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SISTEMAS SCADA
SENATI – CPF PIURA
INTRODUCCION
•Basándonos en la universal Ley del mínimo
esfuerzo, podríamos enfocar los logros
tecnológicos como la consecuencia de no querer
cansarnos más de lo necesario. En el caso de la
informática, su nacimiento y evolución se
deberían a la necesidad de querer automatizar el
cálculo matemático y a no querer contar con los
dedos
El uso del ábaco en Europa, muy
extendido hasta la Edad Media, queda
relegado al olvido con la incursión del
sistema de numeración decimal por
parte de los árabes
•La evolución de los sistemas de control ha hecho
cada vez más complejos los elementos que
proporcionan la información al usuario.
•Las necesidades visualización a distancia y
control de una máquina aparecen en los
primeros cuadros de control, donde multitud de
luces indicaban las diferentes situaciones
previstas de la máquina.
Telemetría entendido como la
transmisión a distancia de información
sobre algún tipo de magnitud.
Ejemplo: control de llenado de un
depósito desde una mina. Los sensores
se ocupan de vigilar el nivel de agua del
depósito y el de la mina, informando a
la bomba de cuándo debe ponerse en
marcha para bombear agua al
depósito, si hay nivel insuficiente en
éste o cuando debe detenerse, si el
depósito está lleno o el nivel de la mina
no es suficiente.
SISTEMA SCADA Supervisory Control And
Data Acquisition
Control con Supervisión y Adquisición de Datos, es cualquier
software que permita el acceso a datos remotos de un
proceso y permita, utilizando las herramientas de
comunicación necesarias en cada caso, el control del mismo.
Atendiendo a la definición vemos que no se trata de un
sistema de control, sino de una utilidad software de
monitorización o supervisión, que realiza la tarea de interface
entre los niveles de control (PLC) y los de gestión a un nivel
superior.
Objetivos SCADA
• Economía
• Accesibilidad
• Mantenimiento
• Ergonomía: es la ciencia que procura hacer que la relación entre el
usuario y el proceso sea lo menos tirante posible.
• Gestión: Explotar el sistema con el mejor rendimiento posible.
• Flexibilidad
• Conectividad: se buscan sistemas abiertos.
ARQUITECTURA SCADA
• La automatización de
sistemas, desde el estado
inicial de aislamiento
productivo, ha pasado a
formar parte del ámbito
corporativo y se engloba
dentro del paquete
empresarial con la
finalidad de optimizar la
productividad y mejorar la
calidad. CIM
CRITERIOS DE SELECCIÓN Y DISEÑO
La reacción de un sistema ante
situaciones inesperadas determinará su
grado de fiabilidad, es decir, el tiempo
de operación del mismo.
Los parámetros de selección y diseño:
• Disponibilidad: Redundancia
• Robustez: Plan de contingencia
• Seguridad: derechos de acceso
• Prestaciones
• Mantenibilidad: MTBF
• Escalabilidad
ESCALABILIDAD
Posibilidad de ampliar el sistema
con nuevas herramientas o
prestaciones. Los
requerimientos de tiempo
necesarios para implementar
estas ampliaciones, debido a:
- Espacio disponible.
- Capacidad del equipo
informático
- Capacidad del sistema de
comunicaciones.
PARTES DE UN SCADA
El SCADA es diseñado para
funcionar sobre ordenadores
en el control de producción
que proporciona:
- Sistema de Comunicación
- RTU (Remote Terminal
Units)
- MTU, Master Terminal
Unit)
RTU – UNIDAD REMOTA
• Estación Remota, aquel conjunto de elementos
dedicados a labores de control y/o supervisión de un
sistema, alejados del Centro de Control y comunicados
con éste mediante algún canal de comunicación.
