y veocidad de comunicación en a tecnoogía de comunicaciones. Mientras os sistemas DCS son sistemas dedicados, utiizados para e contro de procesos que están en ejecución continua, por o que requieren ata disponibiidad y robustez en a operación de a red industria o red de campo. Por otra parte, os sistemas SCADA han buscado a combinación de protocoos basados en bus de campo (normamente propietarios) con extensiones para operar sobre e estándar de red abierto TCP/IP. La faciidad de operar en dos ambientes de red ha permitido incorporar os SCADA en redes corporativas, con a finaidad de compartir a información de procesos con apicaciones empresariaes. Recientemente OPC se ha convertido en una soución aceptada para intercomunicar diferentes pataformas de hardware y software, permitiendo a comunicación entre dispositivos que no están orientados a formar parte de a red industria. 48

7 abri-junio-10 Divugación Tecnoogía OPC OLE for Process Contro (OPC) es una interfaz de datos estándar de comunicación en e campo de contro y supervisión de procesos ( E principa objetivo de a tecnoogía OPC es eiminar a necesidad de que todos os programas cuenten con drivers para diaogar con mútipes fuentes de datos, manejando a comunicación con un soo driver OPC. En a supervisión de procesos as apicaciones necesitan una manera común de acceder a os datos de cuaquier fuente, ya sea mediante un dispositivo eectrónico que se comunica directamente a os instrumentos de campo o a través de equipos de cómputo que contienen bases de datos de proceso. Independientemente de dispositivo o equipo, os fabricantes de hardware sóo tienen que hacer un soo conjunto de componentes de programa para que os usuarios os utiicen en sus apicaciones. De igua manera, os fabricantes de software no tienen que adaptar os drivers ante cambios de hardware. La figura 2 muestra a estructura básica de conexión de mútipes apicaciones utiizando un mismo tipo de interfaz OPC accediendo a os distintos tipos de servidores con un soo estándar de comunicación. Figura 2. Arquitectura de conexión de sistemas mediante interfaz OPC. Figura 3. Arquitectura de conexión con interfaces especiaizadas punto a punto. La figura 3 muestra un probema común en e desarroo de apicaciones que requieren de mútipes fuentes de información, ya que antes era necesario e desarroo de interfaces excusivas o especiaizadas de comunicación a dispositivos y equipos diversos. La figura 4 esquematiza a ventaja que representa e uso de a tecnoogía OPC en a reducción de desarroo/mantenimiento/actuaización de interfaces de datos para conexión a dispositivos y equipos diversos (incusive de marcas diferentes). Figura 4. Arquitectura de conexión con interfaces estándar OPC. 49

8 Boetín IIE Divugación E continuo esfuerzo de mejorar as especificaciones OPC está motivado, principamente, en a integración de sistemas en un entorno heterogéneo de pataformas de hardware y software, con acceso a dispositivos de campo de mútipes fabricantes, como se representa en a figura 5. Figura 5. Arquitectura de conexión con interfaces estándar OPC. Servicios Windows Actuamente a paabra servicios se está convirtiendo en un concepto muy común para referirse a a interoperabiidad entre apicaciones y sistemas. Generamente, a simpe paabra es referida a sistemas distribuidos ejecutándose en diferentes pataformas de hardware y software. Sin embargo, os servicios han sido utiizados por argo tiempo en ambientes ocaes de sistema operativo Windows para proporcionar funcionaidad a as diferentes apicaciones ejecutadas en e mismo ambiente. Un servicio Windows es un programa que se ejecuta de forma continua, proporciona funciones específicas y sin interacción con e usuario (MSDN Library). E servicio es ejecutado de forma ocuta en un ambiente mutitarea. Los servicios de Windows pueden configurarse para iniciar automáticamente a a par de sistema operativo y permanecer en ejecución mientras e sistema o esté. Además, os servicios son utiizados para muchos procesos de segundo pano (background), debido a su capacidad de restabecerse sin a interacción de usuario. Por eo, un servicio Windows es viabe para e desarroo de souciones de funcionaidad continua y robusta, así como de ata capacidad de procesamiento y/o desempeño. Para e propósito de este artícuo se ha impementado a interfaz OPC dentro de un servicio Windows, que opere de forma independiente y continua, exponiendo interfaces para as diversas apicaciones que requieran datos de os servidores OPC, como se muestra en a figura 6. Figura 6. Arquitectura de interfaz OPC dentro de un servicio Windows. Debido a que un servicio Web puede operar en e mismo contexto de ejecución que un servicio Windows, esto resuta en una estrategia combinada para proveer a robustez de os servicios Windows y a interoperabiidad de os servicios Web en un sistema heterogéneo distribuido en pataformas de software y hardware ( y ( deveoper.com/services/artice.php/ ). 50

