Trabajo practico Industria 4.0

2.4. Sistemas ciberfísicos y su relación con la inteligencia artificial
Práctica individual de evaluación con compañeros
Realiza un escrito en donde propongas un medidor eléctrico y expliques sus
funciones y beneficios.
Para hablar del medidor quiero empezar con el sistema con el que trabajara el
medidor. Este cuenta con un inversor/cargador de baterías. De ahí saldría como lo
muestra en la figura a un medidor de salida del inversor/cargador. A partir de ahí
va a la carga y al contador bidireccional y de ahí a la red Eléctrica. Como indica la
figura siguiente:
La idea es que el sistema se administre solo con algún tipo de IA. Por lo que el
inversor/cargador estaría en red con el medidor de salida, y con el medidor
bidireccional.
No se electrónicamente como colocaría la IA dentro del medidor bidireccional o
como pondría el equipo de accionamiento de apertura, (no digo un contactor sino
más bien un relé de potencia) por el momento digamos que lo pondría dentro del
medidor bidireccional el cual contaría con un mecanismo de apertura de sistema
para desvincular la red eléctrica del domicilio.
Este medidor cumplirá las funciones de:
 Controlar el consumo interno de la propiedad y a su vez será capaz de cuantificar
lo que la autogeneración por paneles solares aporta a la red eléctrica. Al respetar
Banco de baterías
Paneles Solares
Inversor/cargador
Carga/Domicilio
Red Eléctrica
Medidor Bidireccional
Instrumento de
lectura de salida
baterias

las nuevas normativas el medidor será capaz de darme información de mi saldo.
Si consumí más de la red de lo que yo genere, tendría un saldo en contra. En
cambio sí género más de lo que consumí el medidor debería ser capaz de darme
ese saldo a favor. (kilowatts, precio, consumo) y estos datos se podrían
descargar.
 Tendría un puerto bluetooth y si es posible una conexión a internet. El
bluetooth estaría para que se comunique con un celular y con un permiso libre
para consultar y SOLAMENTE CONSULTAR los datos de consumo para hacer
un cálculo de los costos asociados de consumo. Para que el personal de la
cooperativa que viene a tomar lecturas no cometa errores de trascripción de
valores sino que simplemente descarga la información a un celular u otro
dispositivo que la cooperativa encargada del servicio eléctrico pueda conformar
la boleta.
 No se la viabilidad de agregarle un medidor del Coseno de Phi para poder
controlar en el modo de consumo que no se vaya mucho de valores razonables
(tendientes a Cero) para poder tomar acciones correctivas en el consumo
interno.
 El sistema me gustaría que estuviera todo conectado en red con el medidor
bidireccional para anotar eventos, por ejemplo si observa que las baterías
bajan su carga cercana al 1,1 Volts, va a permitir usar la red para cargarlas.
Esto se debe a que evitaría con ello dañar un equipo costoso (el banco de
baterías no se puede recuperar después de ciertos valores de descarga) y que
es muy útil a la hora de conseguir autonomía cuando los días no acompañan a
la generación solar. Y a su vez me permitiría conocer bien el grado de consumo
cuando el banco de baterías está siendo cargado. Entonces si el reloj interno
de los equipos estuviese sincronizado, el funcionamiento del cargador indicaría
el evento y su hora. Yo podría ver el evento descargado en el celular con una
aplicación o una pc en línea y podría saber exactamente cuánto me estaría
costando recargar a través de la red, no solo en valores de corriente, valores
monetarios, tiempos de carga. Incluso podría hacer un estadístico anual de
cuantos eventos tengo en el año de ese tipo.
 En caso de un corte de luz generalizado el sistema debería estar en línea y
monitoreando para dar un corte total al sistema. Ya que si hay una falla
eléctrica en la línea, no quisiera ser el que esta descargando toda la energía
generada. Sería un gasto sin sentido y estaría involucrando mis equipos como
un posible generador de accidente ya que si hay un problema con la línea de
distribución domiciliara y yo estoy a su vez alimentándola durante un
mantenimiento podría dañar equipos o personas que estén en la línea
interviniendo. Por eso creo que debería incluso darme una alarma al celular en
caso de no estar en mi hogar para que la IA al ver que el medidor bidireccional
no detecta tensión en la red, de la orden que el domicilio quede en “isla” de la
red eléctrica y se mantenga solamente para consumo interno hasta que el
medidor detecte que la alimentación se a repuesto entonces se vuelva a poner
en sincronismo con la red y vuelva a la etapa de generación para la red.
 La IA dentro del medidor también debería ser capaz de detectar cuando hay un
evento de falla interno de las baterías, (algún cortocircuito). Para que en caso

