Sistema SCADA - Sitio en portugués

Los programas SCADA (Supervisory Management and Knowledge Acquisition) se utilizan ampliamente para regular procesos distribuidos geográficamente, que a veces están dispersos a más de 1000 kilómetros, y la localización de la adquisición y gestión de la información centralizada es importante para llevar a cabo el funcionamiento del sistema.

Algunas funciones de SCADA abarcan las industrias mineras, los sistemas de distribución de agua y los programas de surtido de aguas residuales, las industrias de la moda y la fabricación, los servicios públicos privados y no privados, las redes de energía eléctrica, los oleoductos y gasoductos y los programas de transporte ferroviario.

¿Qué es el sistema SCADA?

Tal y como define el título, el sistema SCADA permite la gestión, el control y la administración de diversos programas de automatización industrial (como los programas de automatización de la fabricación y el curso de la gestión) mediante la adquisición y el análisis de información procedente de aparatos distantes.

Recoge la información en tiempo real de varias zonas o cultivos distantes, presenta la información en diversos HMI, datos y registra la información en la administración de la base de datos SCADA.

Proporciona el sistema de supervisión y gestión centralizada, integrando los programas de adquisición y gestión de la información con un sistema de telemetría (en diferentes frases con programas de transmisión de información) y el programa de software HMI.

Los programas SCADA están diseñados para reunir la información de la zona, que recuerda la salida de los sensores, la posición de la máquina y el establecimiento de límites variables variados, y para cambiar al PC central por medio de programas de comunicación wi-fi.

En el aspecto de la supervisión, la información obtenida se muestra de forma gráfica o textual al operador, lo que le permite observar, analizar y gestionar un sistema completo desde un lugar de gestión central.

Dependiendo del sistema de gestión realizado, la gestión de cualquier sistema de personas concreto puede hacerse manualmente mediante instrucciones del operario o puede estar informatizada mediante diversos métodos de gestión en bucle cerrado.

Sistema scada genérico

El sistema SCADA combina cada una de las partes del {hardware} y del programa de software. El {hardware} de SCADA contiene MTU (unidad de captación de terminales) que se coloca en una ubicación central, equipos de comunicación que recuerdan a la línea telefónica, la radio, el cable o la televisión por satélite para PC, y una serie de RTU (elementos terminales distantes) o PLC que se colocan en sitios web de áreas distribuidas geográficamente.

Estas RTU o PLC están conectadas a varios sensores y actuadores y se encargan de recoger información y controlar los parámetros del sector. La Unidad Terminal de Abrazadera (UTA) recoge y procesa la información de las entradas y salidas de la UTR o el PLC, mientras que el PLC o la UTR controla los aparatos de la zona o un curso de la zona.

El software SCADA realiza las funcionalidades de un SCADA, recordando qué y cuándo se acumula y gestiona, almacenando y accediendo a la información adquirida, calculando la variación de los parámetros aceptables (comprobación restringida del conjunto), respondiendo a las violaciones de los parámetros (pasando la variación), ofreciendo HMI, informando y contabilizando, produciendo alarmas, etc.

Hay distribuidores de SCADA totalmente diferentes, algunos de ellos son Siemens, ABB, Honeywell, Rockwell, Schneider Electrical, Technomatix y Tibbo Methods.

Estructura del SCADA

La estructura típica de un sistema SCADA se muestra en la siguiente figura, que describe la configuración final y las partes principales del SCADA. En ella, el espacio de gestión o el servidor principal de la estación de captura, que actúa como MTU y routers de comunicación.

Además, el espacio de gestión contiene estaciones de trabajo de ingeniería, estaciones HMI, servidores de información e historiadores de información, todos ellos conectados por la comunidad espacial nativa (LAN). La estación de agarre se encarga de vigilar y controlar varias estaciones distantes.

Las estaciones distantes están equipadas con una serie de RTU/PLP que realizan la monitorización nativa mediante sensores (reminiscencia de tensión, presencia, temperatura y estrés) y el control nativo mediante actuadores (reminiscencia de bombas, relés y válvulas). Los aparatos del sector se conectan a través de la comunidad WAN para realizar diagnósticos remotos.

La comunicación o la transferencia de conocimientos entre los sitios web de la zona y el centro de gestión se realiza mediante protocolos de comunicación propios a través de comunicaciones en serie que utilizan estrategias de telemetría como el cable, la línea telefónica y la radiofrecuencia.

Elementos SCADA o Diagrama de Bloques SCADA:

Las partes principales del SCADA abarcan

Unidad terminal de abrazadera (MTU)

Es el corazón del sistema SCADA, que suele ser un PC dedicado, un Controlador Lógico Programable (PLC) o un servidor comunitario que se comunica con las RTUs de aspecto lejano. Inicia toda la comunicación, recoge la información, la almacena en la base de datos, da interfaces a los operadores y envía el conocimiento a los diferentes programas.

