SCADA es el acrónimo de “Supervisory Control
And Data Acquisition”, que traducido al español significa:
control, supervisión y adquisición de datos. SCADA es la denominación común que
se le otorga a las aplicaciones para computadoras que realizan el control,
supervisión y adquisición de datos de un proceso dado. Desglosando en partes
esta definición podemos interiorizar más sobre la misma y entender claramente
el concepto de SCADA. Lo primero a tener en cuenta es que un sistema SCADA
siempre se va a aplicar a un proceso determinado, por lo general este proceso
es de carácter productivo o sea una planta de producción o una fábrica pero
podría ser perfectamente un proceso agrícola, o proceso científico o cualquier
tipo de proceso donde sea necesario la supervisión y control del mismo.
Vista de la Aplicación ScadaBR
Sensores y PLC, elementos externos fundamentales para un sistema SCADA
Para poder obtener información de un proceso cualquiera
se necesita tener sensores, transductores o cualquier elemento necesario para
trasformar una magnitud física en un dato que pueda ser adquirido y almacenado
por el sistema. Por ejemplo uno de los elementos más comunes a medir es la
temperatura y para esto existen una gran variedad de transductores capaces de
transformar el valor físico de grados celsius a una señal compatible con el
sistema de adquisición de datos del SCADA. Así mismo existen transductores para
presión, peso, velocidad de una estera, desplazamiento o distancia, velocidad
de motores, intensidad de la iluminación por solo mencionar algunos.
Otro de los elementos fundamentales que
interactúa con la aplicación SCADA es el PLC, acrónimo de “Programmable Logic
Controller”, que en buen castellano significa controlador lógico programable,
aunque también es nombrado en varias literaturas como autómata. El PLC cumple
varios roles en apoyo a la aplicación SCADA y las versiones más avanzadas de
estos computadores podrían inclusive encerrar en sí mismo todos las partes
conceptuales de un SCADA. Un PLC es un dispositivo electrónico que puede ser
programado por una persona para que interactúe con el proceso, ya sea
obteniendo información del mismo o actuando sobre algún elemento de este.
Imaginemos una mini computadora a la cual se le puede introducir un programa y
que la misma tenga una serie de periféricos de entrada y salida que le permitan
recoger información a través de los sensores o transductores y tomar decisiones
a partir de la lógica de código que este ejecutando para a través de sus
salidas modificar de alguna forma el proceso.
Es importante destacar que actualmente una
gran parte de estos sensores están integrados en circuitos que son capaces de
transmitir la información medida por una variedad de protocolos inalámbricos o
alámbricos como Bluetooth, WIFI, ZegBee, CAN, I2C, TCP/IP entre otros y que no
necesitan de un PLC intermedio.
Controladores lógico programable y modulos lógicos
Adquisición de datos en un SCADA
Lo primero para un sistema SCADA es obtener la
información del proceso que se está realizando y almacenarla, a esta etapa del
sistema SCADA es la que se denomina adquisición de datos.
El componente de adquisición de datos del
sistema SCADA se encarga de recolectar información de los PLC o sensores
inteligentes y almacenarla en una base datos para su posterior utilización por
el resto de los elementos del sistema. Este elemento por lo general es una
aplicación que corre sobre una computadora personal o servidor y contiene
drivers para poder reconocer los protocolos de comunicación de los PLC y
sensores inteligentes. Un aspecto interesante de los sistemas SCADA es que la
mayoría de los protocolos de comunicación son basados en arquitectura cliente
servidor donde el SCADA es el cliente que se encarga de realizar peticiones al
PLC que actúa como servidor y escucha las peticiones del SCADA para responder
la misma. O sea el PLC no transmite por su cuenta información hacia el SCADA
sino que espera a que este se la pida para transmitirla.
Supervisión y Control
Luego que la información ha sido adquirida y
almacenada el sistema SCADA permite a partir de esta supervisar el proceso. La
supervisión garantiza que una persona desde un punto dado cercano o remoto al
proceso pueda ver información detallada del mismo en tiempo real o diferido.
Además un SCADA puede ser configurado para que envíe alarmas si ocurre un
evento excepcional de algún tipo. Por otra parte el SCADA permite a través de
estas mismas interfaces que sirven para la supervisión enviar señales para que
actúen los PLC y modifiquen algún elemento del proceso. En otras palabras esto
es lo que significa control para un sistema SCADA la capacidad de controlar o
sea modificar el proceso. También es importante destacar que control, no solo
se reconoce como la acción que ejecuta una persona para modificar el proceso. También
existe un control automático que puede ser ejecutado por el PLC o por la
aplicación supervisor sin la acción de ninguna persona. Por lo general el
supervisor es una aplicación de escritorio en la cual existen esquemas
representativos del proceso con indicadores de las mediciones y botones que
permiten al usuario variar valores de algunos elementos. Actualmente los
supervisores se han extendido y ya existen versiones de aplicaciones web para
tabletas y teléfonos inteligentes.
HMI, otro elemento externo fundamental para un sistema SCADA
Otro de los elementos fundamentales del
sistema SCADA y que no puedo dejar de mencionar es el HMI, acrónimo de “Human-Machine
Interface” o interfaz hombre-máquina. Es un panel, pantalla con botones o
pantalla táctil que permite al operador ver información y modificar elementos
del proceso. El HMI puede ser utilizado junto a un PLC con la misma
funcionalidad de un sistema SCADA simplificando toda la conceptualización de la
que hemos hablado. Además existen actualmente HMI con amplias funcionalidades.
Dentro de estas funcionalidades se encuentran: aplicación web embebida, donde
se puede de forma remota interactuar con el mismo, memoria interna para
almacenar la información recolectada e inclusive entradas y salidas para
interactuar con el proceso.
Conclusiones
En esta entrega hemos recorrido brevemente y a
grandes rasgos los distintos elementos de un sistema de supervisión y adquisición
de datos(SCADA), así como componentes de apoyo fundamentales.
Espero haber cumplido mi objetivo fundamental que
era relacionar al lector con los distintos elementos e introducirlo en este
mundo de la automatización de procesos. Este artículo servirá como
introducción a las futuras entregas de este blog sobre automatización de
procesos, donde se presentaran varios tutoriales sobre programación de PLC e
instalación y configuración de aplicaciones SCADA de distintos fabricantes.
Además presentaremos tutoriales sobre sistemas de supervisión y adquisición de
datos de código abierto y gratuito. Toda la información que aquí se brindará
ha sido fruto de años de trabajo en esta área y el estudio de estos temas que
me apasionan y la mayoría de las veces tienen poca o ninguna explicación en las
redes. Espero que les sea de ayuda.
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