INGENIERÍA DE TIEMPO REAL EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE SUPERVISIÓN Y CONTROL PARA REDES DE ENERGÍA ELÉCTRICAINGENIERÍA DE TIEMPO REAL EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE SUPERVISIÓN Y CONTROL PARA REDES DE ENERGÍA ELÉCTRICAHuáscar D. Espinoza, Jorge A. Nava Coordinación de Postgrado: Ingeniería en Sistemas de Control, Universidad Mayor de San Andrés Av. Mariscal Santa Cruz No. Casilla Nº 1. 39. Tel.: (+5. 91) 2- 2. Fax.: (+5. 91) 2- 2. La Paz, BOLIVIAEste trabajo aborda la problemática de integración de los requisitos de tiempo real en el diseñode un sistema de supervisión y control (SCADA) aplicado al sector eléctrico. El esfuerzo subyacente se ha orientado a la búsqueda y aplicación de las técnicas más apropiadas, que permitan predecir matemáticamente la respuesta del sistema ante diferentes situaciones de carga de procesamiento durante los estados de actividad crítica. Como resultados substanciales se han obtenido: la especialización de un proceso de desarrollo genérico, RUP (Rational Unified Process), enfocándolo a sistemas de tiempo real; una arquitectura SCADA abierta soportada en estándares IEEE e IEC y modelada con UML (Unified Modeling Language); y un conjunto de recomendaciones de implementación, obtenidas a partir del análisis del comportamiento en tiempo real con RMA (Rate. En cambio, tiempo real implica sí necesariamente que los. Si bien son consideradas contrarias a un buen diseño de software, son muy utilizadas en operaciones que.En el ámbito del software cada vez es más común escuchar el término “arquitectura de software”. entidades lógicas que existen en tiempo de desarrollo. II edición del curso de especialización en: INGENIERIA FERROVIARIA. Arquitectura software. Sistema de información gráfica en tiempo real. Desarrollo de Software para Sistemas de Tiempo Real. El tiempo real en las m. mano˜ con las grandes obras de otras ramas de la ingenier´ıa o la arquitectura. Fiabilidad de software 145. no hay un real problema de ingeniería. Si los objetivos se vuelven inalcanzables, en términos de tiempo. Monotonic Analysis) y la plataforma MAST (Modeling and Analysis Suite for real- Time applications). Introducción Los sistemas de supervisión y control de redes eléctricas son en su mayoría distribuidos,exigiendo fiabilidad, seguridad y tiempos rigurosos de ejecución impuestos por el entorno de aplicación. La característica que hace a estos sistemas más complejos que cualquier otro sistema de tiempo real es que deben manejar cantidades importantes de información,atendiendo peticiones de otras aplicaciones utilizadas por los agentes de operación del sector eléctrico. Si bien en condiciones normales de la red eléctrica, todos los elementos SCADA (RTUs, enlaces de comunicación, computadoras frontales y procesadores principales), presentan una respuesta adecuada hacia el entorno y los operadores, generalmente en armonía con la capacidad proporcionada al sistema durante su diseño; no es sino hasta que ocurren condiciones de actividad alta no planeada o cuando se incluyen elementos adicionales de consumo de los servicios SCADA (aplicaciones de gestión EMS y DMS entre otras), que el sistema puede degradar su respuesta hasta producir fallos tales como maniobras automáticas de elementos eléctricos no válidas en el tiempo, o retrasos considerables en la actualización de la información hacia los operadores que no permiten actuar oportunamente [1]. En este contexto, actualmente no es suficiente contar con criterios de rendimiento y pruebas robustas de fabrica (FAT) y de sitio (SAT) - que tradicionalmente se aplican para garantizar el comportamiento del sistema- sino que también se hace necesario utilizar técnicasformales que permitan predecir analíticamente la respuesta de todos los elementos SCADAante las situaciones depeor caso posible, con la consecuente posibilidad de planificar predeterminadamente los recursos hardware y software del sistema. En este último campo, denominado Ingeniería de Tiempo Real, uno de los esfuerzos más importantes es el Análisis de Ritmo Monotónico (RMA), que agrupa un conjunto de técnicas aplicables a cualquier tipo de sistema de tiempo real (monoprocesador, multiprocesador, distribuidos, con exigencias estrictas y no estrictas). Su uso proporciona una base científicaprobada para estudiar y garantizar la ejecución de cada una de las tareas computacionales de un sistema en tiempos acotados impuestos por el entorno con el que interactúa, asignando los recursos hardware y software de una forma eficiente [2]. En los últimos años, el desarrollo de la ingeniería de tiempo real está intentando integrarsecon la fuerte corriente de arquitecturas orientadas a objetos, de tal forma que se integren las. EL SOFTWARE Y LA INGENIERÍA DE SOFTWARE – INGENIERÍA DEL SOFTWAREResumen de la clase dictada la semana 1. Abril del 2. 