Permite a los clientes realizar capacidades de control en aparatos de área, como disyuntores, interruptores y diferentes actuadores, en función de la información recogida. Se comunica repetidamente con diferentes aparatos de la estación de agarre para facilitar el registro de la información, el procesamiento de las alarmas, las tendencias y los informes, la interfaz gráfica y el sistema de seguridad.

Modelos de terminales remotos (RTU)

Las UTRs reúnen los conocimientos de varios centros de la zona en la que están empleadas. Cada RTU está conectada a varios sensores y actuadores que se ocupan de los equipos propios del campo o de la zona.

Recoge el conocimiento de varios sensores y lo envía a la UTM. Además, recibe las instrucciones de gestión de la MTU y controla correspondientemente los distintos actuadores.

Unidades terminales remotas

Muchas UTR revenden la información de su base de datos y esperan una petición de la UTM para enviar o transmitir la información. En los programas sutiles, los PLC se utilizan como RTU que transfieren inmediatamente la información del sector y los parámetros de control y no utilizan una petición de la MTU. Utiliza una comunidad espacial de área para comunicarse con varios aparatos inteligentes de área.

Equipo de comunicación/comunidad

Proporciona el hipervínculo entre RTU (dentro del área) y MTU (dentro del medio de gestión). La comunicación puede ser por cable o wi-fi o a través de la web, lo que proporciona una comunicación bidireccional e ininterrumpida entre la RTU y la MTU.

Los programas SCADA pueden conectarse utilizando diversos medios de comunicación, como cables de par trenzado, cables coaxiales de acero, cables de fibra óptica, satélites, radio de alta frecuencia, trazados telefónicos y radio de microondas.

La topología comunitaria del sistema SCADA dependerá del tipo de sistema o software al que esté destinado. La topología principalmente redundante es beneficiosa para las funciones vitales de gestión.

Programa de software SCADA

Es una faceta vital de cada sistema SCADA que presenta el conocimiento a la persona y además le permite intervenir en el curso de la gestión. Muchos programas SCADA utilizan software industrial propietario sobre el que se desarrolla el sistema SCADA.

Este programa de software contiene un sistema operativo de PC que controla el PC central {hardware}, la administración de la comunidad de comunicaciones, el software de tecnología gráfica HMI, la administración de la base de datos y los instrumentos de tecnología de informes.

Entre las diferentes partes o equipos auxiliares de la estación central se encuentran la estación HMI, que proporciona una ilustración gráfica de los parámetros de la zona, las turbinas de alarma para informar de las circunstancias regulares e irregulares del curso y los registradores para proporcionar un documento permanente de las variables analógicas y discretas en gráficos.

Capacidades del SCADA

1. Adquisición de conocimientos

En los programas SCADA, la MTU realiza la adquisición periódica de conocimientos de las RTU. Como ya se ha dicho, el RTU puede responder tanto a una petición de tipo MTU como transfiriendo repetidamente la información cuando se produzcan cambios de estado de un parámetro o cuando se superen los límites del mismo, incluso y sin utilizar una petición de MTU.

El curso de adquisición de información contiene el escaneo interno de la RTU dentro de la base de datos, el sondeo periódico de la RTU por parte de la MTU, la transmisión de conocimientos por parte de la RTU a la MTU, el escalado de conocimientos en elementos de ingeniería y la actualización de un valor o estado anterior dentro de la base de datos.

2. Interfaz hombre-máquina (HMI)

Los productos SCADA muestran los conocimientos en varias pantallas, que mezclan tanto el contenido textual como los diagramas sinópticos. Da la disponibilidad para que los operadores humanos supervisen repetidamente las operaciones e intervengan cuando sea vital.

El programa de software SCADA HMI consta de una biblioteca de símbolos gráficos con los que se relacionan los nombres de las etiquetas con un artilugio o parámetro seleccionado, como la posición de cambio ON/OFF, la información de grado en el tanque, etc.).

La elección de espectáculos en la IHM está organizada en gran medida en una construcción de árbol, las páginas de índice de lugar permiten al operador humano elegir espectáculos variados utilizando un cursor, un teclado, un trackball o estrategias de posicionamiento de la pantalla táctil.

3. Gestión de la supervisión

Es la técnica de controlar las operaciones de los equipos desde zonas distantes. En los programas SCADA, la UTM de la estación de recogida envía las instrucciones de gestión que recuerdan a los factores de ajuste y las instrucciones de gestión discretas a la UTR de la estación lejana. En las estaciones distantes, la RTU recibe las instrucciones y, en consecuencia, controla el actuador adecuado.

La gestión de supervisión contiene la recogida desde la estación distante, seleccionando el aparato que se va a gestionar y ejecutando el comando especificado, que recuerda al cierre o al desplazamiento. Muchos de los programas hacen uso de la metodología "comprobar antes de operar" para la elección y el correcto funcionamiento del equipo dentro de la ubicación lejana.

4. Tendencia

Todos los productos SCADA cuentan con servicios de tendencias que muestran la información recogida (en tiempo real) o almacenada (en el historial) en gráficos variados. Los parámetros a tener en cuenta en un gráfico seleccionado se pueden perfilar en línea o se pueden predefinir.

