SCADA (supervisión control y adquisición de datos por sus siglas en inglés) es una tecnología que permite a un usuario recopilar información de una o más instalaciones distantes y / o control de envío de instrucciones a esas instalaciones.
SCADA hace innecesario que se asigne un operador para quedarse, o visitar una ubicación remota en el funcionamiento normal de esa instalación remota.
La tecnología SCADA se aplica mejor a procesos que se extienden sobre grandes áreas, son relativamente simples para controlar y monitorear actividades de instrumentación y control, y requieren frecuentes, regulares o intervención inmediata.
Cómo funciona un SCADA
Aparte del equipo de comunicaciones, los elementos que caracterizan un sistema SCADA son RTU (unidades terminales remotas) y MTU (unidades terminales maestras).
En el centro de cada sistema SCADA está el dispositivo que emite todo los comandos, recopila todos los datos, almacena alguna información, pasa otra información en sistemas asociados, interfaces con las personas que operan el proceso MTU y casi siempre es a través de una computadora.
RTU recopila información del campo sobre variables analógicas, alarmas y puntos de estado, y cantidades medidas La RTU luego mantiene la información disponible en la memoria hasta que MTU solicite eso.
La RTU codifica y transmite la información a la MTU. Además, a las instrucciones de la MTU, la RTU abre y cierra válvulas, gira se enciende y apaga, emite señales analógicas que puede representar puntos de ajuste y salidas de trenes de pulsos para mover motores paso a paso.
Cinco componentes de SCADA
SCADA consta de cinco componentes principales, que se detallan a continuación:
Instrumentación de campo
La instrumentación de campo se refiere a la variedad de monitores y transmisores en la fábrica que usan las aplicaciones SCADA. Estos sensores detectan cambios en la productividad o procesos y los envían al concentrador central.
La instrumentación de campo viene en una variedad de formas, tales como sensores de proximidad, sensores de temperatura y presión, sistemas de visión artificial, monitores de energía y más.
Controladores de campo (RTU / PLC)
Las RTU y los PLC recopilan y compilan datos suministrados por instrumentación de campo, preparándolos para su visualización y análisis por la interfaz hombre-máquina.
Las RTU se basan en microprocesadores para convertir los datos recopilados de los sensores en datos utilizables para el concentrador central.
Los PLC funcionan más localmente, lo que permite a los usuarios interactuar directamente con los sensores y realizar cambios sin afectar todo el sistema SCADA.
Interfaz hombre-máquina (HMI)
Los dispositivos HMI son unidades maestras que permiten a los humanos supervisar el proceso de adquisición de datos SCADA.
Sirviendo como procesador central del sistema, la HMI también permite a los usuarios regular y modificar el sistema según sea necesario.
Los operadores también utilizan HMI para interactuar con los datos recopilados a través de interfaces gráficas de usuario, generalmente monitores de computadora, y compilar informes para su uso posterior.
Conectividad de red (buses de campo, protocolos, etc.)
El sistema SCADA se basa en mantener la conectividad de red integrada durante toda su operación.
Las instalaciones pueden lograr esto utilizando líneas cableadas y opciones inalámbricas, conectando unidades de conversión a la unidad maestra a través de líneas fijas o Internet.
La mayoría de las instalaciones tienen redes especializadas en las que ejecutan sus operaciones SCADA, protegiendo su sistema de interferencias benignas de otras aplicaciones, así como de intrusiones ilegales.
Los productos de puerta de enlace Edge incluso pueden proporcionar acceso seguro a usuarios o dispositivos autorizados desde una ubicación remota.
Base de datos o historiador (en la nube o en las instalaciones)
Después de analizar y procesar los datos recopilados por tu sistema SCADA, necesitas lugares seguros física y digitalmente para almacenarlos. Un software recopila datos con marca de tiempo dentro de la HMI, lo que le ayuda a organizarlos en un formato óptimo antes de almacenarlos en una base de datos.
La mayoría de los sistemas también utilizan lenguaje de consulta estructurado (SQL) o aplicaciones basadas en la web para integrar sistemas de ejecución de fabricación (MES) y sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP), lo que facilita la conversión de datos entre diferentes partes de su red.
Aplicaciones de SCADA/HMI
Los sistemas SCADA se utilizan para monitorear una variedad de datos como flujos, corrientes, voltajes, presiones, temperaturas, niveles de agua, etc., en diversas industrias.
Si el sistema detecta cualquier condición anormal de cualquier dato de monitoreo, entonces las alarmas en los sitios centrales o remotos se activarán para alertar a los operadores a través de HMI.
Existen numerosas aplicaciones de los sistemas SCADA, pero algunas de las aplicaciones SCADA más utilizadas incluyen:
- Industrias manufactureras
- Plantas de tratamiento y distribución de aguas residuales
- SCADA en sistema de energía
- SCADA en las industrias manufactureras
En las industrias manufactureras, los procesos regulares, como ejecutar los sistemas de producción para cumplir con los objetivos de productividad, verificar el número de unidades producidas y contar las etapas completas de las operaciones junto con las temperaturas en las diversas etapas del proceso de fabricación, etc.
- Aplicación SCADA en plantas de tratamiento y distribución de aguas residuales
Las plantas de tratamiento de aguas residuales son de diferentes tipos, como el tratamiento de aguas superficiales y un sistema de tratamiento de agua de pozo en el que muchos sistemas de control y procesos de automatización están involucrados en los sistemas de tratamiento y distribución de agua.
Los sistemas SCADA se utilizan para controlar las operaciones automáticas de los equipos utilizados, como el lavado a contracorriente de los filtros en función de las horas de trabajo o la cantidad de flujo de agua a través de los filtros.
En las plantas de distribución, los niveles del tanque de agua, la presión del sistema, la temperatura de la planta, la sedimentación, la filtración, el tratamiento químico y otros parámetros o procesos se controlan mediante las aplicaciones SCADA, como PLC, estaciones de trabajo basadas en PC que se conectan entre sí mediante la red de área local ( LAN) como Ethernet.
- SCADA en el sistema eléctrico
El sistema de energía se puede definir como componente de la generación, transmisión y distribución de energía. Todos estos sectores necesitan ser monitoreados regularmente para mejorar la eficiencia del sistema.
Por lo tanto, la aplicación de SCADA en el sistema de energía mejora la eficiencia general del sistema al proporcionar la supervisión y el control sobre los sistemas de generación, transmisión y distribución.
SCADA en la red del sistema de energía aumenta la confiabilidad y estabilidad del sistema para la operación integrada de la red.
- SCADA inalámbrico
En industrias a gran escala como centrales eléctricas, plantas siderúrgicas, etc., muchos procesos y operaciones, como el movimiento de cintas transportadoras para el transporte de carbón o productos, la temperatura del calor de la caldera, etc., se deben monitorear continuamente y es necesario controlar los factores que afectan estos parámetros.
Por lo tanto, la aplicación de SCADA inalámbrico proporcionará un mejor control sobre los sistemas y operaciones de control requeridos.
Si la temperatura supera el límite establecido, ya sea el límite inferior o el límite superior, el microcontrolador envía comandos a los relés para que se enciendan o apaguen según la señal de comando.
Finalmente
El monitoreo y control de múltiples operaciones en el máximo número de industrias están siendo controlados automáticamente por la mayoría de las implementaciones avanzadas de tecnología SCADA.
Ya estamos observando que muchas operaciones industriales se controlan automáticamente utilizando la aplicación de la tecnología del sistema SCADA, pero aún así muchos investigadores están trabajando para desarrollar sistemas SCADA más eficientes para adoptar un control automático completo de todo tipo de operaciones industriales.