unidad 3: sistemas de supervisiÓn, control y procesamiento de datos

UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOSDE DATOS

UNIDAD 3:SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y

PROCESAMIENTO DE DATOS

UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA

FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE COMPUTACION

ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN

PROFESOR: ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSC


Sistemas de Supervisión, Control y Adquisición de Data (SCADA).

Son sistemas encargados de adquirir datos y procesarlos en tiempo real, permitiendo a

los usuarios solicitar, desplegar, archivar y ejercer control sobre la información de los procesos a operar.

Las tareas fundamentales de un Scada son:

Recolección periódica, procesamiento y monitoreo de la información del proceso

Control remoto de dispositivos y ajustes de valores en las bases de datos del sistema

Monitoreo de alarmas y despliegues de los procesos

Generación de reportes y datos estadísticos de los procesos

Almacenamiento de datos históricos y tendencias de las variables de procesos

AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL


Arquitectura básica de un SCADA

Radio Remoto

PLC / RTU

Antena

Radio Remoto

PLC / RTU

Antena

Unidades Terminales Remotas (RTU`s)

Servidor Recolector

Radio Modem

Unidad RecolecciónMaestra (URM)

Unidad Control y Procesamiento (UCP)

Servidor BD

Tiempo Real

Servidor BD

Históricos

LAN / WAN / TCP/IP

Servidor Interfaz

Aplicaciones

Otros Sistemas

Unidad Terminal Maestra

IHMOperadores

Centro de Operaciones

Automatizadas (COA)

Sistema deTelecomunicaciones

Software Scada



Sistema de Telecomunicaciones en un SCADA

Canal de Transmisión

DTEEquipo Terminal de

Datos(Modulo Comunicación

RTU/PLC)

RTU

DTEEquipo Terminal

de Datos(Recolector maestro

de la UTM)

UTM

DCEEquipo de

Comunicación de Datos(MODEM)

Tx: TransmisorRx: Receptor

DCEEquipo de

Comunicación de Datos(MODEM)

Tx: TransmisorRx: Receptor

Cable Telefónico 0-4000 Hz, 300 -9,6 KB/S

Coaxial 0-100 MHz, 12 MB/S

Radio de Datos UHF 800 MHZ

Microondas mayor a 800 MHZFibra Óptica 3 GHz / 1 GB/S

Satélite 0 a 9000 GHz

RX

Manejo de los Datos de Proceso

TXFRECUENCIA

CANAL

MODEM(Modulador y Demodulador)

RTU Datos Digitales (RS-232)

Protocolo de Comunicación



Unidad de Recolección Maestra (URM)

Cluster de Servidores conectados para controlar los Sistemas de Telecomunicaciones para la recolección de los datos en tiempo real, el procesamiento inicial y el

almacenamiento en disco de la información.

Sus elementos principales son:

Servidor de Canales de Comunicaciones

Servidor de Base de Datos Tiempo Real

Interfaz con los sistemas deControl y Procesamiento

Servidor de Base de Datos de Histórico y Tendencias

Interfaz con otros Sistemas yAplicaciones

Sala de Computadores de la UTM

Interfaz Humano Maquina deMantenimiento y Configuración



UTM

CANAL 1

Servidor de Canales de Comunicación UTM-UTR`s

RTU -01 RTU -02 RTU -03

RTU -01 RTU -02 RTU -03

RTU -01 RTU -02 RTU -03

CANAL 2

CANAL 3

Barrido o Scan: forma periódica como la UTM interroga a cada una las RTU por canal, para

actualizar los datos en tiempo real

Administra los protocolos de comunicación y la interacción de la UTM con los canales físicos y lógicos de los sistemas de telecomunicaciones.



Servidor de Bases de Datos Tiempo Real

Contiene la estructura de las bases de datos de recolección de los valores en tiempo real de cada uno de los elementos del SCADA. Esta formado por diversas BD relacionales como por

ejemplo: BD de RTU´s, BD de Canales, BD de puntos Analógicos y digitales, etc.



Servidor de Bases de Datos Histórica

Contiene la estructura de las bases de datos de recolección de los valores históricos de cada uno de los puntos analógicos o digitales del SCADA. Permite a través de los IHM observar el comportamiento y tendencias en forma grafica de los datos de los procesos. La cantidad de

información almacenada dependerá del espacio disponible en disco.

