Este documento presenta una introducción a los sistemas de supervisión industrial, con énfasis en los sistemas SCADA. Define la supervisión como la centralización del control de procesos fuera del área de control para monitorear procesos industriales de manera remota. Explica que la supervisión involucra tres etapas: detección de fallas, diagnóstico y reconfiguración. También describe las funcionalidades básicas de un sistema SCADA, como la adquisición y almacenamiento de datos, representación gráfica de variables

1. Universidad de Oriente
Núcleo de Monagas
Departamento de Ingeniería de Sistemas
Cursos Especiales de Grado
Área: Automatización y Control de Procesos Industriales
SISTEMAS DE SUPERVISÓN. (2) (CAP. 1)
Equipo CAM
Profesora: Integrantes:
Judith Devia. Guevara A., Bernardo J. C.I.: 20.172.680.
Velásquez M., Yanires Y. C.I.: 19.008.895.
Maturín, marzo de 2014

2. ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
MARCO TEÓRICO.................................................................................................. 2
Supervisión.......................................................................................................... 2
Tareas de Supervision ..................................................................................... 2
Supervisión y Monitoreo ...................................................................................... 3
Etapas en la supervisión .................................................................................. 3
Supervisión Experta............................................................................................. 4
Supervisión con Sistemas SCADAs .................................................................... 4
Funcionalidades básicas de un sistema SCADA ............................................. 4
Terminología........................................................................................................ 5
Relativo al estado del proceso ......................................................................... 5
Relativo a señales............................................................................................ 6
Relativo a la tareas de supervisión .................................................................. 6
DISCUSIÓN ............................................................................................................ 7
CONCLUSIONES.................................................................................................... 9
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 10

3. 1
INTRODUCCIÓN
El hombre no se detiene en sus esfuerzos por continuar desarrollando e
innovando la forma en que realiza las actividades productivas. La competitividad
creciente, es un impulso para las industrias de mantenerse actualizadas en la
aplicación de las técnicas que aporten mayor eficiencia y eficacia a los procesos
de producción.
Ya no es suficiente con conocer el proceso y obtener la data durante su
desarrollo, es determinante cómo se maneja dicha data y con qué fin, para la
automatización y control de procesos es de gran importancia la supervisión y
monitoreo constante de estos procesos y los datos generados durante su
ejecución. Estas actividades pueden ser llevadas a cabo por una asociación entre
hombre-máquina, que controlan los diferentes procesos que se dan en una
fábrica. Tan importante como la supervisión son las jerarquías de control que se
establecen en una red industrial de procesos, también existen en el mercado
diferentes sistemas para el control. Estos sistemas destacamos los sistemas
SCADA, que se mencionarán de manera general en las páginas subsiguientes.

4. 2
MARCO TEÓRICO
Supervisión
La supervisión es una actividad técnica y especializada que tiene como fin
fundamental utilizar racionalmente los factores que le hacen posible la realización
de los procesos de trabajo: el hombre, la materia prima, los equipos, maquinarias,
herramientas, dinero, entre otros elementos que en forma directa o indirecta
intervienen en la consecución de bienes, servicios y productos destinados a la
satisfacción de necesidades de un mercado de consumidores. [1]
La principal función de la supervisión es la centralización del control de
procesos fuera del real de control o fuera de maquina a controlar. En la
supervisión actúan tanto las personas como las máquinas [2]. En el contexto
industrial la supervisión de procesos se entiende como el conjunto de acciones
desempeñadas con el propósito de asegurar el correcto funcionamiento del
proceso incluso en situaciones anómalas. De hecho, podemos afirmar que la
supervisión está presente en cualquier proceso productivo y que se realiza a
través de encargados y operarios especializados, que detectan a presencia de
comportamientos anómalos y actúan en consecuencia (ajustando parámetros,
cambiando consignas y activando accionamientos para prevenir un mal superior o
conservar la capacidad operativa del proceso). [3]
Tareas de Supervisión
Las tareas son los diferentes tipos de operaciones que se deben realizarse
con el fin de supervisar un sistema dado. Hay seistiposprincipales de funciones:
1. Detección de fallos: La determinación de la presencia de fallos en un
sistema y el tiempo de detección.
2. Aislamiento de fallos: Identificación de atributos relevantes de los fallos
presentes: tipo, la ubicación y la hora de la detección de un fallo. Sigue la
detección de fallos.
3. Identificación de fallos: Determinación de otros atributos relevantes de
fallos: el tamaño y el comportamiento variable en el tiempo de un fallo. Sigue el
aislamiento de fallos.
4. Diagnóstico de fallos: Determinación de la especie, el tamaño, la
ubicación y la hora de la detección de un fallo. Sigue la detección de fallos.
5. Monitoreo: Una tarea continua en tiempo real de la determinación de las
condiciones de un sistema físico, mediante el registro de información
reconociendo e indicando las anomalías del comportamiento del mismo.
6. Supervisión: monitoreo de un sistema físico y tomar las acciones
apropiadas para mantener la operación en el caso de fallos. [4]

