Sistema SCADA
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Un sistema SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) es una aplicación de software, diseñada con la finalidad de controlar y supervisar procesos a distancia.
Se basa en la adquisición de datos de los procesos remotos y está diseñado fundamentalmente para funcionar sobre ordenadores en el control de producción, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos, autómatas programables, etc.) y controlando el proceso de forma automática desde una computadora. Además, envía la información generada en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como hacia otros supervisores dentro de la empresa, es decir, que permite la participación de otras áreas como por ejemplo: control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc.
Sumario
Tipos de SCADA
Existen diversos tipos de sistemas SCADA dependiendo del fabricante y sobre todo de la finalidad con que se va a hacer uso del sistema, por ello antes de decidir cuál es el más adecuado hay que tener presente si cumple o no ciertos requisitos:
- Todo sistema debe tener arquitectura abierta, es decir, debe permitir su crecimiento y expansión, así como deben poder adecuarse a las necesidades futuras del proceso y de la planta.
- La programación e instalación no debe presentar mayor dificultad, debe contar con interfaces gráficas que muestren un esquema básico y real del proceso.
- Deben permitir la adquisición de datos de todo equipo, así como la comunicación a nivel interno y externo (redes locales y de gestión).
- Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware, y fáciles de utilizar, con interfaces amigables para el usuario.
Sistemas de Lazo abierto
En los sistemas no realimentados o de lazo abierto no se compara la variable controlada con una entrada de referencia. Cada ajuste de entrada determina una posición de funcionamiento fijo en los elementos de control.
Sistemas de Lazo cerrado
Los sistemas realimentados o de lazo cerrado funcionan de tal manera que hace que el sistema se realimente, la salida vuelve al principio para que analice la diferencia y en una segunda opción ajuste más, así hasta que el error es 0. Cualquier concepto básico que tenga como naturaleza una cantidad controlada como por ejemplo temperatura, velocidad, presión, caudal, fuerza, posición, y cuplas, etc. son parámetros de control de lazo cerrado.
Requisitos básicos
Un software SCADA debe ser capaz de ofrecer al sistema:
- Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia del operador para reconocer una parada o situación de alarma, con registro de incidencias.
- Generación de datos históricos de la señal de la planta, que pueden ser volcados para su proceso sobre una hoja de cálculo.
- Ejecución de programas, que modifican la ley de control, o incluso anular o modificar las tareas asociadas al autómata, bajo ciertas condiciones.
- Posibilidad de programación numérica, que permite realizar cálculos aritméticos de elevada resolución sobre la CPU del ordenador.
Esquema de un sistema SCADA
Este esquema es un ejemplo de la aplicación del sistema SCADA en áreas industriales. Estas áreas pueden ser:
- Monitorizar procesos químicos, físicos o de transporte: Fundamentalmente en sistemas de suministro de agua, para controlar la generación y distribución de energía eléctrica, de gas o en oleoductos y otros procesos de distribución.
- Gestión de la producción: Facilita la programación de la fabricación.
- Mantenimiento: Proporciona magnitudes de interés tales para evaluar y determinar modos de fallo, índices de fiabilidad, entre otros).
- Control de Calidad: Proporciona de manera automatizada los datos necesarios para calcular índices de estabilidad de la producción CP y CPk, tolerancias, índice de piezas NOK/OK, etc.
- Administración: Actualmente pueden enlazarse estos datos del SCADA con un servidor ERP (Sistema de Planificación de Recursos Empresariales), e integrarse como un módulo más.
- Tratamiento histórico de información: Se realiza mediante la incorporación de la misma en bases de datos.
Componentes del sistema
Unidad de Terminal Remota (RTU)
La RTU se conecta al equipo físicamente y lee los datos de estado como los estados abierto/cerrado desde una válvula o un interruptor, lee las medidas como presión, flujo, voltaje o corriente. Por el equipo el RTU puede enviar señales que pueden controlarlo: abrirlo, cerrarlo, intercambiar la válvula o configurar la velocidad de la bomba, ponerla en marcha, pararla.