Tendencias del comportamiento de las variables



IHM Configuración y Mantenimiento

Servidores (UCP)

Servidores (URM)

Servidores de Aplicaciones

Red TCP/IP GigaBit

Sistemas Red

Usuarios Analistas de Sistemas e Ing. de Mantenimiento

(IHM)

Elementos informáticos (PC, Monitores, Impresoras, etc.) utilizados por los Analistas o Ingenieros para la configuración y el mantenimiento de toda la plataforma de servidores y

sistemas del SCADA, a través de la Red del Sistema.

Sala de Servidores

Impresoras



Unidad de Control y Procesamiento (UCP)

Cluster de Servidores conectados para controlar los datos en tiempo real, el procesamiento, el almacenamiento en disco de la información, los interfaces de usuarios,

los recursos de la sala de control, conexiones con otras aplicaciones, IHM, etc.

Sus elementos principales son:

Servidor de Base de Datos Tiempo Real

Interfaz con los sistemas deIHM y control de Estaciones de

Trabajo Usuarios

Servidor de Base de Datos de Histórico y Tendencias

Interfaz con otros Sistemas yAplicaciones, Alarmas,

Impresoras

Sala de Computadores de la UTM

Interfaz Humano Maquina deMantenimiento y Configuración



Usuarios y Software de Scada

Bases de Datos ( Excel, Access, SQL, Oracle)

Aplicaciones Scada ( InTouch, Wonderware, RealFlex, Honeywell, Valmet )

Reportes ( Excel, Visual )

Comunicaciones ( Modbus, Bisap, Bristol )

Los principales usuarios de un Scada son:

Operadores: interacción y operación de los procesos. (Analistas e Ing. de Procesos)

Mantenedores: configuración y mantenimiento de la infraestructura física y software (Ingenieros de Automatización)

Administradores: administración de los sistemas y recursos informáticos y redes (Analistas de Sistemas, Ing. De Computación, Informática y Sistemas)

Soporte: mantenimiento de la infraestructura del sistema de telecomunicaciones, alimentación, sistemas remotos, etc.

Sistemas Operativos (Unix, Windows NT, Windows XP, Linux, OS-2)

Graficadores ( Autocad, otros según fabricante Scada )

Software y Aplicaciones de Scada:



Interfaz Humano Maquina de un SCADA

Salas de Control, Centros de Control o Centros de Operaciones Automatizadas

Elementos informáticos de entrada y salida (PC, Monitores, Impresoras, etc.) utilizados por los usuarios para interactuar con el sistema. Estos recursos se encuentran ubicados en forma

centralizada en salas de control o centros de operaciones automatizadas.




Despliegue Principal del Sistema

Muestra la vista general de entrada al sistema con

los procesos y subprocesos principales

A través de los recursos informáticos, la información se obtiene a través de niveles de despliegues o templates donde los usuarios pueden acceder a la información a través de

diagramas de proceso, tablas, listas, graficas, reportes, etc..




Despliegue Unifilar del Sistema

Muestra la información global de las estaciones asociadas al Scada, en base a los procesos y a su distribución geográfica. Permite la visualización de parámetros claves.



Despliegue General de la Estación (Diagrama de Proceso a nivel de Planta)


Muestra la información

general de una instalación

automatizada, generalmente los

datos son recolectados por un PLC o RTU.

Permite acciones de control remoto

sobre los elementos del

proceso y acceso a la configuración

de los puntos.




Despliegue Detallado de un subproceso de la Estación (Diagrama de Proceso a nivel de sub-proceso)

Muestra la información

detallada de uno de los Sub-

procesos de la instalación

automatizada. Permite acciones de control remoto

sobre los elementos del

proceso y acceso a la configuración

de los puntos.



Interfaz Humano Maquina de un SCADA Diversos tipos de despliegues del sistema

Alarmas

RTU y Comunicaciones

Información por RTU

Lista de Puntos en Base de Datos



Interfaz Humano Maquina de un SCADA Despliegues de Tendencias e Históricos de Puntos

Permiten observar el comportamiento histórico de las

variables analógicas o digitales.

Se muestran en despliegues de tendencias o en despliegues de

procesos


unidad 3: sistemas de supervisiÓn, control y procesamiento de datos

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