5. 3
Supervisión y Monitoreo
La implementación de un sistema de supervisión supone recorrer tres
etapas fundamentales: la detección de fallos, el diagnóstico de éstos y finalmente
la reconfiguración del sistema, que debe permitir continuar operando de acuerdo
con las especificaciones fijadas. En caso de no realizarse las tres etapas
anteriores, se considera el sistema de supervisión como sistema de vigilancia y
asistencia al operario y se concibe como sistema de monitorización. Se trata de
sistemas que alertan al operario y éste decide sobre la existencia de fallos en el
proceso, así como su origen y las acciones a realizar. En este caso el sistema de
supervisión lo constituyen el entorno de monitorización junto con el operario a su
cargo y por tanto es habitual designar también, como entornos de supervisión, a
tales sistemas. Con el propósito de diferenciar dichos sistemas de otros, más
avanzados. [3]
Etapas en la supervisión
Como se ha enunciado en el párrafo
anterior, un proyecto de supervisión, debe
acometer tres etapas básicas (ver Figura 1). Para
llevarlas a cabo, es imprescindible disponer de
registros de las señales de proceso de forma
centralizada en un ordenador de control y por
tanto ser parte de procesosmonitorizados. Las
etapas son:
Figura 1. Etapas básicas en supervisión.
1. Detección de fallos: el objetivo de esta etapa es el de obtener indicios de
situaciones anómalas que puedan llevar al proceso a una situación de fallo y
clasificarlas como tales. Esta tarea consiste básicamente en la obtención de
indicadores de fallo y su evaluación continuada, seguido de un proceso de
decisión. Se fundamenta, por tanto, en el conocimiento sobre el funcionamiento
del proceso (modelo) y la utilización de éste de forma automática y sistemática
para decidir sobre el correcto (o incorrecto) funcionamiento del proceso de forma
continua.
2. El diagnóstico de fallos, o simplemente diagnosis: sigue a la detección
de fallos con el propósito de averiguar las causas primeras de esta situación
anómala. El diagnóstico consiste en un procedimiento deductivo que lleva al
origen del fallo, con basamento en conocimientos y experiencias adquiridas que
den la puta para el diagnóstico.
3. Reconfiguracióno propuesta de acciones consistirá en las acciones a
realizar para mantener el proceso operativo. Puede ser realizando cambios a
ajuste en el sistema para garantizar la operatividad, incluso mientras persiste el
fallo. [3]

