DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE SUPERVISIÓN SCADA Y HMI

 El sistema SCADA es una herramienta de automatización y control industrial utilizada en los procesos productivos que puede controlar, supervisar, recopilar datos, analizar datos y generar informes a distancia mediante una aplicación informática. Su principal función es la de evaluar los datos con el propósito de subsanar posibles errores.

En consecuencia, su definición es la de una agrupación de aplicaciones informáticas instaladas en un ordenador denominado Máster o MTU, destinado al control automático de una actividad productiva a distancia que está interconectada con otros instrumentos llamados de campo como son los autómatas programables (PLCs) y las unidades terminales remotas (RTUs).

Los sistemas SCADA se han convertido en la actualidad en elementos fundamentales en las plantas industriales, ya que ayudan a mantener la eficiencia, procesan los datos para tomar decisiones más inteligentes y comunican los problemas del sistema para ayudar a disminuir el tiempo de parada o inactividad. A su vez, un sistema SCADA eficaz puede resultar un ahorro notable en tiempo y dinero. De ahí su importancia en la industria moderna.

Para qué sirve un sistema SCADA

Este sistema de control de supervisión y adquisión de datos formado por software y hardware permite a las empresas:

• Controlar los procesos industriales de forma local o remota.
• Monitorear, recopilar y procesar datos en tiempo real.
• Interactuar directamente con dispositivos como sensores, válvulas, motores y la interfaz HMI.
• Grabar secuencialmente en un archivo o base de datos acontecimientos que se producen en un proceso productivo.
• Crear paneles de alarma en fallas de máquinas por problemas de funcionamiento.
• Gestionar el Mantenimiento con las magnitudes obtenidas.
• El control de calidad mediante los datos recogidos.

Componentes de un sistema SCADA

• HMI: Es la interfaz que conecta al hombre con la maquina presentando los datos del proceso ante el operario mediante un sistema de monitoreo. Además, controla la acción a desarrollar a través de una pantalla, en la actualidad táctil.
• Sistema de supervisión o MTU (Ordenador/Computadora): Tiene la función de recopilar los datos del proceso y enviar las instrucciones mediante una línea de comandos.
• Unidades Terminales Remotas (RTU): Son microprocesadores (Ordenadores Remotos) que obtienen señales independientes de una acción para enviar la información obtenida remotamente para que se procese. Se conectan a sensores que convierten las señales recibidas en datos digitales que lo envían al ordenador o sistema de supervisión (MTU)
• PLCs: Denominados comúnmente autómatas programables, estos son utilizados en el sistema como dispositivos de campo debido a que son más económicos, versátiles, flexibles y configurables que las RTUs comentadas anteriormente.
• Red o sistema de comunicación: Se encarga de establecer la conectividad del ordenador (MTU) a las RTUs y PLCs. Para ello utiliza conexiones vía modem, Ethernet, Wifi o fibra óptica.
• Sensores: Son dispositivos que actúan como detectores de magnitudes físicas o químicas, denominadas variables de instrumentación, y las convierten en variables o señales eléctricas.
• Actuador: Es un dispositivo mecánico que se utiliza para actuar u ofrecer movimiento sobre otro dispositivo mecánico.

Cómo funciona un Sistema SCADA (Diagrama Básico)

 

La arquitectura básica de un sistema SCADA está compuesta por controladores lógicos programables (PLCs) o unidades terminales remotas (RTUs). Los PLCs y RTUs son microprocesadores que se comunican con una serie de instrumentos, tales como maquinaria de fabricación, HMIs, sensores y dispositivos finales. A posterior,  dirigen la información de esos objetos a computadoras con software SCADA. Este mismo procesa, distribuye y muestra los datos, ayudando a los operarios y a los técnicos de mantenimiento a analizar los datos y a tomar decisiones importantes.

Por ejemplo, el sistema notifica rápidamente a un operario que una partida de un producto muestra una alta incidencia de errores. En este caso, el operario hace una parada en la producción y visualiza los datos del sistema SCADA, a través de una HMI, para determinar la causa del problema. De esta manera, el técnico de mantenimiento revisa los datos y descubre que la máquina X estaba funcionando mal en el proceso Z. Por esta razón, la capacidad del sistema SCADA para notificar a los técnicos un problema, error o incidencia le ayuda a resolverlo y a prevenir más pérdidas de producto en el futuro, y en esta fase de la producción en concreto.

¿Por qué son importantes los sistemas SCADA?

La importancia de los sistemas SCADA es la automatización. Permite que una industria estudie cuidadosamente y anticipe la respuesta óptima a las condiciones medidas y ejecute esas respuestas automáticamente cada vez. Contar con un control preciso de la máquina para monitorear los equipos y procesos prácticamente elimina los errores humanos. Y lo que es más importante, automatiza las tareas comunes, farragosas y rutinarias que una vez fueron realizadas por un operario, lo que aumenta aún más la productividad, mejora la gestión de las fallas críticas de las máquinas en tiempo real y minimiza la posibilidad de que se produzcan desastres ambientales.

Además, se necesitan sistemas SCADA para monitorear y controlar un desplazamiento geográfico grande donde una organización puede no tener suficiente mano de obra para cubrirlo. Por lo tanto, la comunicación confiable y la operatividad de estas áreas o sitios es crítica para la rentabilidad.

¿Quién utiliza sistemas SCADA?

Los sistemas SCADA son utilizados por organizaciones industriales y empresas de los sectores público y privado para controlar y mantener la eficiencia, distribuir datos para tomar decisiones más inteligentes y comunicar problemas del sistema para ayudar a mitigar el tiempo de inactividad. Estos sistemas funcionan bien en diferentes tipos de empresas porque pueden ir desde configuraciones simples hasta instalaciones grandes y complejas. Así pues, son la columna vertebral de muchas industrias modernas, incluyendo:

• Energía
• Alimentación y bebidas
• Fabricación
• Petróleo y gas
• Potencia
• Reciclaje
• Transporte
• Agua y aguas residuales
• Entre otras muchas más

Prácticamente en cualquier lugar del mundo actual, hay algún tipo de sistema SCADA que funciona entre bastidores: manteniendo los sistemas de refrigeración en el supermercado local, asegurando la producción y la seguridad en una refinería, alcanzando estándares de calidad en una planta de tratamiento de aguas residuales, o incluso haciendo un seguimiento de su uso de energía en casa, por dar algunos ejemplos.

Los sistemas SCADA efectivos pueden producir ahorros significativos de tiempo y dinero. Se han publicado numerosos estudios de casos que destacan los beneficios y ahorros de usar una solución de software SCADA moderna cómo WinCC.

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