1. Universidad de Oriente
Núcleo de Monagas
Ingeniería de Sistemas
Cursos Especiales de Grado
Automatización y Control de Procesos Industriales
Maturín, Marzo de 2014.
MONITORIZACIÓN (1) (CAP. 2)
Unidad IV.- SISTEMAS DE SUPERVISIÓN Y CONTROL
Sistemas de Supervisión y Control
Equipo CAD
Jonathan Araul C.I.: 18.693.713
Carlos Vasquez C.I.: 19.091.532
Tutor:Ing. Judith Devia.

2. 2
ÍNDICE
ÍNDICE.......................................................................................................... 2
INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 3
MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 4
Monitorización ........................................................................................... 4
Adquisición de registro y datos.................................................................. 4
Dispositivos para la adquisición de datos.................................................. 4
Registro de datos ...................................................................................... 5
Representación del proceso...................................................................... 6
Creación de sinópticos .............................................................................. 6
DISCUSIÓN.................................................................................................. 7
CONCLUSIÓN.............................................................................................. 9
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................... 10
ANEXOS..................................................................................................... 11
Figura 1. Significado habitual de los colores en ambientes tecnológicos.11
Figura 2. Ejemplo de utilización de buses de campo............................... 11

3. 3
INTRODUCCIÓN
Las industrias de la actualidad han abandonado los procesos rígidos y
estáticos, a favor de sistemas flexibles y adaptables, con capacidad de responder
a la demanda del mercado de forma ininterrumpida. Sin embargo, la complejidad
de los procesos y las interdependencias en las diferentes etapas de producción
tienden a dificultar no solo la flexibilidad en el proceso productivo, sino también su
gestión. Aunado a esto, las imposiciones actuales de calidad integral del producto,
eliminación de stocks de inventario y disminución de márgenes de error tienden a
aumentar la complejidad de los procesos. Existe una coyuntura sobre la
optimización de los precios para aumentar la competitividad con la necesidad de
su continuidad y es en el proceso donde se deben asumir y definir las tolerancias
en el producto de entrada, dentro de los límites establecidos, con lo cual se
asegurara la uniformidad en la producción desarrollada y entregada.
En todo proceso industrial, es necesario vigilar múltiples parámetros
concernientes a la producción, la monitorización se concibe como el proceso
automatizado, en el cual se posibilita al operador observar e interactuar a través
de interfaces con el proceso productivo, con el objeto de poder generar alarmas,
registrar eventos, evaluar tendencias.
La monitorización consta de diversas funcionalidades referentes a la
adquisición y registro de datos, representación, centralización de información y
gestión funcional. Se hace incidencia en criterios de diseño de la interfaz gráfica
de acuerdo con la información que representa, teniendo en cuenta la dinamicidad
del proceso productivo, así como también los estándares internacionales aplicados
por la ISA.

4. 4
MARCO TEÓRICO
Monitorización
El seguimiento del proceso y de la evolución de forma continuada del
producto son los que permitirán alertar del buen o mal funcionamiento a la vez que
establecer criterios de ajuste y cambio dentro del proceso. Se entiende como
MONITORIZACIÓN a la automatización de este proceso de vigilancia dotando al
operario de los mecanismos necesarios para su alerta, así como la interacción
amigable con el proceso y el registro de su evolución (históricos). Su propósito es
facilitar la detección se situaciones anómalas y su diagnóstico a través de un
seguimiento continuo de las variables de proceso.
Adquisición de registro y datos
La evolución de los ordenadores hacia sistemas más abiertos y modulares
a base de expansiones de bus y tarjetas funcionales que permiten el acceso a
representaciones eléctricas de las magnitudes de proceso ha propiciado la
interconectividad del proceso con los sistemas de monitorización. Bajo la
perspectiva de la monitorización, el objetivo es la centralización de todos los datos
de proceso en un ordenador (o red de ordenadores); por tanto, la elección de
estos dispositivos deberá hacerse conforme a la aplicación (o aplicaciones) de
monitorización.
Dispositivos para la adquisición de datos
A continuación se apuntan las soluciones tecnológicas más habituales para
la adquisición de datos pensando en la monitorización. Así, pues, no son
soluciones equivalentes alternativas sino que muchas de ellas pueden coexistir
dentro de un mismo proyecto de automatización o ser excluyentes de acuerdo con
las especificaciones del proyecto.
La solución más económica, por no necesitar de alimentación propia, ni
chasis, ni pantalla de visualización la ofrecen las tarjetas de adquisición de datos
(TAD) y tarjetas de instrumentación. Su utilización se reduce a pequeños procesos
de laboratorio y tareas específicas en que se requiere la potencia del ordenador
para determinados cálculos.
Una alternativa interesante cuando se necesita de instrumentación de
laboratorio específica para la automatización de ciertas medidas (respuestas
frecuenciales, desfases, sincronías, etc.) la constituyen los buses de
instrumentación. Los más comunes son el GPIB (HP-IB), bus paralelo basado en
el estándar IEEE-488.2 y el VXI, que combina instrumentos y controladores
programables montados en chasis y totalmente gestionados por un ordenador.