01. 51. INTRODUCCIÓNEl software como tal es un conjunto de instrucciones lógicas que le permite al usuario interactuar con el computador a través de una interfaz, es lo que comúnmente se conoce como los programas del computador y van desde un editor de texto hasta aplicaciones que gestionan a otras. La industria del software avanza a pasos agigantados, un claro ejemplo de eso es la computación en la nube, que si bien antes teníamos que instalar un programa en nuestra computadora para poder acceder a todas las funcionabilidades que tenía ahora se lo puede hacer mediante un navegador donde el programa se encuentra alojado en un servidor a varios kilómetros de distancia, dejando así disponible el hardware que se utilizaría para correr esta aplicación (memoria, disto, procesador). A continuación se analiza más detalladamente que es el software, sus características y las diferentes metodologías que utilizan los desarrolladores para crear este producto, ya que la elaboración del software a medida(es decir con una función en específico), requiere de mucho esfuerzo por parte del programador como del cliente para que el producto pueda tener éxito. OBJETIVO DE LA CLASEConocer las diferentes características que tiene el software y las metodologías que utilizan los programadores para crearlo. MARCO TEORICO3. 1. Qué es el software? Según Pressman, R. El software de computadora es el producto que construyen los programadores profesionales y al que después le dan mantenimiento durante un largo tiempo. Incluye programas que se ejecutan en una computadora de cualquier tamaño y arquitectura, contenido que se presenta a medida de que se ejecutan los programas de cómputo e información descriptiva tanto en una copia dura como en formatos virtuales que engloban virtualmente a cualesquiera medios electrónicos. La ingeniería de software está formada por un proceso, un conjunto de métodos (prácticas) y un arreglo de herramientas que permite a los profesionales elaborar software de cómputo de alta calidad.”3. Ciclo de vida del software. El término ciclo de vida del software describe el desarrollo de software, desde la fase inicial hasta la fase final. El ciclo de vida básico de un software consta de los siguientes procedimientos: Figura 1: Ciclo de vida del software 3. La naturaleza del software. En la actualidad, el software tiene un papel dual. Es un producto y al mismo tiempo es el vehículo para entregar un producto. El software produce, administra, adquiere, modifica, despliega o transmite información que puede ser tan simple como un solo bit o tan compleja como una presentación con multimedios generada a partir de datos obtenidos de decenas de fuentes independientes. Figura 2: Caracteristicas del software. En la actualidad, la enorme industria del software se ha convertido en un factor dominante en las economías del mundo industrializado. Equipos de especialistas de software, cada uno centrado en una parte de la tecnología que se requiere para llegar a una aplicación compleja, han reemplazado al programador solitario de los primeros tiempos. A pesar de ello, las preguntas que se hacía aquel programador son las mismas que surgen cuando se construyen sistemas modernos basados en computadora. Mejía. P. 2. 01. 3) (Pressman, R. Figura 3: Preguntas sobre la manera de desarrollar software de calidad. Iingenieria de Software. Aunque cientos de autores han desarrollado definiciones personales de la ingeniería de software, a continuación se muestra la expuesta por Fritz Bauer.