9 abri-junio-10 Divugación Servicios Web E grupo de trabajo W3C define os servicios Web como un sistema de software diseñado para soportar a interacción de máquina a máquina interoperabe en una red. Un servicio Web provee una descripción de interface de servicio abstracta, con a finaidad de permitir a os usuarios de servicio ubicar e invocar e servicio, utiizando mensajes basados en XML. Por o tanto, a interacción entre os sistemas es independiente de a pataforma (neutraidad tecnoógica). E modeado de servicio y os mecanismos de intercambio de datos son as bases para entender e desarroo de as arquitecturas de servicios Web (Pah, 2007), (Aonso et a, 2004), (Bass et a, 2003) y (Newcomer y Lomov, 2005). Agunas de as ventajas de os servicios Web incuyen: Interoperabiidad entre apicaciones de software. Basado en texto y en consecuencia de fáci acceso a su contenido (incuso contenido egibe por humanos). Utiizan a seguridad de un firewa sin requerir cambiar as regas de fitrado. Tienden a proveer servicios integrados y software distribuido geográficamente. Interoperabiidad de pataformas por medio de protocoos estándares y abiertos. Por otro ado, os servicios Web tienen agunos inconvenientes como son: Para reaizar transacciones no pueden compararse en su grado de desarroo con os estándares abiertos de computación distribuida como CORBA (Common Object Request Broker Architecture). E rendimiento es bajo si se compara con otros modeos de computación distribuida, taes como RMI (Remote Method Invocation), CORBA o DCOM (Distributed Component Object Mode). Es uno de os inconvenientes derivados de adoptar un formato basado en texto. Se basan en HTTP, por o que pueden esquivar medidas de seguridad basadas en firewa, cuyas regas tratan de boquear o auditar a comunicación entre programas en ambos ados de a barrera. En genera, se pueden istar as siguientes razones para utiizar os servicios Web: Se basan en HTTP sobre TCP en e puerto 80 (puerto que utiizan os navegadores y por o tanto no está boqueado). Sus interfaces son fácies de acceder. Independencia entre a apicación que usa e servicio Web y e propio servicio. Escaabiidad a construir grandes apicaciones a partir de componentes distribuidos. Para propósitos de presente artícuo, e servicio Web se ha utiizado para ser e medio de acceso estándar mutipataforma para os datos obtenidos de servidor OPC. En a figura 7 se muestra esquemáticamente a interfaz OPC encapsuada en un servicio Windows para brindar un medio de acceso común a todas as apicaciones que operen en e ambiente oca. La funcionaidad de servicio de Windows es utiizada por e servidor Web para exponer e acceso a servidor OPC, a través de interfaces estándares a diversos ambientes heterogéneos en a red, ya que se tiene un acceso estándar a os datos de servidor OPC en e servidor Web; os dispositivos móvies tipo Pam, SmartPhone, iphone y BackBerry pueden hacer uso de as interfaces expuestas en e servidor Web. Una de as razones para estabecer como medio de acceso un servicio Web en os dispositivos móvies, es a faciidad de distribuir as apicaciones con respecto a a instaación y configuración de una interfaz OPC competa en e dispositivo. Además, a mayoría de os dispositivos móvies trabajan con sistemas operativos no compatibes con OPC. Figura 7. Arquitectura de interfaz OPC para dispositivos móvies. 51

10 Boetín IIE Divugación Supervisión de procesos en dispositivos móvies La supervisión de procesos en dispositivos móvies ofrece apoyo para as tareas de campo de os operadores. Agunas de as apicaciones comunes incuyen: Monitoreo de condiciones de proceso y detección de discrepancias en ínea por e operador de campo. Acceso a procedimientos de forma remota con ectura de datos en ínea. Apoyo en a ejecución y supervisión de tareas de campo. Recopiación de resutados y condiciones finaes de proceso. Ayuda en ínea con despiegue de maniobras que incuyen condiciones de proceso, objetivo de a maniobra y resutados de as acciones de operador de campo. Supervisión de condiciones operativas en campo. Supervisión remota (por Internet) de as condiciones operativas de proceso en tiempo rea, incuyendo aarmas, estados y variabes de contro. Con e apoyo de os dispositivos móvies y a supervisión de proceso en ínea por e operador de campo, se consideran beneficios como a reducción en os tiempos de mantenimiento y en a atención de faas, apoyo en a ejecución de procedimientos y maniobras, coaboración remota entre equipos de trabajo, anáisis de estado de proceso directamente en campo, entre otras. Figura 8. Arquitectura de SAO con apoyo de dispositivos móvies. La figura 8 muestra a impementación simpificada de a funcionaidad de monitoreo móvi de as maniobras de operación que e Sistema de Ayuda a a Operación (SAO) proveerá a un operador de campo en a ejecución de un procedimiento operativo. Actuaidad en e mercado y ventaja estratégica de desarroo en a GSP En a actuaidad existen apicaciones disponibes en e mercado para proveer as funcionaidades especificadas en e estándar OPC con conexión a dispositivos e instrumentos de proceso de diversos fabricantes, taes como Software toobox ( Resovica ( Advoso ( Nationa Instruments (www. ni.com), entre otros. Sin embargo, en a Gerencia de Supervisión de Procesos (GSP) de Instituto de Investigaciones Eéctricas se ha determinado como estrategia contar con una pataforma de desarroo propia, para ofrecer os servicios de innovación en e área de sistemas de supervisión de procesos. La GSP cuenta con especiaidades técnicas que incuyen adquisición de datos, software en tiempo rea, interfaces hombre-máquina e integración de sistemas, con e objetivo de ofrecer sistemas de información en tiempo rea, requeridos para a supervisión de procesos, diagnóstico y predicción de eventos, así como para e apoyo en a toma de acciones oportunas que permitan mejorar os índices de desempeño de centraes, subestaciones, centros de distribución de energía eéctrica y otras industrias con necesidades afines ( Para a GSP es importante contar con independencia tecnoógica para ser competitiva en e desarroo de sus productos, además de asegurar sistemas integraes rentabes, eficaces, innovadores y que cumpan con a fexibiidad requerida por sus cientes. 52

