CONTROLAR Y SUPERVISAR EL FUNCIONAMIENTO DE UN

PLANTA DESDE LA CASA U OTRAS PARTES

LVARO JESS VILLALBA ROJAS

Trabajo presentado para optar una nota en el mdulo de DISEO

CON CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES, al profesor.

RAFAEL ESCORCIA.

INSTITUTO TECNOLGICO DE SOLEDAD ATLNTICO ITSA

ESCUELA DE PROCESOS INDUSTRIALES

TECNOLOGA EN AUTOMATIZACIN ELECTROMECNICA

SOLEDAD

2014

CONTENIDO

pg.

OBJETIVOS........................................................................................................................................... 3

INTRODUCCIN .................................................................................................................................. 4

0. CMO UN INGENIERO DE PLANTA PUEDE CONTROLAR SU FUNCIONAMIENTO

DESDE SU CASA? ......................................................................................................................... 5

0.1 UTILIZACIN DE LOS SCADA ........................................................................................ 6

0.1.1 CARACTERSTICAS DE UN SISTEMA SCADA ................................................................ 6

0.1.3 COMPONENTES DE HARDWARE. ................................................................................... 8

0.1.4 REQUISITOS PARA UN SISTEMA SCADA.................................................................................. 11

OBJETIVOS

Investigar sobre la supervisin y control de los procesos automticos

de las plantas.

Conocer y Definir los distintos tipos de comunicacin de los procesos

automatizados por medio de las tecnologas existentes.

Mencionar las ventajas que se obtiene con la utilizacin de los

software para la comunicacin de los proceso.

Usar la tecnologa como beneficio de todos

Buscar informacin acerca de los diferentes sistemas que existe para

comunicarse de otro lado a otro.

Utilizacin de los SCADA

Mejorar el uso de monitoreo de una planta desde su casa o

cualquier parte donde est.

INTRODUCCIN

En el siguiente trabajo tiene como fin conocer sobre la supervisin,

monitorizacin y control de un ingeniero o persona en cargado al proceso

de una planta automatizada. Para tal efecto, se comentan los motivos de

la implantacin del software de control, supervisin y adquisicin de datos

en una planta industrial automatizada, denominado SCADA.

Es una aplicacin software de control de produccin, que se comunica

con los dispositivos de campo y controla el proceso de forma automtica

desde la pantalla del ordenador.

SCADA proviene de las siglas de Supervisory Control And Data Acquisition

(Adquisicin de datos y supervisin de control).

0. CMO UN INGENIERO DE PLANTA PUEDE CONTROLAR SU

FUNCIONAMIENTO DESDE SU CASA?

El objetivo principal de la automatizacin industrial consiste en gobernar la

actividad y la evolucin de los procesos sin la intervencin continua de un

operador humano.

En el mbito industrial se utilizan las Tablet PCs que son equipos porttiles

conectados al equipo principal mediante un sistema Wireless, y que

permite que el operario, movindose libremente en planta, pueda

acceder a la informacin, adquirirla, tratarla y compartirla o enviarla a la

aplicacin grfica que se encuentra en la sala de control principal.

El ordenador aparece en el control de procesos industriales a mediados de

la dcada de los aos cincuenta en la forma de control centralizado. Ya

entonces el ordenador dispona de unas funciones, que siguen estando

muy presentes en las industrias actuales: monitorizacin, vigilancia, control

y supervisin. El ordenador es tan polivalente que puede utilizarse por s

mismo como elemento regulador de procesos sencillos, como por ejemplo

mediante tarjeta de adquisicin de datos AD/DA, y con el software

adecuado, se pueden regular la temperatura y el nivel de un tanque en el

que fluye un cierto caudal de agua entrante y saliente. Por otra parte,

mediante la utilizacin del puerto de comunicaciones RS-232C, el

ordenador puede conectarse fsicamente al autmata programable, al

controlador digital autnomo, o al armario de control de un robot

manipulador industrial, y as ampliar las posibilidades de interaccin entre

estos elementos. Finalmente, y gracias al desarrollo de las comunicaciones

industriales, el ordenador puede formar parte de redes de ordenadores

jerarquizados mediante la utilizacin de un bus de bajo nivel (bus AS-i), un

bus de campo (PROFIBUS, CAN, por ejemplo) o una red de rea local

(Ethernet industrial)

0.1 UTILIZACIN DE LOS SCADA

Los sistemas SCADA utilizan la computadora y tecnologas de

comunicacin para automatizar el monitoreo y el control de procesos

industriales. Estos sistemas son de partes integrales de la mayora de los

ambientes industriales complejos o geogrficamente dispersos, ya que

pueden obtener la informacin de una gran cantidad de fuentes

rpidamente, y la presentan a un operador en una forma amigable. Los

sistemas SCADA mejoran la eficacia del proceso de monitoreo y control

proporcionando la informacin oportuna para poder tomar decisiones

operacionales apropiadas.

Ahora no slo se puede supervisar el proceso, sino adems tener acceso al

historial de las alarmas y variables de control con mayor claridad,

combinar bases de datos relacionadas, presentar en un simple

computador, por ejemplo, una plantilla Excel, documento Word, todo en

ambiente Windows, siendo as todo el sistema ms amigable.

0.1.1 CARACTERSTICAS DE UN SISTEMA SCADA

Los sistemas SCADA, en su funcin de sistemas de control, dan una nueva

caracterstica de automatizacin que realmente pocos sistemas ofrecen:

la de supervisin.