• Dentro de esta clasificación podemos encontrar
• RTU (Remote Terminal Unit): especializados en comunicación
• PLC (Programmable Logic Controller): tareas generales de
control
• IED (Intelligent Electronic Device): tareas específicas de
control
En la figura se observa un variador de
frecuencia ATV71 que engloba elementos
de las tres clasificaciones:
RTU: Tiene opciones de comunicación
Modbus, CANopen y Ethernet
PLC: Mediante una tarjeta accesoria, se le
integra un PLC con capacidades de
comunicación incluidas (CANopen)
IED: Tiene las funciones de regulación y
control propias de este tipo de equipos
(entradas, salidas, regulación PID, etc.)
RTU – UNIDAD REMOTA
Una estación remota puede ser un
gran sistema complejo que forme
parte, a su vez, de un sistema de
control mucho más extenso, como el
control de distribución eléctrica de
un país. La estación remota tendrá
implementadas funciones de control,
interface hombre-máquina,
adquisición de datos, control de
bases de datos, protocolos de
seguridad y comunicaciones internas
entre subsistemas
En la figura se observa una subestación de control de una depuradora dentro
del sistema de distribución y gestión de agua para consumo de una región
determinada.
La subestación está protegida de dos
maneras:
Hardware: funcionan como barreras
físicas; desde la valla de protección de los
recintos y los sistemas de vigilancia, hasta
las llaves de las salas de control o de los
armarios que contienen los elementos de
mando (PLC).
Software: son barreras lógicas. Los
accesos desde dentro, no autorizados, se
evitan mediante sistemas de contraseñas
en los equipos. Los accesos desde fuera,
mediante dispositivos especiales que
limitan el acceso (Cortafuegos, o
firewalls).
SOFTWARE SCADA
Un programa del tipo HMI se
ejecuta en un ordenador o
Terminal gráfico y unos
programas específicos le
permiten comunicarse con
los dispositivos de control de
planta (hacia abajo) y los
elementos de gestión (hacia
arriba). Estos programas son
lo que denominamos
controladores (o driver) de
comunicaciones
• En un programa SCADA tendremos dos bloques bien diferenciados: el
programa de Desarrollo y el programa de ejecución o Run-time.
• El programa de Desarrollo engloba las utilidades relacionadas con la
creación y edición de las diferentes ventanas de la aplicación, así
como sus características (textos, dibujos, colores, propiedades de los
objetos, programas, etc.)
• El programa Run-time permite ejecutar la aplicación creada con el
programa de desarrollo (en Industria se entrega, como producto
acabado, el Run-time y la aplicación).
PANTALLAS
Las interfaces gráficas permiten la
elaboración de pantallas de usuario con
múltiples combinaciones de imágenes
y/o textos, definiendo así las funciones
de control y supervisión de planta.
Las pantallas de interface proporcionan
una serie de herramientas que permiten
realizar las tareas más comunes de
forma rápida y sencilla.
Las pantallas de alarmas se pueden
organizar de manera distribuida (cada
pantalla mostrará un grupo de alarmas)
o centralizada (una pantalla única para
todas las alarmas).
TENDENCIAS
• Son las utilidades que permiten representar de forma cómoda la
evolución de variables del sistema. Las utilidades más generales son:
• Una carta puede tener los parámetros de representación ya definidos o
pueden modificarse durante la ejecución de la aplicación on line.
• Es posible representar varios valores de forma simultánea en una misma
carta.
• Representación en tiempo “casi real” de variables (Real-time trending) o
recuperación de variables almacenadas (Historical Trending).
• Ampliación y reducción de zonas concretas de una gráfica.
En el dibujo se muestra una
gráfica de tendencia
histórica que representa una
variable analógica, realizada
con el paquete InTouch, de
Wonderware
ALARMAS
Las alarmas se basan en la vigilancia de
los parámetros de las variables del
sistema. Son los sucesos no deseables,
porque su aparición puede dar lugar a
problemas de funcionamiento. Este tipo
de sucesos requiere la atención de un
operario para su solución antes de que
se llegue a una situación crítica que
detenga el proceso (nivel bajo de aceite
en un equipo hidráulico) o para poder
seguir trabajando (cargador de piezas
vacío).