“La ingeniería de software es el establecimiento y uso de principios fundamentales de la ingeniería con objeto de desarrollar en forma económica software que sea confiable y que trabaje con eficiencia en máquinas reales.”La ingeniería de software es una tecnología de varias capas las mismas que deben asegurar la calidad del producto, El fundamento para la ingeniería de software es la capa proceso. El proceso define una estructura que debe establecerse para la obtención eficaz de tecnología de ingeniería de software. El proceso de software forma la base para el control de la administración de proyectos de software, y establece el contexto en el que se aplican métodos técnicos, se generan productos del trabajo (modelos, documentos, datos, reportes, formatos, etc.), se establecen puntos de referencia, se asegura la calidad y se administra el cambio de manera apropiada (Pressman, R. Figura 4: Capas de la ingenieria de software 3. El proceso del software. Un proceso es un conjunto de actividades, acciones y tareas que se ejecutan cuando va a crearse algún producto del trabajo, a continuación se definen cada uno de estos términos. Una actividad busca lograr un objetivo amplio (por ejemplo, comunicación con los participantes) y se desarrolla sin importar el dominio de la aplicación, tamaño del proyecto, complejidad del esfuerzo o grado de rigor con el que se usará la ingeniería de software. Una acción (diseño de la arquitectura) es un conjunto de tareas que producen un producto importante del trabajo (por ejemplo, un modelo del diseño de la arquitectura). Una tarea se centra en un objetivo pequeño pero bien definido (por ejemplo, realizar una prueba unitaria) que produce un resultado tangible. Una estructura de proceso general para la ingeniería de software consta de cinco actividades: Figura 5: Actividades Estructurales para el desarrollo del software. Las actividades estructurales del proceso de ingeniería de software son complementadas por cierto número de actividades sombrilla. En general, las actividades sombrilla se aplican a lo largo de un proyecto de software y ayudan al equipo que lo lleva a cabo a administrar y controlar el avance, la calidad, el cambio y el riesgo. APORTE4. 1. Dominios de aplicación del software. Actualmente, hay siete grandes categorías de software de computadora que plantean retos continuos a los ingenieros de software, a continuación se muestran las expuestas por Mejía y Peña: Software de sistemas: conjunto de programas escritos para dar servicio a otros programas. Determinado software de sistemas (por ejemplo, compiladores, editores y herramientas para administrar archivos)Software de aplicación: programas aislados que resuelven una necesidad específica de negocios se usa para controlar funciones de negocios en tiempo real (por ejemplo, procesamiento de transacciones en punto de venta, control de procesos de manufactura en tiempo real). Software de ingeniería y ciencias: se ha caracterizado por algoritmos “devoradores de números”. Las aplicaciones van de la astronomía a la vulcanología, del análisis de tensiones en automóviles a la dinámica orbital del transbordador espacial, y de la biología molecular a la manufactura automatizada. Software incrustado: reside dentro de un producto o sistema y se usa para implementar y controlar características y funciones para el usuario final y para el sistema en sí. El software incrustado ejecuta funciones limitadas y particulares (por ejemplo, control del tablero de un horno de microondas) o provee una capacidad significativa de funcionamiento y control (funciones digitales en un automóvil, como el control del combustible, del tablero de control y de los sistemas de frenado). Software de línea de productos: es diseñado para proporcionar una capacidad específica para uso de muchos consumidores diferentes. El software de línea de productos se centra en algún mercado limitado y particular (por ejemplo, control del inventario de productos) o se dirige a mercados masivos de consumidores (procesamiento de textos, hojas de cálculo, gráficas por computadora, multimedios, entretenimiento, administración de base de datos y aplicaciones para finanzas personales o de negocios). Aplicaciones web: llamadas “webapps”, esta categoría de software centrado en redes agrupa una amplia gama de aplicaciones.
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November 2017
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