5. 5
En instalaciones de mayores dimensiones y con necesidades de control y/o
secuenciación múltiple, se utiliza el autómata programable o PLC (Programable
Logic Controler) para estas tareas. Estos dispositivos pueden actuar a su vez
como sistemas de adquisición. En ese caso el enlace con el ordenador de
monitorización se realiza a través de interfaces serie (RS-232/RS-485 y similares).
Los autómatas ejercen de interface entre los sensores de planta y el ordenador a
la vez que contienen y ejecutan su propio programa, de forma autónoma, de
acuerdo con el estado de las entradas y salidas (analógicas y digitales) de que
disponen. El ordenador monitoriza el proceso, relegando las tareas de control al
autómata.
Cuando las necesidades de control no justifican un autómata, puede
optarse por la comunicación directa de dichos instrumentos con el ordenador. Para
ello debe comprobarse que tanto el instrumento como el ordenador disponen del
interfaz adecuado (módulos de transmisión serie). En grandes instalaciones, la
utilización de placas de expansión de bus y de interfaces permite ampliar el
número de entradas y salidas a tratar, llegando a tratar centenares de entradas en
sistemas de E/S distribuidas.
Los buses de campo constituyen el sistema de comunicaciones para
dispositivos más próximo al proceso; de ahí su nombre. Permiten la interconexión
de todo tipo de dispositivos de campo (sensores, actuadores, reguladores,
autómatas) en un bus serie. Se trata de una línea de datos semidúplex (RS-485)
en que los dispositivos conectados se organizan en una estructura
maestro/esclavo. En cuanto al protocolo utilizado, éste depende de los fabricantes.
La utilización de buses de campo, es de utilidad en grandes instalaciones
evitando el cableado individual de instrumentos. De esta forma instrumentos y
dispositivos de control pueden distribuirse como más convenga. Son los llamados
sistemas de control distribuido (DCS, Distributed Control Systems) con módulos de
entradas y salidas remotas que se comunican con dispositivos de control y estos
entre ellos.
Registro de datos
Sea cual sea el sistema de adquisición empleado para instrumentar el
sistema de monitorización, en todos se establece una digitalización de la señal.
Este procedimiento de conversión analógica a digital es por lo general
transparente al usuario del sistema de monitorización, de la misma manera que lo
es la comunicación entre los instrumentos del sistema de adquisición y la
aplicación de monitorización.

6. 6
Representación del proceso
La representación del proceso es una etapa básica de la monitorización. La
identificación inmediata de los elementos del proceso con una representación
gráfica (sinópticos) de éstos es importante para lograr los objetivos de la
monitorización. La representación visual de información y su interactividad es lo
que se conoce como Interfaz Gráfico de Operador o Interfaz Hombre Maquina
(HMI o MMI). Los paquetes SCADA actuales incorporan estas facilidades a través
de ventanas (o pantallas) en que se representa el proceso o parte de éste.
Creación de sinópticos
En el momento de crear una representación gráfica, la elección de la
iconografía adecuada, la distribución en la pantalla y la elección de los colores
adecuados facilita la interacción entre el usuario y el proceso. Algunas
consideraciones útiles para la creación de pantallas gráficas o sinópticas son las
que se sugieren:
 Las pantallas, o ventanas, tendrán una apariencia consistente.
 La representación del proceso (sinópticos) se organizará de acuerdo con la
distribución física de las células de producción
 La información numérica presentada se hará sobre los elementos gráficos que
la generan.
 La utilización de colores ayuda a la comprensión rápida de información.
 La presencia de intermitencias llama la atención del observador, pero dificulta
su lectura.
Aunque no existe una normativa a aplicar a la hora de representar el
proceso en el sinóptico, la nomenclatura propuesta por la ISA (Instrument Society
of America) para la documentación de procesos, es ampliamente utilizada y puede
ser una forma de unificar las representaciones en el sistema de monitorización.
Las facilidades gráficas que incorporan los paquetes actuales permiten la
utilización de múltiples colores y la animación de objetos dentro de los sinópticos.
El resultado es un interfaz dinámico y amigable que facilita la comprensión del
proceso e incluso la visualización interna del equipamiento y la evolución del flujo
de producto por él. Es, por tanto, importante una elección adecuada de los colores
para representar estados o variables del proceso en la pantalla.