El resto de situaciones, llamémoslas normales,
tales como puesta en marcha, paro, cambios de
consignas de funcionamiento, consultas de datos,
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o sucesos.

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Sistemas scada

  • 2. INTRODUCCION •Basándonos en la universal Ley del mínimo esfuerzo, podríamos enfocar los logros tecnológicos como la consecuencia de no querer cansarnos más de lo necesario. En el caso de la informática, su nacimiento y evolución se deberían a la necesidad de querer automatizar el cálculo matemático y a no querer contar con los dedos
  • 3. El uso del ábaco en Europa, muy extendido hasta la Edad Media, queda relegado al olvido con la incursión del sistema de numeración decimal por parte de los árabes
  • 4. •La evolución de los sistemas de control ha hecho cada vez más complejos los elementos que proporcionan la información al usuario. •Las necesidades visualización a distancia y control de una máquina aparecen en los primeros cuadros de control, donde multitud de luces indicaban las diferentes situaciones previstas de la máquina.
  • 5. Telemetría entendido como la transmisión a distancia de información sobre algún tipo de magnitud. Ejemplo: control de llenado de un depósito desde una mina. Los sensores se ocupan de vigilar el nivel de agua del depósito y el de la mina, informando a la bomba de cuándo debe ponerse en marcha para bombear agua al depósito, si hay nivel insuficiente en éste o cuando debe detenerse, si el depósito está lleno o el nivel de la mina no es suficiente.
  • 6. SISTEMA SCADA Supervisory Control And Data Acquisition Control con Supervisión y Adquisición de Datos, es cualquier software que permita el acceso a datos remotos de un proceso y permita, utilizando las herramientas de comunicación necesarias en cada caso, el control del mismo. Atendiendo a la definición vemos que no se trata de un sistema de control, sino de una utilidad software de monitorización o supervisión, que realiza la tarea de interface entre los niveles de control (PLC) y los de gestión a un nivel superior.
  • 7.
  • 8. Objetivos SCADA • Economía • Accesibilidad • Mantenimiento • Ergonomía: es la ciencia que procura hacer que la relación entre el usuario y el proceso sea lo menos tirante posible. • Gestión: Explotar el sistema con el mejor rendimiento posible. • Flexibilidad • Conectividad: se buscan sistemas abiertos.
  • 9. ARQUITECTURA SCADA • La automatización de sistemas, desde el estado inicial de aislamiento productivo, ha pasado a formar parte del ámbito corporativo y se engloba dentro del paquete empresarial con la finalidad de optimizar la productividad y mejorar la calidad. CIM
  • 10. CRITERIOS DE SELECCIÓN Y DISEÑO La reacción de un sistema ante situaciones inesperadas determinará su grado de fiabilidad, es decir, el tiempo de operación del mismo. Los parámetros de selección y diseño: • Disponibilidad: Redundancia • Robustez: Plan de contingencia • Seguridad: derechos de acceso • Prestaciones • Mantenibilidad: MTBF • Escalabilidad
  • 11. ESCALABILIDAD Posibilidad de ampliar el sistema con nuevas herramientas o prestaciones. Los requerimientos de tiempo necesarios para implementar estas ampliaciones, debido a: - Espacio disponible. - Capacidad del equipo informático - Capacidad del sistema de comunicaciones.
  • 12.
  • 13.
  • 14. PARTES DE UN SCADA El SCADA es diseñado para funcionar sobre ordenadores en el control de producción que proporciona: - Sistema de Comunicación - RTU (Remote Terminal Units) - MTU, Master Terminal Unit)
  • 15. RTU – UNIDAD REMOTA • Estación Remota, aquel conjunto de elementos dedicados a labores de control y/o supervisión de un sistema, alejados del Centro de Control y comunicados con éste mediante algún canal de comunicación. • Dentro de esta clasificación podemos encontrar • RTU (Remote Terminal Unit): especializados en comunicación • PLC (Programmable Logic Controller): tareas generales de control • IED (Intelligent Electronic Device): tareas específicas de control
  • 16. En la figura se observa un variador de frecuencia ATV71 que engloba elementos de las tres clasificaciones: RTU: Tiene opciones de comunicación Modbus, CANopen y Ethernet PLC: Mediante una tarjeta accesoria, se le integra un PLC con capacidades de comunicación incluidas (CANopen) IED: Tiene las funciones de regulación y control propias de este tipo de equipos (entradas, salidas, regulación PID, etc.)
