SISTEMAS SCADA
Introducción a SCADA
La palabra SCADA está compuesta por las iniciales de la denominación
inglesa “Supervisory Control And Data Acquisition” cuya traducción al idioma
castellano sería: Control Supervisorio y Adquisición de Datos
Es la tecnología que permite la captura y control de variables de diferentes
puntos de medición en lugares remotos.
SCADA
Las tareas fundamentales de un sistema SCADA son:
• Recolección periódica, procesamiento y monitoreo de la información del
proceso
• Control remoto de dispositivos y ajustes de valores en las bases de datos
del sistema
• Monitoreo de alarmas y despliegues de los procesos
• Generación de reportes y datos estadísticos de los procesos
• Almacenamiento de datos históricos y tendencias de las variables de
procesos
• Visualización gráfica dinámica
SCADA
Los procesos industriales donde más se utiliza el sistema SCADA son:
fábricas de comida y bebida, manufacturas, reciclaje, aguas residuales,
gasolina y aceite, generación de energía, entre otros…
También son usados por compañías privadas y de sector público. SCADA
encaja tan bien en cualquier ámbito debido a que puede tener
configuraciones tan simples como complejas.
Evolución de los sistemas SCADA
• El término SCADA se adoptó en los inicios de los 70s, con el crecimiento
de los microcontroladores y PLCs le dieron a las grandes empresas la
habilidad de monitorear y controlar procesos automáticos de una
manera nunca antes vista.
• En los 80s y 90s, SCADA evolucionó con el uso de redes de área local
(LAN), que permitían a SCADA interconectarse con otros sistemas y se
introdujeron los primeros HMIs inteligentes.
• Los sistemas SCADA de la actualidad, monitorean en tiempo real los
procesos de plantas desde cualquier parte del mundo, al tener una
conexión a internet y redes de radiofrecuencia, lo que también deja una
desventaja que es la violación que pueden sufrir estos sistemas.
Ventajas de los Sistemas SCADA
• Supervisión y control.
• La computadora puede registrar y almacenar una gran cantidad de datos.
• Los datos pueden mostrarse de la manera requerida por el usuario.
• Se pueden conectar al sistema miles de sensores distribuidos sobre una gran
área.
• El operador puede incorporar simulaciones de datos reales al sistema.
• Los datos pueden visualizarse desde cualquier lugar y no solamente en el
sitio de instalación de los dispositivos de adquisición y control distribuido.
Arquitectura básica de un SCADA
Antena
Antena
Sistema de
Telecomunicaciones
PLC / RTU
PLC / RTU
Radio Remoto
Radio Remoto
Unidades Terminales
Remotas (RTU`s)
Servidor
Recolector
Software Scada
Radio
Modem
Unidad Recolección
Maestra (MRU)
LAN / WAN / TCP/IP
Otros Sistemas
HMI
Operadores
Centro de
Operaciones
Automatizadas (COA)
Servidor
BD
Tiempo Real
Servidor
BD
Históricos
Servidor
Interfaz
Aplicaciones
Unidad Terminal
Maestra (MTU)
Unidad Control y
Procesamiento (PCU)
Elementos del sistema SCADA
HARDWARE
RTU’s
ESTACIÓN
MAESTRA
SISTEMAS DE
COMUNICACIÓN
SOFTWARE
TRANSDUCTORES
PROGRAMAS
PARA HMI’s
Hardware
• 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.
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.
Hardware
• Estación Maestra:
El termino "Estación Maestra" se refiere a los servidores y al software
responsable para comunicarse con el equipo del campo (RTU) en estos
se encuentra el software HMI corriendo para las estaciones de trabajo
en el cuarto de control, o en cualquier otro lado.
Hardware
• Sistemas de Comunicación:
Se encarga de la transferencia de información del
punto donde se realizan las operaciones, hasta el
punto donde se supervisa y controla el proceso. Lo
conforman los transmisores, receptores y medios de
comunicación.