11 abri-junio-10 Divugación En e área de adquisición de datos basado en e estándar OPC, a GSP considera as siguientes razones en e desarroo de su propia pataforma: E IIE es propietario de a pataforma de desarroo. No se está sujeto a programas de icenciamiento. Existe un contro tota de código fuente. Es posibe a personaización en función de as necesidades de desarroo. No es ofrecido como producto aisado, sino como parte de sistemas integraes de supervisión. Es posibe incorporar as funcionaidades específicas de cada proyecto. La GSP ha madurado su pataforma de desarroo en e área OPC, a través de proyectos que han servido de referencia para respadar as características istadas como justificación estratégica para e desarroo de su pataforma OPC: Proyecto Sistema de Ayuda a a Operación (SAO): Personaización de servidor OPC para reproducir a operación histórica (pay back), con fines de anáisis y prueba de móduos en desarroo. Base de datos común de operación de SAO y de configuración de ciente OPC. Macros de conexión a servidores OPC en Exce. Proyecto de conexión de servidor OPC a dispositivos con protocoo DNP3: Concentrador de datos de mútipes dispositivos basados en DNP3. Detección automática de variabes de móduo DNP3. Manejo de aarmas y propiedades personaizadas de área de Distribución. Configuración basada en XML común para os móduos DNP3 y e servidor OPC. Proyecto viscosímetro virtua: Servicio Windows de conexión a un servidor OPC. Proyecto de sistema de diagnóstico termo-económico: Detección automática de condiciones de bajo desempeño térmico en e proceso. Estimación de índices de comportamiento energético. Actuamente, a GSP ha incorporado a pubicación Web para monitoreo móvi en a pataforma de desarroo OPC. Iniciamente, esta funcionaidad estará incorporada en e Sistema de Ayuda a a Operación (SAO) para e monitoreo móvi de recomendaciones de operación, monitoreo de parámetros operativos, monitoreo de variabes en ínea y gráficas de tendencia. Debido a a experiencia que a GSP tiene en e anáisis e impementación de protocoos, se están evando a cabo negociaciones para a utiización de a pataforma OPC para e desarroo de concentradores de datos de sistemas egados y su correspondiente conversión a OPC, para su expotación de manera estándar. Reconocimiento Este trabajo es resutado de a iniciativa de Dr. Savador Gonzáez Castro, Director de a División de Sistemas de Contro, y de Dr. Roando Nieva Gómez, Director de a División de Sistemas Eéctricos, quienes apoyaron para que un investigador de a Gerencia de Supervisión de Procesos asistiera a evento organizado por Internationa Eectric Research Exchange (IERE) y EDF 2009 IT Integration France Workshop en mayo de (Luanco, 2009), (Vasseur, 2009), (Schmitt, 2009) y (Koizumi, 2009). 53

12 Boetín IIE Divugación Referencias E. Luanco, Ventyx roadmap for nucear generation, Presentación en 2009 IT Integration France Workshop, IERE-EDF ( Chatou, Francia, Mayo JP. Vasseur, The Internet of Things / Sensor Networks, Presentación en 2009 IT Integration France Workshop, IERE-EDF ( Chatou, Francia, Mayo L. Schmitt, Future Automation & IT Architectures for future Positive Grid Operation, Presentación en 2009 IT Integration France Workshop, IERE-EDF ( Chatou, Francia, Mayo M. Koizumi, The appication of RFID technoogy to enhance IT support sytems used in the inspection of industria systems, Presentación en 2009 IT Integration France Workshop, IERE- EDF ( Chatou, Francia, Mayo D. Pestonesi, Advanced ICT appications for power pant O&M, Presentación en 2009 IT Integration France Workshop, IERE- EDF ( Chatou, Francia, Mayo G. Morten, Outage, maintenance and decommisssioning Virtua reaity, Presentación en 2009 IT Integration France Workshop, IERE-EDF < Chatou, Francia, Mayo F, Dionis, R. Aubin, R. Catteau, Te-Me project: Handhed devices for more effective on-fied operation, Presentación en 2009 IT Integration France Workshop, IERE-EDF ( Chatou, Francia, Mayo OPC foundation. Disponibe: MSDN Library Librería Microsoft Deveoper Network. A. Needeman, Combine Web and Windows Services to run your ASP.NET code at schedued intervas, MSDN magazine. Disponibe: aspx, 2005, consutada e 21/05/2009. J. Juday, A Windows, Service Soution for Unreiabe Web Services, Deveoper.com. Disponibe: com/services/artice.php/ , consutada e 21/05/2009. Word Wide Web Consortium, Web Services Architecture, Disponibe: , consutada e 21/05/2009. C. Pah, Semantic mode-driven architecting of service based software systems, Information and Software Technoogy, Vo. 49, 2007, pp G. Aonso, F. Casati, H. Kuno, V. Machiraju, Web services Concepts, architectures and appications, Springer-Verag; Berin, L. Bass, P. Cements, R. Kazman, Software architecture in practice, SEI Series in software engineering, Second Ed, Addison- Wesey, Boston; E. Newcomer, G. Lomow, Understanding SOA with web services, Addison-Wesey; Boston; Software Too Box Inc. Disponibe: Resovica Inc. Disponibe: Advoso Inc. Disponibe: Nationa Instruments Corporation. Disponibe: Gerencia de Supervisión de Procesos. Disponibe: mx/automatiza JOSÉ ALFREDO SÁNCHEZ LÓPEZ [jas@iie.org.mx] Ingeniero en Eectrónica egresado de Instituto Tecnoógico