falla generalizada del grupo de baterías durante un día común de generación la
IA pueda tomar una decisión e informarme. Por ejemplo mientras estoy en el
trabajo , ocurre un cortocircuito interno de las baterías. Un evento de esa
naturaleza La IA sea capaz de que antes de que se desconecte directamente el
inversor, dar la orden al inversor de hacer bypass el banco de baterías. No
conozco mucho de las IA, pero la idea es de que lo haga antes que el inversor
lo detecte primero ( es en función de los valores de tensión del banco), No se
quien lo detectaría mas rápido imagino que el inversor pero en caso de que no
lo haga quiero que la IA lo pueda vigilar y tomar acción de Bypass y avisarme a
mi celular. Con esa medida podría aun seguir generando a la red si quiero y
tratar asi de amortizar los costos de reemplazo de las baterías.
Desconozco de la electrónica sobre un dispositivo como este tipo, por lo que voy a
hacer un diseño del medidor en formato mas sencillo, estéticamente hay muchos
ya en páginas como mercado libre que sirven para estos propósitos y que por ahí
habría que modificarles funciones nada más. Pero no los conozco ni internamente
ni he tenido la posibilidad de utilizar uno o ver salvo en fotos.
El modelo de mi medidor bidireccional con entradas y salidas sería algo así:
La entradas y salidas al medidor Bidireccional serian en base a las posiciones
del controlador en este caso un Relé de potenicia como un contactor:
1 ENTRADA: directo a la vivienda. RED/HOGAR, se mide lo que se consume de
la red.
2 ENTRADA: Corte de suministro de energía. Queda la entrada de red conectada
solo al medidor bidireccional para que vigile hasta que la red vuelva a la
normalidad.
2
4
5
MEDIDOR
BIDIRECCIONAL
Orden de accionamiento para
una de las 3 posiciones al relé
1
3
Red Entrada 220V
Fase y neutro
Conexión a la red/Comunicación
con una pc

3 SALIDA/ENTRADA: Se mide lo que se genera y entrega a la red. Esta tercera
salida la puse para un modo de configuración por ejemplo me voy de vacaciones,
así que solo quiero dejar alimentada la alarma del hogar y un par de luces que
encenderán por un sistema de fotocélula. En vez de desconectar todos los
electrodomésticos y demás cosas, directamente tendría esta opción. Que es solo
generación y un par de cargas de emergencias. Esta opción no puede tomar la
decisión la IA, yo le tengo que dar la orden cuando es necesario aplicar este
modo de desempeño.
Estas tres son las que el medidor bidireccional debe estar midiendo para informar
el estado a la IA
Análisis de la IA
4 ENTRADA y SALIDA del Inversor/cargador con la IA. Esta va a tener control
sobre el equipo pero no estoy seguro quien respondería más rápido. Imagino que
se puede programar la IA para que vaya tomando datos y aprendiendo de las
tendencias de los valores de tensiones y corrientes pero necesitaría mas datos
sobre que tipo de Inversor estaríamos hablando. Muchos tienen tiempos de
respuesta muy rápidas.
5 Entrada medidor de salida del Inversor / cargador a la IA. Esta comunicación es
para tomar acción en función de los datos del inversor y del medidor externo al
inversor.
La IA tendría como salidas
A: Salidas Datos de conexión a la red para enviar mensajes de avisos como
mensaje de texto o correo electrónico o como este definido, al dueño de la
propiedad. El mensaje se basara en un formato que coincidirá con el evento
determinado en la IA, Ejemplo cada mensaje deberá ser en función de las
acciones a tomar por la IA.
Mensaje: Corte de LUZ, Vivienda en Isla.(SALIDA IA)
El medidor bidireccional mide que no hay tensión de entrada en la red la IA actúa
(SALIDA DE IA) dando la Orden de accionamiento Posición número 2 donde la
red no está conectada a la vivienda y ahí el medidor bidireccional se queda
midiendo hasta que aparezca valores de tensión y la IA determina si la tensión es
la correcta y manda de vuelta señal (SALIDA) de reconexión. Se envía el mensaje
Mensaje: Reconexión a la red Eléctrica.(SALIDA DE IA)
Bluethoot: La IA en función del permiso del que intenta conectarse a la misma va a
brindar:
Permiso básico: para personal de la cooperativa de obras y servicios públicos,
datos de Generación/consumo.
Permiso de 1° grado: Datos completos sobre generación/Consumo
Eventos relacionados con el medidor bidireccional (cortes de energía en la red
pública)