Estos gráficos son capaces de mostrar una serie de parámetros mediante una serie de gráficos. Ofrece un desplazamiento automático del conocimiento con opciones de zoom mejoradas. La tendencia histórica es factible con las bases de datos archivadas.

5. Procesamiento de alarmas

Incluye el aviso al operador de las ocasiones no programadas, indicando el lugar de la incidencia, la hora de la misma, el ID del aparato y la naturaleza de la ocasión.

Las alarmas se programan de forma lógica en la estación de gestión de ataques, evaluando la información obtenida con los límites aplicables. Es posible manejar las alarmas con un cierto grado de precedencia. Las alarmas pueden ser suprimidas por una persona en particular o por todo un grupo.

6. Almacenamiento de datos y experimentos

El SCADA almacena la información recogida en discos de almacenamiento eternos o en gadgets. El registro de conocimientos se realiza de forma cíclica, lo que implica que el periodo de tiempo de un archivo histórico rotativo está proscrito (que puede ser de 40 días o 12 meses).

En cuanto se cumpla el intervalo o el registro esté lleno, archiva la información en el gadget de almacenamiento eterno, tras lo cual se descarta el conocimiento más antiguo que el tiempo de archivo. Esto permite a la persona recuperar y analizar la información en cualquier momento que lo desee.

El SCADA proporciona la tecnología de informes mediante consultas de tipo SQL. El archivo histórico proporciona el suministro de conocimientos para elaborar diversas reseñas. El SCADA también facilita la impresión y el archivo de las revisiones.

Funciones del SCADA

Las características que recuerdan a la flexibilidad, fiabilidad y escalabilidad de SCADA han hecho que se utilice de forma intensiva en la automatización de programas complicados.

Hay bastantes funciones del mundo real en las que SCADA ya ha sido rentable al proporcionar opciones de supervisión y gestión en una variedad de industrias, desde la fabricación de energía hasta los programas agrícolas. A continuación se indican algunas de estas funciones.

Remedio para las aguas residuales

La terapia de aguas residuales consiste en filtrar el agua sin cocer de los pozos o del suelo y verter el agua limpia en el sistema de distribución. Las áreas de procesamiento dentro del curso de terapia de agua abarcan estaciones de agua con o sin cocción, pretratamiento, filtración, estaciones de agua con o sin sobrecocción y programas de inyección química.

En este caso, cada etapa se emplea con PLCs como RTUs junto con sensores y actuadores para la monitorización y gestión de las operaciones en la zona. El sistema SCADA permite la supervisión centralizada de los puestos de trabajo HMI mediante la recopilación de información a través de la comunidad de comunicación de varios niveles de terapia de agua.

Sistema de distribución de energía eléctrica

El sistema SCADA automatiza {la distribución eléctrica} con el uso de dispositivos digitales inteligentes (IED) como las RTU. El SCADA supervisa todo el sistema de distribución para reducir el periodo de cortes y para optimizar el funcionamiento. Las capacidades de SCADA en el sistema de distribución de energía abarcan la gestión de subestaciones, la gestión de alimentadores y la gestión de cargas de personas finales.

Las RTU/IED de una subestación, un alimentador o una instalación de uso final recogen la información del sector, junto con la posición de los interruptores, los transformadores, los disyuntores, la información sobre averías, el consumo de vitalidad y la facturación.

En el aspecto de la supervisión central, la MTU recibe la información de las RTU, la muestra en las HMI, da la tendencia de la información y la registra. Además, mantiene el grado especificado de corrientes, tensiones y emisión de energía y, en consecuencia, genera las alarmas y vuelve a enviar las alertas de gestión a las estaciones distantes.

Estaciones de generación de energía

En los cultivos de energía térmica, los diversos equipos están distribuidos por todo el espacio de la planta, y todos están conectados a programas SCADA. El SCADA permite controlar y gestionar un gran número de calderas, generadores y bombas.

El SCADA automatiza y supervisa las operaciones de la planta, junto con la pulverización de carbón, la gestión del flujo de vapor, el arranque/la puesta en marcha de las turbinas, la gestión del agua de la caldera y la distribución y gestión de la energía.

En el caso de los cultivos de energía eólica, el SCADA proporciona visibilidad en tiempo real de la planta a distancia y facilita la gestión de la planta de forma remota y centralizada. En este sentido, el SCADA controla los aerogeneradores durante la puesta en marcha, la fabricación de energía, la parada y las circunstancias de apagado (defectuoso). Además, ofrece información en línea, historiales, alarmas y la HMI.

Gestión industrial

La utilización de SCADA suele descubrirse en muchas funciones industriales, como las industrias manufactureras (cultivos de metales), las industrias del sector del petróleo y la gasolina, el procesamiento de alimentos, etc.

La integración de SCADA en los procesos industriales supone un aumento de los costes de producción, mejorará la alta calidad de la mercancía y proporcionará un funcionamiento rentable. En estas industrias, los autómatas programables desempeñan una función importante en el tratamiento de los parámetros de la zona y su transmisión a la estación de control central.