de Orizaba en Maestro en Ciencias por The University of Edinburgh en Ingresó a a Gerencia de Supervisión de Procesos de IIE en 1994, ha participado en proyectos de desarroo de agoritmos de contro avanzado y sistemas de monitoreo de procesos en tiempo rea. Actuamente participa en proyectos de desarroo de sistemas de supervisión y diagnóstico en ínea, apicando tecnoogías basadas en componentes y enguajes de programación orientados a objetos. Obtuvo a certificación como desarroador de LabVIEW. Su área de interés es a integración de sistemas de contro y monitoreo de procesos con sistemas de gestión y anáisis en ínea. ALFREDO ESPINOSA REZA [aer@iie.org.mx] Ingeniero Mecánico Eectricista, en e área de Eectricidad y Eectrónica, egresado de a Universidad Naciona Autónoma de México (UNAM) en Ingresó a IIE en 1995 en donde desarroa e integra sistemas de información en tiempo rea para centraes generadoras de energía eéctrica, subestaciones y redes de distribución. Sus áreas de investigación incuyen a arquitectura e infraestructura de interoperabiidad semántica para os Sistemas de Gestión de a Distribución (DMS) soportada por e Modeo de Información Común (CIM). Recientemente coordinó e desarroó de Simuador de Sistema Eéctrico de Distribución para os centros de contro de distribución de a CFE. De izquierda a derecha: Afredo Espinosa Reza y José Afredo Sánchez López. 54

13 abri-junio-10 Tendencias tecnoógicas Anáisis de estado de arte y de a práctica en a apicación de modeo CIM en empresas eéctricas José Afredo Sánchez López, Afredo Espinosa Reza y Rosa Genoveva García Espinosa Resumen Las empresas eéctricas han basado sus sistemas de información en diferentes modeos para amacenar, manejar e intercambiar datos entre sistemas y entre apicaciones. Debido a esta variedad de formatos, a integración y actuaización resutan compicadas y costosas. Actuamente, diferentes empresas eéctricas arededor de mundo están adoptando e modeo CIM para mejorar a interoperabiidad de sus sistemas de información interna y externamente. Este artícuo presenta e resutado de revisar e estado de arte en e desarroo de modeo CIM, así como e estado de a práctica de su impementación y uso en empresas eéctricas, de manera que a información aquí contenida permita tener una visión más ampia acerca de desarroo y utiización de este modeo, y sirva de soporte para a toma de decisiones en a adopción e impementación en os sistemas de información de as empresas eéctricas de México y otros países. Introducción Diferentes empresas eéctricas, arededor de mundo, han utiizado e modeo CIM para impementaro en sus sistemas de información, con e propósito de mejorar a interoperabiidad, tener mayor contro en e intercambio de datos, disminuir os costos de mantenimiento de software y garantizar e buen funcionamiento de sus sistemas de información de manera integrada. La gran cantidad de formatos de intercambio de información, a dificutad de integración de os sistemas aisados dentro de cada empresa, a extensa variedad de paquetes de software y de arquitecturas disponibes, así como a necesidad de compartir información entre as diferentes compañías energéticas, se han convertido en un probema creciente. Las organizaciones dedicadas a desarroo de tecnoogías de a información pantearon este probema y decidieron desarroar y adoptar un modeo para a impementación e integración de sistemas de información en empresas eéctricas, en e que existiera un formato estándar para a descripción, manejo e intercambio de datos, con un menor costo de mantenimiento de software y que acanzara una mayor interoperabiidad entre os sistemas de información (Niesen y King, 2008). 55

14 Boetín IIE Tendencias tecnoógicas Como respuesta a esta probemática, a Internationa Eectrotechnica Commission (IEC) desarroó as normas IEC e IEC 61968, as cuaes describen os componentes de un sistema eéctrico, considerando a transmisión, distribución y comerciaización, así como as reaciones entre éstos. Ambos estándares conforman y definen e modeo denominado Common Information Mode (CIM) para sistemas eéctricos. E CIM es un modeo de información estándar para empresas eéctricas, basado en enguaje UML (Unified Modeing Language). En este modeo se representan objetos de mundo rea y sus reaciones, con e propósito de crear un sistema de información que pueda ser utiizado entre diferentes apicaciones para e manejo e intercambio de datos (McMorran, 2007). E modeo CIM está orientado hacia: Sistemas de Gestión de Distribución/Energía (EMS y DMS). Sistemas de Paneación de Distribución/ Transmisión. Sistemas de Gestión de Bienes y Trabajo. Sistemas de Información de Ciente. Sistemas de Información Geográfica. Sistemas de gestión de faas. Sistemas de gestión de persona y cuadrias. Diferentes empresas eéctricas, arededor de mundo, han utiizado e modeo CIM para impementaro en sus sistemas de información, con e propósito de mejorar a interoperabiidad, tener mayor contro en e intercambio de datos, disminuir os costos de mantenimiento de software y garantizar e buen funcionamiento de sus sistemas de información de manera integrada. E propósito de utiizar un modeo común de intercambio de datos es comenzar a impementar una infraestructura orientada a a red eéctrica inteigente o Smart Grid, cuya apicación invoucra tanto a as empresas eéctricas como a proveedores de tecnoogía y servicios de automatización, y por su puesto a consumidor (Mackiewicz, 2008). La eectricidad fuye de a misma forma en cuaquier parte de mundo, por o tanto, podemos construir un modeo que todos podamos utiizar y de que todos podemos beneficiarnos [ ] acanzar estos grandes objetivos sería una tarea difíci de emprender sin e CIM (Mackiewicz y Synder, 2008). CIM Users Group E CIM Users Group (CIMug) es una organización sin fines de ucro que está dedicada a a promoción de a portabiidad e interoperabiidad de apicaciones existentes, así como a a instaación fáci de nuevas apicaciones a través de uso de estándares como e CIM, e bus de mensajes y a especificación de acceso común a datos. E CIMug no escribe estándares, su misión es gestionar y comunicar cuestiones reativas a modeo CIM, además de servir como e principa medio para su desarroo y mejora ( Saxton, 2008). 56