6. 4
Supervisión Experta
La industria actual goza de un elevado nivel de automatización pero, a
pesarde ello son necesarios la vigilancia y el seguimiento por parte de ojos
expertosdesde la sala de control. La experiencia y el knowhowsobre el proceso
sonlos que en muchas ocasiones permiten detectar situaciones indeseadas(fallos)
y diagnosticar su origen. Por descontado, en presencia de talessituaciones
siempre se recurre a la experiencia y conocimiento para obrar enconsecuencia.
Este conjunto de tareas, que pueden parecen rutinarias a los ojos del
operarioson los que confieren al supervisor su categoría de experto y
sonconsecuencia de su aprendizaje y capacidad de razonamiento y deducción.
Elobjetivo, por tanto, es lograr un sistema informático dotado de experiencia y
conocimiento suficiente como para relajar la atención del operario y quesirva a
éste de soporte y consulta. [3].
Supervisión con Sistemas SCADAs
SCADA es un acrónimo por Supervisory Control And Data Acquisition
(control y adquisición de datos de supervisión). Los sistemas SCADA utilizan el
computador y las tecnologías de comunicación para automatizar el monitoreo y
control de procesos industriales. Estos sistemas son partes integrales de la
mayoría de los ambientes industriales complejos o muy geográficamente
dispersos ya que pueden recoger la información de una gran cantidad de fuentes
muy rápidamente, y la presentan a un operador en una forma amigable. Los
sistemas SCADA mejoran la eficacia del proceso de monitoreo y control
proporcionando la información oportuna para poder tomar decisiones
operacionales apropiadas [2]. Como su nombre indica dichos sistemas se
atribuyen las funcionalidades decentralización o adquisición de datos, control y
supervisión. Podemos decir, portanto, que representan el estado actual de esta
disciplina en los entornos industriales.
Un SCADA es una aplicación o conjunto de aplicaciones software con
accesoa planta, mediante comunicación digital con los instrumentos y actuadores,
einterface gráfica de alto nivel con el usuario. De todas formas, las siglasSCADA
se utilizan tanto para designar estas aplicaciones como los entornosutilizados para
su desarrollo, asociando a ellos las marcas comerciales. [3]
Funcionalidades básicas de un sistema SCADA
• Adquisición y almacenado de datos.
• Representación gráfica y animada de variables de proceso y monitorización
de éstas por medio de alarmas.
• Control, actuando sobre autómatas y reguladores autónomos (consignas,
alarmas, menús, etc.) o bien directamente sobre proceso a través de E/S remotas.
• Arquitectura abierta y flexible con capacidad de ampliación y adaptación.

7. 5
• Conectividad con otras aplicaciones y bases de datos, locales o distribuidas
en redes de comunicación. [3]
Una revisión detenida de la diversidad de productos SCADA que se
encuentran en el mercado permite afirmar de la mayoríade ellos, que aunque
cumplan perfectamente con las tareas de adquisición dedatos y control
(compartiendo responsabilidad con los dispositivos de campo,tipo PLC), distan de
ser entornos de supervisión expertos. Es decir, laintegración de conocimiento
experto y su utilización en tareas de decisiónqueda reducida a su característica de
sistema abierto. De hecho, el rolsupervisor de los SCADA actuales queda
relegado básicamente a la activacióny registro de alarmas asociadas al traspaso
de umbrales por parte de variables analógicas. Aunque las alarmas pueden
consideraseuna forma simple de detección de fallos, quedan por cubrir otras
tareas desupervisión como son el diagnóstico y la propuesta de acciones para
lareconfiguración del sistema, en caso de ser necesario. Por tanto, bajo
estaperspectiva, los actuales sistemas SCADA distan de ser entornos
desupervisión expertos y sus funcionalidades básicas deben completarse conotras
aplicaciones.
En ese caso, será tarea de la ingeniería, o del equipo de desarrollo, la
selección e integración de las herramientas más adecuadas (sistemasexpertos,
herramientas de decisión, simuladores, bases de datos,planificadores,
herramientas de gestión u otras aplicaciones) para configurar elentorno global de
supervisión. El SCADA establece el puente entre el procesoy otras aplicaciones.
[3].
Terminología
A continuación se apunta un breve listado relativo a los términos más
comunesen supervisión. Los términos marcados con asterisco (*) corresponden a
losaceptados por el Comité Técnico de SAFEPROCESS de 1996 y recogidos
porIsermann y Ballé. Se han añadido otrosdebido a su uso frecuente en el dominio
de la supervisión.
Relativo al estado del proceso
 Falta (*Fault) o fallo: Desviación, no permitida de una variable
ocaracterística del sistema.
 Malfuncionamiento (*Malfunction): Irregularidad intermitente en
elcomportamiento normal de un sistema.
 Fallo(*Failure): Interrupción permanente, total o parcial, en
elcomportamiento normal del sistema.
 Estado o régimen transitorio (TransientState): Situaciónprovocada por un
cambio en las constantes del proceso (cambios deconsignas o parámetros o