La RTU puede leer el estado de los datos digitales o medidas de datos analógicos y envía comandos digitales de salida o puntos de ajuste analógicos.
Estación Maestra
El término "Estación Maestra" se refiere a los servidores y al software responsable para comunicarse con el equipo del campo (RTUs, PLCs, etc) en estos se encuentra el software HMI (Interfaz Humano – Máquina) corriendo para las estaciones de trabajo en el cuarto de control, o en cualquier otro lado. En un sistema SCADA pequeño, la estación maestra puede estar en un solo computador, A gran escala, en los sistemas SCADA la estación maestra puede incluir muchos servidores, aplicaciones de software distribuido, y sitios de recuperación de desastres.
Infraestructura y Métodos de Comunicación
Los sistemas SCADA tienen tradicionalmente una combinación de radios y señales directas seriales o conexiones de módem para conocer los requerimientos de comunicaciones, incluso Ethernet e IP sobre SONET (fibra óptica) es también frecuentemente usada en sitios muy grandes como ferrocarriles y estaciones de energía eléctrica. Es más, los métodos de conexión entre sistemas puede incluso que sea a través de comunicación gíreles, es deir, si se quiere enviar la señal a un teléfono móvil sin necesidad de emplear cables.
Requisitos básicos
Para desarrollar un sistema SCADA es necesario un Entorno de Desarrollo en el cual diseñar, entre otras cosas:
- El aspecto que va a tener el SCADA
- Las funciones y eventos que debe ejecutar cuando se interactúa con su interfaz HMI
- Las operaciones y cálculos que debe realizar con los datos adquiridos.
Características
- Tipo de Arquitectura: Centralizada.
- Tipo de control predominante: Supervisorio - Lazos de control cerrados por el operador. Adicionalmente: control secuencial y regulatorio.
- Tipos de Variables: Desacopladas.
- Área de acción: Áreas geográficamente distribuidas.
- Unidades de adquisición de datos y control: Remotas, PLCs.
- Medios de comunicación: Radio, satélite, líneas telefónicas, conexión directa, LAN, WAN.
- Base de Datos: Centralizada.
Funciones de un Sistema SCADA
Las funciones básicas de un sistema SCADA son las que se describen a continuación:
- Supervisión Remota de Instalaciones
- Control Remoto de Instalaciones
- Procesamiento de Información
- Presentación de Gráficos Dinámicos
- Generación de Reportes
- Presentación de Alarmas
- Almacenamiento de Información Histórica
- Presentación de Gráficos de Tendencias
- Programación de Eventos
Módulos de un Sistema SCADA
Los módulos o bloques software que permiten las actividades de adquisición, supervisión y control son los siguientes:
- Configuración: permite al usuario definir el entorno de trabajo de su SCADA, adaptándolo a la aplicación particular que se desea desarrollar.
- Interfaz gráfico del operador: proporciona al operador las funciones de control y supervisión de la planta. El proceso se representa mediante sinópticos gráficos almacenados en el ordenador de proceso y generados desde el editor incorporado en el SCADA o importados desde otra aplicación durante la configuración del paquete.
- Módulo de proceso: ejecuta las acciones de mando preprogramadas a partir de los valores actuales de variables leídas.
- Gestión y archivo de datos: se encarga del almacenamiento y procesado ordenado de los datos, de forma que otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos.
- Comunicaciones: se encarga de la transferencia de información entre la planta y la arquitectura hardware que soporta el SCADA, y entre ésta y el resto de elementos informáticos de gestión.
Fuente
- Wikipedia. SCADA. [citado 2011 Mayo, 30]; Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/SCADA.
- Monografías.com. Sistemas SCADA. [citado 2011 Mayo, 27]; Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos11/sisco/sisco.shtml#in.
- OoCities. Introducción a los Sistemas SCADA. [citado 2011 Mayo, 29]; Disponible en: http://www.oocities.org/gabrielordonez_ve/SISTEMAS_SCADA.htm