15 Impementación de CIM en empresas eéctricas abri-junio-10 Tendencias tecnoógicas A continuación se presentan agunas de as empresas que han decidido adoptar y utiizar e modeo CIM como parte de sus procesos sustantivos: a) PacifiCorp Es uno de os mayores proveedores de eectricidad en Estados Unidos, con 1.7 miones de cientes. Produce más de 10,400 MW a partir de diversas fuentes de energía. En 1999, PacifiCorp adoptó e modeo CIM como estándar para a integración de apicaciones, e cua se utiizó para e diseño de mensajería, bases de datos de nuevos proyectos y herramientas de mantenimiento de sistema EMS/SCADA. Para a creación, manejo y mantenimiento de os mensajes se utiizó Xtensibe MDI Workbench (Pai y Dietz, 2007; Saxton, 2009). Agunas de as concusiones que resata PacifiCorp incuyen: Tener un vocabuario común reduce maa interpretación semántica. La reutiización de os mensajes minimiza os costos de integración. Se requiere un mínimo de conocimientos en diseño de apicaciones internas. b) Long Isand Power Authority (LIPA) Principa proveedor de energía eéctrica en Long Isand, Nueva York, con más de 1.1 miones de cientes, es a tercera empresa eéctrica más grande de Estados Unidos. LIPA está utiizando tecnoogía basada en e CIM para integrar y automatizar apicaciones que combinen tiempo rea y datos históricos provenientes de varios sistemas, para soportar centros de contro de operaciones y administradores de datos. Además, su poítica para a estandarización e integración de datos está basada en e CIM. Agunas de as características en e uso de modeo CIM en a compañía incuyen: Impementación de una infraestructura estándar para garantizar a compatibiidad de datos. Integración y actuaización automática de datos, así como su sincronización y manejo entre varios sistemas. Utiización de un bus de integración (IB) basado en e CIM, a través de cua se accede a todos os datos SCADA de transmisión y distribución, usando XML para e envío y recepción de mensajes. Compatibiidad de datos entre apicaciones provenientes de os diferentes sistemas e incuso de otras compañías. Integración de procesos y subprocesos utiizando una arquitectura tipo Service-Oriented Architecture (SOA) y procesamiento en tiempo rea. Utiización de interfaces tipo Generic Interface Definition (GID) para a integración de diversas fuentes de datos con os históricos y de tiempo rea. LIPA ya está observando os beneficios y está incrementando su compromiso con e concepto y a tecnoogía (Hervey, 2008). c) Caifornia Independent System Operator Corporation (CAISO) Compañía que tiene a su cargo a administración de a red de energía eéctrica en Caifornia, Estados Unidos. Recientemente aprobó un programa de actuaización de sus sistemas de información amado Market Redesign and Technoogy Upgrade (MRTU). Con este programa CAISO adoptó e CIM como modeo para direccionar su red de información tecnoógica, de manera que e intercambio de datos entre sistemas y apicaciones sea fexibe y efectivo. CAISO buscaba disminuir os costos de mantenimiento mediante e desarroo de nuevos sistemas basados en una arquitectura más abierta y fexibe. Dentro de proyecto MRTU a integración se evó a cabo basándose en e modeo CIM, se utiizó e estándar CME (CIM Market Extensions) de a norma IEC para e Sistema de Mercado, para e envío de datos entre sistemas se utiizaron mensajes XML y se utiizaron interfaces API para e manejo de datos de EMS. Los siguientes principios fueron propuestos e impementados en e programa MRTU: Utiizar e CIM como modeo para a integración e intercambio de datos entre apicaciones y sistemas, os cuaes pueden ser adquiridos de diferentes proveedores que manejen este estándar. Estudiar os sistemas que forman parte de a red de información tecnoógica y determinar sus requerimientos para e intercambio de datos. Asegurar a compatibiidad con os sistemas de a empresa agregando as extensiones necesarias a modeo, ya que a naturaeza abstracta de CIM e da a fexibiidad de ser apicado según os requerimientos de cada organización y sus diferentes proyectos, así como deimitar sus acances. Las extensiones se agregaron definiéndoas como opcionaes, de manera que pudiera soportar datos de entrada/saida sin que se conviertan en parte de estándar CIM y evitar a dupicidad a agregar un nuevo atributo. 57

