¿Qué es un sistema SCADA y cómo puede ayudar a tu fábrica?

Los sistemas SCADA son aplicaciones que usan plataformas de software que, generalmente residen en servidores, interactúan con los dispositivos de control Industrial de los procesos como: Válvulas, Bombas, Motores, Sensores e Instrumentos, a través de dispositivos de adquisición de datos o controladores lógicos programables (PLC, DCS) usando protocolos de comunicación intercambian datos y comandos con la interfaz de visualización del SCADA, en tiempo real, haciendo uso de una red de control.

Seguramente ya sabes que su nombre se debe a las siglas en inglés de Supervisory, Control and Data Adquisition, pero, ¿sabías que este tipo de sistemas puede ayudar significativamente a mejorar la visibilidad de las variables críticas de proceso en su conjunto, optimizando el uso de recursos que se utilizan para controlar los procesos?

Entonces, las funciones como Adquisición de Datos, Almacenamiento Datos Históricos, Visibilidad del Proceso, Gestión de Alarmas y Seguimiento del Comportamiento de las Variables Críticas de Procesos, son funciones vitales de los sistemas SCADA.

Generalmente los dispositivos de campo, asociados a una máquina, celda de manufactura, líneas de producción o procesos hacen uso de un sistema local de control y visualización llamado HMI (Human Machine Interface), pero estos funcionan como islas de automatización independientes.

El punto es que si utilizas un buen sistema SCADA, hacerlo te permitirá reunir toda la información de múltiples y diversos dispositivos, para tener una visibilidad y el control del conjunto de todos los procesos desde un lugar unificado.

Entonces, ¿cómo estas características ayudarán a tu fábrica? ¡Estás por conocerlo! Y es que a continuación te mencionaremos 5 de las ventajas específicas que ofrece un sistema SCADA.

1. Conectividad a múltiples y diversos dispositivos de la fábrica

Los sistemas SCADA proporcionan una comunicación efectiva con los dispositivos de campo como controladores autónomos, autómatas programables, sensores e instrumentación de campo inteligente, permitiendo a operadores ubicados en cuartos de control visualizar o controlar los procesos de forma ágil, segura y automática desde una pantalla (interfaz gráfica).

Esta característica se hace más valiosa cuando se tiene el reto de conectar datos de múltiples y diversos dispositivos de control de fábrica, que se encuentran en islas de automatización aisladas.

Un aspecto que pocos directores de fábricas e industrias conocen es que los mejores sistemas SCADA poseen servicios, llamados protocolos de comunicación industrial, que se conectan a los dispositivos usando medios físicos como:

  1. Serial directo;

  2. Redes de control local como Data Highway Plus;

  3. Modbus Plus o a través de Ethernet TCP/IP.

Estos protocolos permiten la transferencia e intercambio de datos entre el SCADA y los distintos dispositivos que conforman una red. Entre los protocolos más utilizados están:

  1. OPC;

  2. Suite Link;

  3. DDE;

  4. Modbus RTU;

  5. Modbus Ethernet;

  6. Profibus;

  7. Profinet.

Para que el sistema SCADA sea ultilizado de la mejor manera, es importante que los trabajadores responsables de su manipulación reciban capacitación. Ese servicio también lo debe ofrecer el proveedor que facilite la aplicación del sistema SCADA.

2. Manejo Situacional de Alarmas

Se entiende por «conciencia situacional» (del inglés situational awareness) a la percepción del operador y la planta en relación al ambiente dinámico del proceso y sus posibles amenazas, con capacidad para pronosticar lo que ocurrirá, basado a su percepción.

Dicho de otra forma, es la capacidad que los operadores tienen de una percepción exacta de la situación, de reconocer rápidamente un cambio en ella, de comprender el impacto que provocaría cualquier modificación o acción y de proyectar la situación en el futuro cercano.

Los sistemas SCADA generan gran cantidad de alarmas. El resultado más común es que encontremos salas de control con operadores fatigados y gran cantidad de alarmas del proceso demandando atención, ¿te resulta familiar?

A veces perdemos de vista una definición básica: “El propósito de un sistema de alarmas es dirigir la atención de los operadores hacia las condiciones anormales de la planta, para exigir una acción”. Es muy importante que la acción no sea la de reconocer o cancelar alarma.

En una planta de procesos industriales, la conciencia situacional, también llamada “conciencia operacional” o “conciencia de situación”, regularmente se desarrolla en términos de tres niveles sucesivos de comportamiento de un operador:

  1. Detección de una desviación potencial o real;

  2. Compresión de cuál es el estado del proceso;

  3. Proyección del estado futuro del proceso.

En resumen, se trata de que el operador esté consciente y alerta de lo que pasa a su alrededor, desde el punto de vista operacional. Entonces, el desarrollo de los sistemas SCADA debe evidenciar y alertar de forma gráfica e intuitiva los datos que provienen del mismo proceso de forma que los operadores puedan:

  1. Orientarse;

  2. Evaluar;

  3. Actuar y comprobar la efectividad de las acciones que deben realizar para mantener el proceso bajo control.

Para que el SCADA ayude a la conciencia situacional, el sistema de gestión de alarmas debe estar bien diseñado, con el fin de que el mismo refleje la realidad de la situación de los procesos, evitando que las alarmas sean un obstáculo para la operación del proceso.