  • 17. RTU – UNIDAD REMOTA Una estación remota puede ser un gran sistema complejo que forme parte, a su vez, de un sistema de control mucho más extenso, como el control de distribución eléctrica de un país. La estación remota tendrá implementadas funciones de control, interface hombre-máquina, adquisición de datos, control de bases de datos, protocolos de seguridad y comunicaciones internas entre subsistemas
  • 18.
  • 19. En la figura se observa una subestación de control de una depuradora dentro del sistema de distribución y gestión de agua para consumo de una región determinada. La subestación está protegida de dos maneras: Hardware: funcionan como barreras físicas; desde la valla de protección de los recintos y los sistemas de vigilancia, hasta las llaves de las salas de control o de los armarios que contienen los elementos de mando (PLC). Software: son barreras lógicas. Los accesos desde dentro, no autorizados, se evitan mediante sistemas de contraseñas en los equipos. Los accesos desde fuera, mediante dispositivos especiales que limitan el acceso (Cortafuegos, o firewalls).
  • 20. SOFTWARE SCADA Un programa del tipo HMI se ejecuta en un ordenador o Terminal gráfico y unos programas específicos le permiten comunicarse con los dispositivos de control de planta (hacia abajo) y los elementos de gestión (hacia arriba). Estos programas son lo que denominamos controladores (o driver) de comunicaciones
  • 21. • En un programa SCADA tendremos dos bloques bien diferenciados: el programa de Desarrollo y el programa de ejecución o Run-time. • El programa de Desarrollo engloba las utilidades relacionadas con la creación y edición de las diferentes ventanas de la aplicación, así como sus características (textos, dibujos, colores, propiedades de los objetos, programas, etc.) • El programa Run-time permite ejecutar la aplicación creada con el programa de desarrollo (en Industria se entrega, como producto acabado, el Run-time y la aplicación).
  • 22. PANTALLAS Las interfaces gráficas permiten la elaboración de pantallas de usuario con múltiples combinaciones de imágenes y/o textos, definiendo así las funciones de control y supervisión de planta. Las pantallas de interface proporcionan una serie de herramientas que permiten realizar las tareas más comunes de forma rápida y sencilla. Las pantallas de alarmas se pueden organizar de manera distribuida (cada pantalla mostrará un grupo de alarmas) o centralizada (una pantalla única para todas las alarmas).
  • 23. TENDENCIAS • Son las utilidades que permiten representar de forma cómoda la evolución de variables del sistema. Las utilidades más generales son: • Una carta puede tener los parámetros de representación ya definidos o pueden modificarse durante la ejecución de la aplicación on line. • Es posible representar varios valores de forma simultánea en una misma carta. • Representación en tiempo “casi real” de variables (Real-time trending) o recuperación de variables almacenadas (Historical Trending). • Ampliación y reducción de zonas concretas de una gráfica.
  • 24. En el dibujo se muestra una gráfica de tendencia histórica que representa una variable analógica, realizada con el paquete InTouch, de Wonderware
  • 25. ALARMAS Las alarmas se basan en la vigilancia de los parámetros de las variables del sistema. Son los sucesos no deseables, porque su aparición puede dar lugar a problemas de funcionamiento. Este tipo de sucesos requiere la atención de un operario para su solución antes de que se llegue a una situación crítica que detenga el proceso (nivel bajo de aceite en un equipo hidráulico) o para poder seguir trabajando (cargador de piezas vacío). El resto de situaciones, llamémoslas normales, tales como puesta en marcha, paro, cambios de consignas de funcionamiento, consultas de datos, etc., serán los denominados eventos del sistema o sucesos.