16 Boetín IIE Tendencias tecnoógicas Modear a gobernabiidad para asegurar que cuaquier cambio en e protocoo de intercambio de datos esté aprobado por una autoridad, o que ayuda a tener una mayor coordinación y contro. Como resutado, CAISO fue capaz de desarroar un modeo semántico compatibe con os sistemas de información egados de a empresa. Uno de os objetivos principaes era ograr visuaizar e congestionamiento en as íneas de transmisión con un día de adeanto, y no sóo en tiempo rea. La impementación de CIM dentro de CAISO permitió minimizar os probemas causados por a transformación innecesaria de datos en e sistema de tiempo rea. Asimismo, a utiización de modeo CIM en esta empresa demostró que a estandarizar os sistemas de intercambio de datos, e uso de recursos se hace más efectivo y as actuaizaciones se evan a cabo de manera más rápida y menos costosa (Haq et a, 2008). d) Éectricité de France (EDF) Es uno de os más grandes productores de eectricidad en e mundo, es a principa compañía eéctrica en Francia que se dedica a a generación y distribución de energía. En 2003 producía e 22% de a eectricidad de a Unión Europea, principamente a partir de energía nucear. En 2004, EDF inició un proyecto amado Cimergy, para automatizar sus procesos empresariaes con e propósito de estabecer una metodoogía, herramientas y estándares para impementar una infraestructura basada en integración semántica, o cua permite agrupar muchas fuentes de datos en una soa entidad de información (Lambert, 2006). Los objetivos de proyecto Cimergy incuyen o siguiente: Reducir e tiempo de diseño teniendo una estructura y vocabuario comunes. Reducir errores de funcionamiento causados por incoherencia en a información. Impementación más rápida de as apicaciones de funcionaidad y de os procesos de negocios. Reducir costos de mantenimiento y extensión de apicaciones. Uno de os enfoques de proyecto fue e desarroo de interfaces API basadas en CIM, as cuaes se definieron para apicaciones de ato, medio y bajo votaje, agunas se pusieron en operación conectadas a sistema GIS de EDF. Asimismo, otras de estas interfaces se evaron a cabo como prototipos trabajando bajo perfies CIM y fueron demostradas durante pruebas de interoperabiidad, organizadas por e Eectric Power Research Institute (EPRI). Las pruebas de interoperabiidad son esenciaes para estabiizar e CIM y expandir su uso en e mercado, así como para obtener retroaimentación acerca de cómo se está impementando en otras empresas eéctricas y proveedores (Lambert, 2008). Agunos beneficios que se obtuvieron con este proyecto son: Metodoogía reusabe, debido a diseño extensibe y adaptabe. Integración más rápida de os sistemas de apicación, ya que a información permite mejorar a capacidad de EDF para reaccionar más pronto ante os cambios empresariaes, a mismo tiempo que provee a información correcta a os usuarios. Mejorar a capacidad de integrar procesos de negocio entre apicaciones Commercia off-the shef (COTS), disminuyendo a dependencia de vendedores individuaes. También se desarroó un proyecto pioto para os Centros de Distribución de EDF, e cua invoucra a integración de os sistemas GIS-DMS de a empresa. E propósito fue renovar estos sistemas con os siguientes objetivos: Asegurar a integración de sistema DMS en e ambiente de apicaciones de EDF. Limitar e mantenimiento manua de DMS y de as apicaciones a as que se conecte. Resover incoherencias semánticas. Mantener y aumentar a independencia de as apicaciones. 58

17 abri-junio-10 Tendencias tecnoógicas e) E Modeo MSITE E objetivo de un modeo de intercambio goba es tener a posibiidad de reutiizar e mismo modeo para todos os sistemas de intercambio de información en e ámbito. EDF desarroó un modeo de intercambio y en 2007 dio a conocer a primera versión de MSITE, un modeo estándar basado en e CIM para ERDF (Éectricité Réseau Distribution France), quitando o agregando as extensiones necesarias para e sistema, principamente para a descripción de os nivees de votaje. La versión más reciente es MSITE 2.1 (actuaizada en 2009). Características: Dedicado a a descripción de a red de distribución de EDF. Rango de información más ampio que e de Common Distribution Power System Mode (CDPSM). Utiiza a información de CIM que se adapte mejor a as necesidades de contro de activos. La evoución de su cico de vida se basa en as necesidades de EDF, no en as versiones de CIM. Si hay necesidad de hacer una nueva extensión se toma en cuenta a útima versión de CIM. En 2008, EDF estabeció un pan de ejecución para impementar esta Aproximación a CIM en su sistema de información. Este pan toma en cuenta e estado de modeo de referencia y o estabecido por e IEC WG14 a finaes de ese mismo año. Uno de os retos de distribución para e 2015 es e desarroo de una pataforma de integración CIM amada DIGI2TAL (DIstribution Grid Inteigence InTegrAtion Laboratory), su función será faciitar a integración de nuevos prototipos reacionados con as necesidades de negociación de as empresas eéctricas (como e contro de votaje o predicción de cargas), así como promover a reusabiidad e interoperabiidad, por o que se panearon evar a cabo pruebas de interoperabiidad hacia finaes de E propósito de a empresa es que en os próximos años se pueda generaizar e uso de modeo MSITE para os proyectos de operación de Éectricité de France (Efantin et a, 2009). Tecnoogía utiizada para a impementación de CIM SOA (Service Oriented Architecture) SOA es un conjunto de directrices destinadas a acopar interfaces funcionaes definidas. Estas interfaces encapsuan os procesos empresariaes, es decir, as tareas específicas de comerciaización como a conexión de servicio, a ata de nuevos cientes, etc. Figura 1. Visión de SOA (Arquitectura Orientada a Servicios). La construcción de apicaciones se reaiza mediante a conexión de os servicios en conjunto, dentro de fujos de negocio y a través de una técnica amada orquestación. Los servicios son expuestos a os usuarios mediante WSDL (Web Services Definition Language), un método específico de apicación de SOA, e cua hace os servicios más accesibes a través de protocoos de Internet (Zhu, 2003). Generamente SOA utiiza e enguaje XML para a creación de os mensajes que se intercambian entre servicios. No obstante, es importante subrayar que SOA es un marco de referencia, una arquitectura que por sí soa no puede ser impementada, a menos que tenga una apicación. 59