Sistemas de control hay muchos y muy variados; todos bien aplicados y

ofrecen soluciones ptimas en entornos industriales. Lo que hace de los

sistemas SCADA una herramienta diferente es la caracterstica de control

supervisado. De hecho, la parte de control viene definida y supeditada,

por el proceso a controlar, y en ltima instancia, por el hardware e

instrumental de control (PLCs, controladores lgicos, armarios de control...)

o los algoritmos lgicos de control aplicados sobre la planta los cuales

pueden existir previamente a la implantacin del sistema SCADA, el cual se

instalar sobre y en funcin de estos sistemas de control. (Otros sistemas

SCADA pueden requerir o aprovechar el hecho que implantamos un

nuevo sistema de automatizacin en la planta para cambiar u optimizar los

sistemas de control previos.)

En consecuencia, supervisamos el control de la planta y no solamente

monitorizamos las variables que en un momento determinado estn

actuando sobre la planta; esto es, podemos actuar y variar las variables de

control en tiempo real, algo que pocos sistemas permiten con la facilidad

intuitiva que dan los sistemas SCADA.

Es decir, los sistemas de automatizacin de interfaz grfica tipo HMI

bsicos, ofrecen una gestin de alarmas en formato rudimentarias

mediante las cuales la nica opcin que le queda al operario es realizar

una parada de emergencia, reparar o compensar la anomala y realizar un

reset. En los sistemas SCADA, se utiliza un HMI interactivo el cual permite

detectar alarmas y a travs de la pantalla solucionar el problema

mediante las acciones adecuadas en tiempo real. Esto otorga una gran

flexibilidad a los sistemas SCADA. En definitiva, el modo supervisor del HMI

de un sistema SCADA no solamente seala los problemas, sino lo ms

importante, orienta en los procedimientos para solucionarlos.

Adquisicin y almacenado de datos, para recoger, procesar y

almacenar la informacin recibida, en forma continua y confiable.

Representacin grfica y animada de variables de proceso y

monitorizacin de stas por medio de alarmas

Ejecutar acciones de control, para modificar la evolucin del

proceso, actuando bien sobre los reguladores autnomos bsicos

(consignas, alarmas, mens, etc.) bien directamente sobre el

proceso mediante las salidas conectadas.

Arquitectura abierta y flexible con capacidad de ampliacin y

adaptacin.

Conectividad con otras aplicaciones y bases de datos, locales o

distribuidas en redes de comunicacin.

Supervisin, para observar desde un monitor la evolucin de las

variables de control.

Transmisin, de informacin con dispositivos de campo y otros PC.

Base de datos, gestin de datos con bajos tiempos de acceso. Suele

utilizar ODBC.

Presentacin, representacin grfica de los datos. Interfaz del

Operador o HMI (Human Machine Interface).

Explotacin de los datos adquiridos para gestin de la calidad,

control estadstico, gestin de la produccin y gestin administrativa

y financiera.

Alertar al ingeniero de planta de los cambios detectados en la planta,

tanto aquellos que no se consideren normales (alarmas) como cambios

que se produzcan en la operacin diaria de la planta (eventos).

0.1.3 COMPONENTES DE HARDWARE.

Un sistema SCADA, como aplicacin de software industrial especfica,

necesita ciertos componentes inherentes de hardware en su sistema,

para poder tratar y gestionar la informacin captada.

Ordenador Central o MTU (Master Terminal Unit): Se trata del ordenador

principal del sistema el cual supervisa y recoge la informacin del resto

de las subestaciones, bien sean otros ordenadores conectados (en

sistemas complejos) a los instrumentos de campo o directamente sobre

dichos instrumentos. Este ordenador suele ser un PC, el cual soporta el

HMI.

Ordenadores Remotos o RTUs (Remote Terminal Unit): Estos ordenadores

estn situados en los nodos estratgicos del sistema gestionando y

controlando las subestaciones del sistema, reciben las seales de los

sensores de campo, y comandan los elementos finales de control

ejecutando el software de la aplicacin SCADA.

Red de comunicacin: ste es el nivel que gestiona la informacin que

los instrumentos de campo envan a la red de ordenadores desde el

sistema.

Hoy en da, gracias a la estandarizacin de las comunicaciones con los

dispositivos de campo, podemos implementar un sistema SCADA sobre

prcticamente cualquier tipo de BUS. Podemos encontrar SCADAs

sobre formatos estndares como los RS-232, RS-422 y RS-485 a partir de

los cuales, y mediante un protocolo TCP/IP, podemos conectar el

sistema sobre un bus en configuracin DMS ya existente; pasando por

todo tipo de buses de campo industriales, hasta formas ms modernas

de comunicacin como Bluetooth (Bus de Radio), Micro-Ondas,

Satlite, Cable...

Instrumentos de Campo: Son todos aquellos que permiten tanto realizar

la automatizacin o control del sistema (PLCs, controladores de

procesos industriales, y actuadores en general) como los que se

encargan de la captacin de informacin del sistema (sensores y

alarmas).

0.1.4 REQUISITOS PARA UN SISTEMA SCADA

Teniendo en cuanta que existen diversos tipos de sistemas SCADA

dependiendo del fabricante y del uso que se le dese dar al programa,

antes de decidir cual es el tipo mas adecuado se deben tener en

cuenta una serie de requisitos bsicos:

Todo sistema debe tener arquitectura abierta, es decir, debe permitir

su crecimiento y expansin, as como deben poder adecuarse a las

necesidades futuras del proceso y de la planta.

La programacin e instalacin no debe presentar mayor dificultad,

debe contar con interfaces grficas que muestren un esquema

bsico y real del proceso.

Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias

de Hardware, y fciles de utilizar, con interfaces amigables para el

usuario.

EJEMPLO DE LA UTILIZACION DEL SCADA