3. Automatización integrada

Actualmente los fabricantes necesitan integrar completamente sus sistemas de planta de forma eficiente para disminuir la cantidad de trabajos administrativos y consolidar la información de todos los sistemas para tomar decisiones. Sencillamente, las fábricas ya no se pueden dar el lujo de poseer sistemas que operen como islas automatizadas.

Las soluciones SCADA que usan arquitecturas de información y automatización industrial con conectividad y que estén diseñadas para reemplazar o extender la vida de sistemas propietario, basados en las más recientes tecnologías de software y están altamente orientadas a las arquitecturas industriales, podrán reducir el costo total de operación de una planta.

La capacidad de Integración Automática de los sistemas SCADA con sistemas heredados, permitirá a usuarios dejar de lado el llenado de formatos manuales y el uso del modelo tradicional de operar los procesos usando aplicaciones locales, para pasar a satisfacer la necesidad de visualización y control de una planta totalmente unificada.

El aprovechamiento de las capacidades de integración, junto con una plataforma de software, que permita representar tal y como es la planta es ideal para unificar todas las “islas de automatización” en un único modelo de sistemas SCADA de la planta, sin afectar los sistemas existentes.

Esto es crucial, ya que no se obliga a la planta a cambiar los sistemas existentes por otros. Por el contrario, protege las inversiones en sistemas previos, y expande las capacidades del sistema en conjunto, sin importar si el sistema actual es un DCS (sistema de control distribuido), un sistema con PLC´s diferentes u otros HMI´s.

Esta estrategia permitirá satisfacer la creciente necesidad de aplicaciones SCADA con información de todo el proceso en su conjunto, información que será compartida a todos los niveles del negocio en tiempo real, con el menor esfuerzo humano.

Los sistemas SCADA no son un reemplazo de los sistemas HMI locales, sino más bien una extensión de los mismos, ya que permiten visualizar todos los procesos de manufactura de forma holística, segura y confiable que permita compartir la información, en tiempo real, con personas que basan sus decisiones diarias en lo que ocurre en el piso de planta.

4. Acceso a la información histórica


Los sistemas SCADA modernos combinan la capacidad de almacenamiento histórico con las funciones de acceso de la información y de usuarios a través de herramientas inteligentes para generar análisis y desplegar los datos normalizados en forma de reportes, tanto históricos como en tiempo real, datos que pueden mostrarse en forma gráfica y en pantallas de status de toda la planta.

Esta información permite que todos los trabajadores, independientemente del rol que puedan tener sus trabajos, puedan tener acceso a la información de manera más efectiva y en tiempo real, eliminando la documentación manual que tanto tiempo y costo generan.

A través de los datos históricos podrás realizar evaluaciones, diagnósticos y auditorías que te permitirán conocer la realidad de la fábrica y saber qué se debe hacer para optimizar su funcionamiento.

5. Sistemas SCADA tolerante a fallas

Los conceptos de tolerancia a falla tienen cada vez tienen más importancia, debido a lo crítico de los procesos y lo catastrófico que podría ser perder el control la visualización de un proceso de fabricación.

Los sistemas SCADA deben proporcionar una alta disponibilidad para todas las funciones dentro de un entorno de control para un proceso, con el objetivo de asegurar el normal funcionamiento, a pesar de las fallas en el Hardware o Software.

Los componentes específicos que generalmente requieren redundancia dentro del sistema SCADA son: Los servicios que permiten la comunicación con los dispositivos de control, los servicios que generan la Historia de los proceso, las comunicaciones de PLC / RTU y el despliegue de alarmas.

Los requisitos de alta disponibilidad también podrían aplicar al almacenamiento de datos históricos.

En la configuración de tolerante a falla habrá un sistema primario y uno de respaldo que administre los servicios primarios y de respaldo de contenidos.

El sistema ejecutará los servicios primarios y los sincronizará con los mismos servicios que se encuentran en espera. En el caso de que se detecte cualquier falla en los servicios primarios activos, los servicios en espera comenzarán a ejecutarse y comunicarse dentro del sistema sistema SCADA, permitiendo operar y controlar el sistema.

La selección, implementación y aprovechamiento de todas estas características debe tener un mismo objetivo final: que su sistema SCADA sea un sistema supervisorio valioso, que apoye a los operadores y administradores a tomar decisiones inteligentes y oportunas para que su proceso siga funcionando correctamente.

¡Eso es todo! Ya conoces 5 de las grandes ventajas que obtendrá tu fábrica si decides implementar un sistema SCADA.

Como ves, te ayudará a mejorar la interacción, el monitoreo y el control de los procesos industriales así que no dudes en empezar a utilizar un sistema SCADA en la fábrica que diriges.

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