8. 6
aparición de perturbaciones) que resulta enuna variación de una o varias de sus
variables respecto del que adoptaen estado permanente.
 Estado o régimen permanente (SteadyState): Situacióncaracterizada por
un valor constante o repetitivo (periódico) en el valorde todas las variables del
proceso. Sigue a un régimen transitorio enlos sistemas estables.
Relativo a señales
 Alarma (Alarm): Alerta de falta provocada por la superación de un umbral
asociado a una variable.
 Evento (Event): Sucesos característicos que identifican un cambio
significativo en una característica asociada a una variable. La aparición o
desaparición de una alarma es un evento en sí misma.
 Error(*Error): Desviación entre una medida o cálculo de una variabley su
valor verdadero (o teóricamente correcto).
 Residuo (*Residual): Diferencia entre la salida de un sistema predichapor
un modelo y la medida. Se utiliza como forma de generación dealarma en la
detección de fallos.
 Síntoma(Symptom): Desviación de una magnitud observablerespecto a su
comportamiento normal en ausencia de modelo.
Aunque los conceptos de alarma y evento están asociados a las
señalesmientras que las Faltas (o comúnmente fallos) se asocian al
funcionamientodel proceso, unos son consecuencias de los otros. Es decir, una
alarma seactivará al producirse un evento y será indicativo de falta en el proceso.
Relativo a la tareas de supervisión
 Detección de fallos (*FaultDetection): Determinación de la presencia de
fallos.
 Diagnóstico de fallos (*Fault Diagnosis): Determinación del origen de los
fallos (que componente, en qué lugar,...).
 Monitorización (*Monitoring): Determinación y representación gráfica de
las condiciones de funcionamiento de un sistema real en tiempo real. Sinónimo de
seguimiento o vigilancia.
 Supervisión (*Supervision): Monitorización de un sistema, para detectar los
posibles fallos y actuar en consecuencia. Proponer acciones correctoras frente a
situaciones detectadas y diagnosticadas.
 Supervisión Experta (ExpertSupervision): Supervisión que utiliza para sus
propósitos mecanismos de abstracción de información y procesado automático de
conocimiento y/o experiencia.

9. 7
DISCUSIÓN
A medida que el hombre continúa su evolución, es capaz de configurar
procesos aún más complejos, aunado a esto sigue mejorando continuamente las
técnicas y herramientas para controlar el desarrollo de estos procesos, es así
como surge la necesidad de conocer y estudiar el comportamiento de los
elementos que intervienen directamente en la ejecución de las actividades
productivas, con el fin de obtener la información necesaria que soporte la toma de
decisiones. Esta es la tarea de la supervisión y monitoreo de procesos
industriales.
La monitorización consiste en la determinación, continua, en tiempo real de
las condiciones del sistema y sus variables, a su vez la supervisión de procesos se
entiende como el conjunto de acciones desempeñadas con el propósito de
asegurar el correcto funcionamiento del proceso incluso en situaciones anómalas
(en presencia de un fallo/falla). La supervisión experta utiliza para sus propósitos,
de seguimiento y control, mecanismos de abstracción de información y procesado
automático de conocimiento y/o experiencia, que permite un diagnóstico de fallo
confiable y con mayor rapidez.
Un sistema de supervisión supone recorrer tres etapas fundamentales: la
detección de fallos (determinación de una alteración en alguna variable en el
sistema), el diagnóstico de éstos (consiste en un procedimiento deductivo,
averiguar las causas primeras de esta situación anómala) y finalmente la
reconfiguración del sistema, que debe permitir continuar operando de acuerdo con
las especificaciones fijadas. Los sistemas SCADA utilizan el computador y las
tecnologías de comunicación para automatizar el monitoreo y control de procesos
industriales.
Ejemplo de aplicación SCADA
La arquitectura de software de una aplicación
desarrollada se basa en una aplicación SCADA que se
ejecuta sobre un computador personal que hace las
funciones de monitorización de variables, gestión de
alarmas, elaboración de históricos e informes.
El computador personal con el SCADA sigue el
flujograma que se muestra en la Figura 2. Donde se
puede apreciar el inicio, establecer comunicación PLCs y
BBDD, demultiplexación de datos a cada equipo,
monitorización, control y almacenamiento de datos, fin de
la secuencia y por último visualizar históricos, fin.
Figura 2. Flujograma de la aplicación SCADA