Permiso de 2° grado: Todo lo anterior con opciones de configurar modalidad 3 que
es entrar en modo generación/vacaciones. Solo dejar energía para alarmas y
algunas luces de emergencia. Y al llegar a casa se puede volver a activar el
sistema desde el celular antes de ingresar a la propiedad.
Que ventajas tendría mi medidor?
Muchas empresas dejan de lado el concepto de controlar las baterías, las cuales si
no se realiza un verdadero control pueden llegar a descargarse a niveles que no
son posible recuperarlas. Es un gasto tremendo de energía, de dinero, el residuo
ocasionado por baterías defectuosas es peligroso. Y si tenemos que considerar el
medio ambiente como una necesidad primaria descuidar algo como un banco de
baterías es realmente un desastre en todos los niveles.
También muchos inversores/cargadores cuando sucede una demanda muy alta de
corriente bajando los valores de tensión (cortocircuito en las baterías, un corte
generalizado de la red a la cual esta sincronizado) tienden a apagarse. Esta es la
parte complicada: creo que la IA puede ver antes lo que se viene y ayuda a
aislar el equipo. Pero no estoy seguro de los tiempos involucrados. Tendrían
que analizarse los datos de respuestas para que la IA pueda dar orden de aislar
las baterías antes de que el inversor se apague por protección. Lo que si sé es que
con esto evitaría posibles desgastes de los materiales y componentes del inversor.
Evitando apagones de emergencia que pueden terminar a la larga dañar el equipo.
E inclusive evitaría también gasto innecesario de energía generada y posibles
accidentes con personal interviniendo en una línea desenergizada en la red local
de distribución.
La modalidad 3 que la llamaremos vacaciones, directamente controla generación y
muy bajo consumo de energía por lo que estaría aportando a la red de manera
eficiente energía. Dejando los mínimo indispensable para el hogar. Otra
contribución al medio ambiente del uso eficiente de las energías renovables.
La palabra clave que trato de tener en cuenta cuando estoy pensando al hacer
este informe es OPTIMIZACION. Usar los recursos de manera óptima ayuda no
solo a eliminar el gasto innecesario de consumo de los sistemas energéticos si no
que aporta a la sociedad valor agregado.

CONCLUCION
Este curso la verdad que a sido sorprendente, me a costado bastante este informe,
y eso que o estoy en el área de la generación energética hace ya 12 años.
Recién ahora estamos hablando un poco de los Smart Grid. En mi zona de trabajo
es un concepto tan borroso que tuve que leer bastante los apuntes y tomar notas
de las recomendaciones de lectura porque es inmenso el capital de ahorro
energético que están contemplando con estas ideas innovadoras.
Cuidar el medio ambiente y la optimización de todos los recursos es el lema que
veo por detrás de todos los nuevos recursos que están poniendo a disposición. La
IA que veía en las películas de ciencia ficción esta ya entre nosotros pero la
inserción fue realizada de forma tan lenta y metódica que ni me había dado cuenta.
Las posibilidades de mejora y la apertura de nuevos mercados por nuevos
conceptos asociados a las nuevas tecnologías para mi es impresionante. Estamos
hablando de nuevas carreras, nuevas especialidades. Talentos que hacen falta
desarrollar, yo incluso me equivoque con varias opciones en algunos de los test
porque realmente es muy novedoso para mi. Creo que es fundamental comenzar
en Latinoamérica a desarrollar medios de comunicación que ayuden a trasladar
este conocimiento a las aulas de los colegios técnicos.
Es enriquecedor toda la lectura sobre las revoluciones ya que no estaba
contemplando ese tipo de eventos al analizar la historia y estamos ligados a la
tecnología desde las primeras herramientas que se desarrollaron. Es hora de
evolucionar todos los conceptos y hay que adquirir nuevas metas y conocimientos.

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