18 Boetín IIE Tendencias tecnoógicas SSOA (Semantic Service Oriented Architecture) SOA únicamente estabece, por sí soa, a arquitectura, estructura, medios y formatos de mensajes, por ejempo WSDL y XML, pero e mensaje enviado entre apicaciones puede contener cuaquier secuencia o información en cuaquier orden, estructura o jerarquía, independientemente de si a apicación que o recibe está capacitada para interpretaro adecuadamente. Figura 2. Arquitectura semántica basada en estándares. SSOA es a apicación de a arquitectura de servicios SOA a través de un bus de servicios empresariaes (ESB) que provea as características necesarias para a impementación, así como e uso de un modeo de información y enguaje común que faciite a integración de apicaciones a a infraestructura estabecida, de manera que os mensajes enviados entre apicaciones estén obigados a respetar un esquema y/o modeo semántico común. Bus empresaria para transporte de mensajes Existen diferentes tipos de buses destinados a mejorar a interoperabiidad de os sistemas de información. A continuación se revisa brevemente a tecnoogía existente (IBM, 2007; Ran y Kumar, 2004): Enterprise Information Bus (EIB): Topoogía arquitectónica que integra todas as fuentes y sistemas de información de soporte, provee entidades de información para as apicaciones a través de diversos protocoos. Message Bus Integration (Message Oriented Middeware - MOM): Se utiiza para transmitir mensajes entre apicaciones, generamente de manera asíncrona. Service Integration Bus (SIB): Es un grupo de uno o más servidores de apicaciones que proporcionan servicios de mensajería asíncrona. Enterprise Service Bus (ESB): Software arquitectónico tipo middeware. Es una infraestructura de conectividad utiizada para integrar apicaciones y servicios dentro de un ambiente SOA. Un ESB no impementa a arquitectura, sino que provee os eementos para que ésta pueda ser impementada. Bus para a empresa eéctrica Agunas de as empresas eéctricas que han adoptado e modeo CIM han utiizado e Utiity Integration Bus (UIB), desarroado por a empresa SISCO, como pataforma de integración para sus sistemas de información. Agunas de as características de UIB son as siguientes ( Soporta un modeo común de intercambio de datos, en particuar, es compatibe con e modeo CIM, o que simpifica a integración de tareas, minimiza as transformaciones de formatos y ofrece un contexto goba de a información. Las apicaciones acceden a as funciones de UIB utiizando interfaces estándar de tipo API. Los servicios para e intercambio de datos utiizan una arquitectura tipo SOA. Utiiza XML para e intercambio de datos de entrada/saida a través de mensajes. Para a impementación de modeo CIM en os sistemas de información, es necesario contar con una herramienta que permita traducir os datos provenientes de as diferentes apicaciones a un enguaje común. 60

19 abri-junio-10 Tendencias tecnoógicas Ventajas de utiizar un Bus de Integración La compatibiidad con estándares internacionaes impica menos dependencia de tecnoogías particuares de cada proveedor. Permite cambiar o mover as fuentes de datos y as apicaciones sin afectar a integración previa, es decir, as actuaizaciones se reaizan de manera más rápida y menos costosa. Permite aisar as apicaciones, de manera que son independientes de amacenamiento, representación y ocaización interna de os datos en e bus y de a forma en que manejen os datos otras apicaciones. Disminuye sustanciamente os costos y e esfuerzo asociado a a impementación y mantenimiento de interfaces de datos entre sistemas. E UIB puede acanzar a integración de varios sistemas heterogéneos de una compañía eéctrica de manera efectiva y aceerar a construcción de sus sistemas de información (Le, 2005). Herramientas Open Source La comunidad interesada en e desarroo y difusión de as normas que definen e modeo CIM, ha desarroado varias herramientas tipo Open Source, gratuitas y de código abierto, as cuaes están disponibes para todos os que estén interesados en e tema, entre as más importantes están: CimToo. Herramienta de propósito genera para manejo de modeos, perfies y esquemas derivados de CIM y otros estándares. Apoya e desarroo y vaidación de modeos semánticos. Además, se encuentra desarroada en formato tipo pugin de a pataforma Ecipse ( CimSpy. Herramienta de a empresa Power info, sirve para exporar y vaidar archivos CIM/XML, fue diseñada para proveer un ambiente integrado de soporte para e intercambio de modeo CIM. Esta herramienta es usada en as pruebas de interoperabiidad de modeo CIM y se ejecuta sobre Microsoft Internet Exporer 5+ sin necesidad de conexión a Internet. Existen versiones empresariaes con funcionaidad extendida, como e manejo de información geospacia de forma gráfica con herramientas GIS integradas ( CimVian. Herramienta de a empresa UISOL, brinda a capacidad de visuaizar, anaizar y