• Transductores:
Son los elementos que permiten la conversión de
una señal física en una señal eléctrica (y viceversa). Su
calibración es muy importante para que no haya
problema con la confusión de valores de los datos.
Sistema de Telecomunicaciones en un SCADA
DTE
Equipo Terminal de
Datos
(Modulo Comunicación
RTU/PLC)
Tx: Transmisor
Rx: Receptor
DCE
Equipo de
Comunicación
de Datos
(MODEM)
Canal de
Transmisión
Tx: Transmisor
Rx: Receptor
DCE
Equipo de
Comunicación
de Datos
(MODEM)
RTU
Cable Telefónico 0-4000 Hz, 300 -9,6 KB/S
Coaxial 0-100 MHz, 12 MB/S
Radio de Datos UHF 800 MHZ
Microondas mayor a 800 MHZ
Fibra Óptica 3 GHz / 1
Satélite 0 aG9B
00
/S0 GHz
Protocolo de Comunicación
RTU
Datos Digitales
(RS-232)
DTE
Equipo Terminal
de Datos
(Recolector maestro
de la UTM)
UTM
MODEM
(Modulador y
Demodulador)
TX
FRECUENCIA
RX
CANAL
Manejo de los Datos de Proceso
Software
• Interfaz Hombre-Máquina (HMI):
Una HMI es el aparato que presenta los datos a un operador (humano)
y a través del cual éste controla el proceso. Se puede decir que son
como una "ventana de un proceso". Esta ventana puede estar en
dispositivos especiales como paneles de operador o en un ordenador y
hasta en smartphones.
Algunos programas de SCADA
• pvBrowser - Aplicación GPL para monitorización SCADA con interfaz web.
• FreeSCADA - Aplicación Open source para proyectos SCADA
• Likindoy Profesional free GPL Scada system - Centrologic
• SCADA -Yokogawa FAST/TOOLS SCADA
• Acimut Scada Monitoriza - Creación de proyectos SCADA funcionales
mediante "pinchar y arrastrar"
• Scada Argos - Proyecto de SCADA para Linux
• Scada Factory Talk View SE - FactoryTalk View SE de Rockwell Automation.
Interfaz Hombre Máquina
A través de los recursos informáticos, la
información se obtiene a través de
niveles de despliegues donde los
usuarios pueden acceder a la
información a través de diagramas de
proceso, tablas, listas, graficas,
reportes, entre otros.
Muestra la vista
general de entrada al
sistema con los
procesos y
subprocesos
principales
Despliegue Principal del
Sistema
Interfaz Hombre Máquina
Despliegue Unifilar del Sistema
Muestra la información global de las estaciones asociadas al SCADA, en base a los
procesos y a su distribución geográfica. Permite la visualización de parámetros claves.
Interfaz Hombre Máquina
Despliegue General de la Estación
(Diagrama de Proceso a nivel de Planta)
Muestra la
información general
de una instalación
automatizada,
generalmente los
datos son
recolectados por un
PLC o RTU.
Permite acciones de
control remoto
sobre los elementos
del proceso y acceso
a la configuración de
los puntos.
Interfaz Hombre Máquina
Despliegue Detallado de un subproceso de la
Estación
(Diagrama de Proceso a nivel de sub-proceso)
Muestra la
información
detallada de uno de
los Sub-procesos de
la instalación
automatizada.
Permite acciones de
control remoto sobre
los elementos del
proceso y acceso a la
configuración de los
puntos.
Interfaz Hombre Máquina
Diversos tipos de despliegues del sistema
Alarmas
Información por RTU
RTU y Comunicaciones
Lista de Puntos en Base de
Datos
Interfaz Hombre Máquina
Despliegues de Tendencias e Históricos de Puntos
Permiten observar
el comportamiento
histórico de las
variables analógicas
o digitales.