10. 8
Cada PLC sigue el flujograma de la Figura 3 y efectúan el control de las
tareas y toman variables de consigna del computador personal y/o de los
terminales táctiles.
Con todo, se obtiene una aplicación distribuida que es capaz de funcionar
independientemente en cada terminal de control y que es capaz de integrarse en
un terminal remoto que actúa como sistema de monitorización ofreciendo la
posibilidad de modificar puntos de consigna de funcionamiento del sistema. Ver
figura 4.
Desde la pantalla inicial de la aplicación es posible acceder a los distintos
dispositivos de control: leer su estado y modificar parámetros de funcionamiento a
través de una identificación de usuario autorizado. Ver figura 5. [5]
Figura 3.Flujograma de funcionamiento
del PLC
Figura 4. Vista principal de la aplicación
Figura 5. Control remoto de variadores
Figura 3. Monitorización de niveles.

11. 9
CONCLUSIONES
La supervisión de procesos técnicos es objeto del continuo desarrollo de
métodos y técnicas, debido a creciente demanda en la confiabilidad y seguridad, el
uso de computadoras en la supervisión y monitoreo de procesos permite la
aplicación de métodos, los cuales resulta en una temprana detección de fallas, de
lo que sería posible con las limitaciones convencionales y chequeos de rutina. Con
el apoyo de los modelos de proceso, estimación y decisión es posibles también
monitorear variables no cuantificables como estados de proceso, parámetros de
proceso y características.
El monitoreo de procesos se limita determinación de las condiciones de un
sistema físico, mediante el registro de información reconociendo e indicando las
anomalías del comportamiento del mismo, es decir nos ofrece una descripción
actual de las condiciones del sistema, dando paso a la supervisión, que tomando
como base esta información obtenida en el monitoreo, toma las acciones
pertinentes para mantener en operación el sistema. La herramienta tecnológica
que apoya esta supervisión se conoce como SCADA, de los cuales existen varias
versiones comerciales, y pueden ser adaptadas de acuerdo a los procesos
realizados por cada industria.

12. 10
BIBLIOGRAFÍA
[1] (2010). La supervisión y la organización. [Documento en línea]. Disponible:
http://produccinyseguridadindustrial.blogspot.com/2010/11/la-supervision-y-la-
organizacion.html [Consultado: 2014, marzo 23]
[2] David Chacon, Oscar Dijort, Jacinto Castrillo (2011). Supervisión y control
de procesos. [Documento en línea]. Disponible:
https://www.google.co.ve/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&
uact=8&ved=0CC8QFjAB&url=http%3A%2F%2Focw.upc.edu%2Fdownload.php%
3Ffile%3D15012628%2F40194-
3452.pdf&ei=IhMxU4ujHomQkAfIiYDgCw&usg=AFQjCNFwuloXjwozuHyK673aKaz
gt4jKrQ&bvm=bv.63587204,d.eW0[Recuperado: 2014, marzo 24]
[3]Joan Colomer Llinás, Joaquim Meléndez, Jordi Ayza (2000). Sistemas de
supervisión. Introducción a la monitorización y supervisión experta de procesos:
métodos y herramientas.[Documento en línea]. Disponible:
http://www.ceautomatica.es/sites/default/files/upload/10/files/sistemas%20de%20s
upervision.pdf[Consultado: 2014, marzo 23]
[4] Silvia Suárez, Beatriz López, Joaquim Melendez (2003).Towards
holonicmultiagent systems: Ontology for supervision tool boxes [Documento en
línea]. Disponible:
http://eia.udg.es/~sasuarez/papers/towards_holonic_WORKSHOP_AGENTS_CAE
PIA2003.pdf [Consultado: 2014, marzo 23]
[5] Ricardo Pizá, Josep Tornero, Raquel Moreno,IsalinBaeta. Supervisión,
monitorización y control distribuidos. Aplicados al sector agroalimentario.
[Documento en línea]. Disponible:
http://www.ceautomatica.es/old/actividades/jornadas/XXI/documentos/ja00_070/ja
00_070.pdf [Consultado: 2014, marzo 24]