editar esquemas RDF basados en CIM, así como archivos de instancias CIM/XML de manera gráfica. Permite manejar mútipes instancias CIM, así como reaizar búsquedas y vaidaciones de modeo ( com/cimvian). Estado de arte: CIM para modeos dinámicos Actuamente e trabajo que se está reaizando sobre e CIM está enfocado hacia e desarroo de un modeo dinámico. E Eectric Power Research Institute (EPRI) inició este proyecto en marzo de Los objetivos principaes consisten en desarroar un modeo común y un conjunto de interfaces basados en CIM, que soporten e intercambio de modeos dinámicos y de datos entre apicaciones de panificación y equipos proveedores, así como entre operaciones y apicaciones de panificación. Este proyecto nace a partir de diferentes necesidades: Reaizar estudios de evauación dinámica como: Anáisis de contingencia. Evauación de condiciones que conducen a un evento catastrófico. Determinar os puntos donde a red necesita ser actuaizada. Reaizar estudios impica evar a cabo simuaciones, as cuaes requieren modeos dinámicos de generadores, cargas y otros dispositivos de red: Modeos mucho más detaados que os que se utiizan para estudios de fujo de carga. Modeos dinámicos cada vez más compejos con mútipes variaciones. Modeos que necesiten mútipes fuentes de datos de diferentes sistemas. Tipos de Modeos Dinámicos: Modeos estándar (aqueos aprobados por IEEE, WECC, RFC, etc.) y modeos definidos por e usuario (boques compuestos por modeos con parámetros escritos por e usuario). Se crearon tres equipos para trabajar sobre este proyecto: Standard Mode Team, User-Defined Mode Team, CIM Modeing Team. Los principaes ogros que se han acanzado son: a determinación de os requerimientos para un modeo dinámico de intercambio de datos, o que conduce a a compiación de éstos para e perfi de intercambio. E siguiente paso es reaizar e mapeo basándose en e modeo CIM (Saxton, 2008). Herramientas cave que se deberán desarroar: Extensiones para e modeo CIM UML. Enfoque de modeado para manejar modeos dinámicos. Nuevos perfies de intercambio para a interoperabiidad entre apicaciones de panificación, apicaciones de operaciones avanzadas, manejo de bienes y fabricantes de equipo. Definición estándar para os casos base de as operaciones. Una pantia para os proveedores de equipos, de manera que puedan proporcionar modeos dinámicos. 61

20 Boetín IIE Tendencias tecnoógicas E modeo CIM en México La Comisión Federa de Eectricidad (CFE) es una empresa de gobierno Mexicano que genera, transmite, distribuye y comerciaiza energía eéctrica para más de 30 miones de usuarios. En 2006, a Gerencia de Supervisión de Procesos (GSP) de Instituto Investigaciones Eéctricas (IIE) obtuvo un contrato para desarroar un proyecto con a Subdirección de Distribución de a CFE, con e objetivo de integrar un simuador de redes de distribución de media y ata tensión. Simuador de SED E proyecto integró un Simuador de Sistema Eéctrico de Distribución (SED), con a característica de que además de as funciones de ingeniería de distribución de os paquetes DMS/EMS comerciaes, considerara a posibiidad de reutiizar a información existente en os sistemas de a CFE y permitiera integrar información en ínea de os sistemas SCADA de os centros de contro, ogrando ejecutar as funciones de ingeniería de distribución y considerando e estado operativo actua de SED. En a primera etapa de proyecto se estabeció e modeo CIM como e modeo de referencia para a definición de un Centro de Operación Divisiona de a CFE, para que os sistemas actuaes de apoyo a a operación se integren en un ambiente de sistemas interoperabes y se ogre una verdadera sinergia entre a información que cada uno maneja, hasta ahora, de manera aisada. Los requerimientos principaes para a impementación de SED fueron: Para vaidación de concepto, e modeo CIM deberá impementarse en un modeo físico mediante una base de datos reaciona. La base de datos principa de simuador deberá estar basada en un manejador estándar y comercia de bases de datos reacionaes. E modeo impementado para e simuador deberá aceptar extensiones de cases para adecuar su operación a os requerimientos de a CFE. Con e objeto de mantener un esquema de impementación o más cercano posibe a modeo conceptua de CIM, cada case de modeo debe ser interpretada y convertida como una taba o entidad de datos en e modeo físico. Vaidación de concepto: Mapeo de modeo CIM En e proyecto se evó a cabo un anáisis detaado para interpretar e modeo CIM para sistemas DMS y EMS (ambas normas), con e objeto de impementar a base de datos principa de SED con e esquema definido por CIM. En este sentido, se desarroó un procedimiento semiautomatizado para mapear e modeo conceptua definido en as normas a un modeo físico sustentado en una base de datos tipo reaciona (RDBMS). Debido a a compejidad de proceso se requiere apicar una herramienta de anáisis que convierta, mediante instrucciones, e modeo conceptua a un modeo físico y se eiminen inconsistencias de reaciones. Posteriormente este modeo se toma y se procesa con una herramienta de software generada como parte de proyecto para estabecer e nuevo modeo en formato script y se corrijan os probemas de tipos de datos compuestos y de tipo diferente a una base de datos reaciona estándar (Espinosa et a, 2007). Figura 3. Esquema de mapeo de modeo CIM de as normas IEC y a un modeo físico. Figura 4. Secuencia para a generación de una base de datos reaciona partiendo de modeo CIM. 62