Se muestran en
despliegues de
tendencias o en
despliegues de
procesos
https://www.youtube.com/watch?v=xvVCSYt_YsQ
Tipos de SCADA
1. Sistemas SCADA monolíticos:
Los primeros sistemas SCADA ejecutaban todas las operaciones en una sola computadora
central. Se ejercía poco control y la mayoría de las funciones de los primeros sistemas SCADA
se limitaban a los sensores de control y el marcar las operaciones que superaban los niveles de
alarma programados. Estos sistemas eran todos programas de propiedad del proveedor y por
lo general se limitaban a una sola planta o instalación. Al igual que los programas, los equipos
SCADA de un proveedor rara vez se podían utilizar en el sistema SCADA de otro proveedor.
Tipos de SCADA
2. Sistemas SCADA distribuidos
Más tarde, los sistemas SCADA se conocieron como sistemas distribuidos, ya que solían
compartir las funciones de control a través de varios ordenadores más pequeños
(generalmente PC) conectadas por redes de área local (LAN). Usando redes LAN, las
estaciones individuales compartían información en tiempo real y a menudo realizaban
pequeñas tareas de control, además de alertar a los operadores de los posibles problemas o
niveles de alarma disparados.
Tipos de SCADA
3. Red de sistemas SCADA
Los sistemas SCADA actuales están generalmente conectados en red. Se comunican a través
de sistemas de redes de área amplia (WAN. Los sistemas SCADA en red hacen un uso
intensivo de los Controladores Lógicos Programables (PLC) para monitorear y hacer ajustes
de rutina de los procesos, sólo marcando y avisando a los operadores cuando se requieren
tomar decisiones importantes.
Los equipos tienden a ser más intercambiables, ya que los proveedores de PLC y otras
subunidades tienen sistemas de comunicación y protocolos estandarizados para permitir al
usuario elegir el mejor componente para sus necesidades
https://www.youtube.com/watch?v=BNwmOGLt9jc
SCADA
Los principales fabricantes de software para sistemas SCADA son:
• Intellution
• Omron
• Siemens
• Rockwell
Automation
• Wonderware
• IFIX
• SCS
• WINCC
• Honeywell
• Emerson
• RS-View
Criterios de necesidad de
un sistema SCADA
a) El número de variables del proceso que se necesita monitorear es alto.
b) El proceso está geográficamente distribuido.
c) Las información del proceso se necesita en el momento en que los cambios se
producen en el mismo.
d) La necesidad de optimizar y facilitar las operaciones de la planta, así como la
toma de decisiones, tanto gerenciales como operativas.
e) Los beneficios obtenidos en el proceso justifican la inversión en un sistema
SCADA. Estos beneficios pueden reflejarse como aumento de la efectividad de
la producción, de los niveles de seguridad, etc.
SCADA vs DCS
SCADA
DCS
Manejado por eventos
Manejado por procesos
Para áreas geográficas grandes
Para áreas geográficas pequeñas
Para múltiples sistemas independientes
tales como manufactura discreta y
distribución de servicios públicos
Para sistemas largos e integrados tales
como procesamientos químicos y
generación de energía eléctrica
Excelente calidad de datos y
confiabilidad media
Buena calidad de datos y confiabilidad
media
Soporte físico eficiente en potencia, a
menudo enfocado a detecciones de
señales binarias.
Soporte físico de control de lazo cerrado
muy potente
https://www.youtube.com/watch?v=hk1TvYYjyPU
Referencias bibliográficas
• http://www.oocities.org/gabrielordonez_ve/SISTEMAS_SCADA.htm
• https://inductiveautomation.com/what-is-scada
• http://www.oleumtech.com/what-is-scada/
• http://es.slideshare.net/ergimele/scada-presentacin
• https://es.wikipedia.org/wiki/SCADA
• Rodríguez, A. (2007). Sistemas SCADA. 2da Edición. Editorial Marcombo. Barcelona,
España
• http://www.ehowenespanol.com/tipos-sistemas-scada-lista_87004/
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