7. 7
DISCUSIÓN
La monitorización es aquella que consiste en el seguimiento de los
procesos productivos, en donde se contempla la evolución de los productos, no
solo desde un rol pasivo, sino activo al interactuar por medio de interfaces
destinadas para tal fin, para monitorizar es necesario seguir determinados
lineamientos preestablecidos, en caso de no cumplir con los mismos se generan
alertas, durante todo este proceso se van almacenando continuamente los
históricos para su posterior uso en el análisis de tendencias.
La modularidad en las computadoras apertura una amplia gama de
posibilidades para la industria, al aumentar la interconectividad entre múltiples
sensores y dispositivos, uno de los objetivos de la monitorización es poder
centralizar toda la información captada por los mecanismos de automatización, en
una sola o pocas computadoras, para ser analizada por los operadores
encargados.
Existen una gran variedad de dispositivos para la adquisición de datos,
cada uno de ellos se adapta a determinadas situaciones a continuación los
enumeraremos:
Tarjetas de adquisición de datos TAD, posee aplicaciones sencillas, es
destinado a pequeñas actividades, de coste reducido, al prescindir de múltiples
componentes de uso común.
Los buses de instrumentación también son destinados a pequeñas tareas,
algunos de los más conocidos son el GPIB (HP-IB) y el bus paralelo basado en el
estándar IEEE-488.2
PLC o el autómata programable, es un dispositivo diseñado para recibir
múltiples tipos de variables desde los sensores y generan salidas para las
computadoras, a las cuales se conectan mediante interfaces RS-485/RS-232.
Los buses de campo, son dispositivos que interconectan sensores,
actuadores, reguladores y autómatas con buses de serie, a través de líneas de
datos, mediante una estructura maestro/esclavo. Frecuentemente son utilizados
en las instalaciones de gran envergadura, para evitar el uso de cableado por cada
instrumento.

8. 8
Independientemente del dispositivo implementado, siempre se efectuara
una digitalización de la señal, la cual se comprende como la transformación de
señales analógicas a digitales, es decir en ceros y unos.
En la monitorización la representación de los procesos de forma gráfica
cumple un papel fundamental, gracias al uso de sinópticos es posible que los
operadores puedan conocer de la mejor manera las etapas de la elaboración de
productos y otras derivadas. Esto por lo general se desarrolla mediante los
paquetes SCADA.
Para desarrollar un sinóptico es conveniente elegir meticulosamente cada
uno de los componentes como la iconografía, la distribución de los elementos en
los diagramas y los colores a utilizar, con el objeto de facilitar la comprensión.

9. 9
CONCLUSIÓN
La vigilancia del estado actual y evolución de los procesos productivos de
forma automática se conoce como monitorización, en donde los operadores
pueden interactuar para conocer a fondo las etapas de desarrollo de los
productos, a través de gráficos, estudio de tendencias, para detectar situaciones
imprevistas y generar alarmas en caso de ser necesario.
La monitorización está compuesta por:
 La adquisición de datos.
 El registro de datos.
 La representación del proceso (sinópticos).
 La generación de gráficos e históricos.
Gracias a la modularidad de las computadoras hoy en día es posible poder
disponer gran variedad de dispositivos para tareas de automatización industrial,
entre ellos podemos mencionar a las tarjetas de adquisición de datos, buses de
instrumentación, PLC o programador lógico controlable y los buses de campo.
Estos artefactos no necesariamente son mutuamente excluyentes, se pueden
combinar según las necesidades de las instalaciones.
Una vez adquirido los datos, se continúa con el registro de los mismos,
gracias a la digitalización de las señales, donde se transforman señales
analógicas a digitales. Posteriormente se efectúa una representación del proceso,
donde se identifican los elementos y se modelan a través de sinópticos, por lo
general estos son desarrollados con los paquetes SCADA de la actualidad.

10. 10
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
 Sistemas de supervisión.Introducción a la monitorizacióny supervisión experta
deprocesos:Métodos y herramientas. Colomer,Joan;Meléndez, Joaquim; Ayza,
Jordi.Extraído el 23 de marzo de 2014 desde
http://www.ceautomatica.es/sites/default/files/upload/10/files/sistemas%20de%
20supervision.pdf

11. 11
ANEXOS
Figura 1. Significado habitual de los colores en ambientes
tecnológicos.
Figura 2. Ejemplo de utilización de buses de campo