PAC_ HMI DE ALTO DESEMPEÑO_ INTRODUCCION A SCADA - Luis Mendoza

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CONTROLADORES DE AUTOMATIZACIÓN PROGRAMABLE
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HMI DE ALTO DESEMPEÑO
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Closes: Thursday, 26 May 2022, 10:26 AM
VENCE EL 15 DE MAYO
INTRODUCCION A SCADA
INTRODUCCION A SCADA
Definición(wikipedia)(ROLLO)
Proviene de las siglas "Supervisory Control And Data Acquisiton" (control supervisor y adquisición de datos): Es un
sistema basado en computadores que permite supervisar y controlar variables de proceso a distancia,
proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos) y controlando el proceso de
forma automática por medio de un software especializado. También provee de toda la información que se genera en
el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros usuarios supervisores dentro de la
empresa (supervisión, control calidad, control de producción, almacenamiento de datos, etc.).
La realimentación, también denominada retroalimentación o feedback es, en una organización, el proceso de
compartir observaciones, preocupaciones y sugerencias, con la intención de recabar información, a nivel individual o
colectivo, para mejorar o modificar diversos aspectos del funcionamiento de una organización. La realimentación tiene
que ser bidireccional de modo que la mejora continua sea posible, en el escalafón jerárquico, de arriba para abajo y
de abajo para arriba.
En teoría de la cibernética y de control, la realimentación es un proceso por el que una cierta proporción de la señal de
salida de un sistema se redirige de nuevo a la entrada. Esto es de uso frecuente para controlar el comportamiento
dinámico del sistema. Los ejemplos de la realimentación se pueden encontrar en la mayoría de los sistemas
complejos, tales como ingeniería, arquitectura, economía, y biología. Arturo Rosenblueth, investigador mexicano y
médico en cuyo seminaro de 1943 hizo una ponencia llamada “Behavior, Purpose and Teleology“ ("comportamiento,
propósito y teleología"), de acuerdo con Norbert Wiener, fijó las bases para la nueva ciencia de la cibernética y propuso
que el comportamiento controlado por la realimentación negativa, aplicada a un animal, al ser humano o a las
máquinas era un principio determinante y directivo, en la naturaleza o en las creaciones humanas.
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(AQUI COMIENZA LO BUENO)
¿Qué es SCADA?
SCADA (control supervisor y adquisición de datos) del sistema se refiere a la combinación de telemetría y adquisición
de datos. Consiste en la recopilación de información, transferirla a un sitio central, la realización de análisis y control
necesarios, a continuación, mostrar estos datos en una serie de pantallas del operador del sistema SCADA se usa para
monitorear y controlar una planta o equipo. El control puede ser automático o puede ser iniciado por comandos del
operador.
¿Qué es la telemetría?
La telemetría es por lo general asociados con los sistemas SCADA. Es una técnica utilizada en la transmisión y
recepción de información o datos a través de un medio. La información puede ser medidas, tales como tensión,
velocidad o el caudal. Estos datos se transmiten a otro lugar a través de un medio como el cable, teléfono o radio. La
información puede provenir de múltiples lugares. Una forma de abordar estos diferentes sitios se ha incorporado en el
sistema.
 
¿Cuál es la adquisición de datos?
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Adquisición de datos se refiere al método utilizado para acceder y controlar la información o datos de los equipos que
se controla y supervisa. Los datos se accede después enviado a un sistema de telemetría para su transferencia a los
diferentes sitios. Ellos pueden ser la información analógica y digital recogida por sensores, tales como medidor de flujo,
amperímetro, etc También puede ser de datos para controlar equipos como actuadores, relés, válvulas, motores, etc
¿Cuáles son las diferencias entre el SCADA y DCS?
Similar a los sistemas SCADA son los Sistemas de Control Distribuido (DCS). La DCS se utiliza generalmente en las
fábricas y ubicado en un área más limitada. Se utiliza un medio de comunicaciones de alta velocidad, tales como la
red de área local (LAN). Una cantidad significativa de control de lazo cerrado está presente en el sistema SCADA cubre
grandes áreas geográficas. Puede basarse en una variedad de vías de comunicación tales como radio y teléfono.
Control de lazo cerrado no es una prioridad alta en este sistema.
 
Componentes del Sistema SCADA
Instrumentación de campo se refiere a los sensores y actuadores que están directamente la interfaz con el
inmovilizado material. Que generan las señales analógicas y digitales que serán supervisadas por la Estación Remota.
Las señales también están condicionados para asegurarse de que son compatibles con las entradas / salidas de la
RTU o PLC en la estación remota. La estación remota está instalado en la planta o los equipos remotos son
supervisadas y controladas por el ordenador central. Esto puede ser una Unidad Terminal Remota (RTU) o un
controlador lógico programable (PLC).
La red de comunicaciones es el medio para transferir información de un lugar a otro. Esto puede ser a través de línea
telefónica, radio o cable.
 
La Estación Central de Monitoreo (CMS) se refiere a la ubicación del maestro o del ordenador host. Estación de trabajo
de varios puede ser configurado en el servidor, si es necesario. Se utiliza una máquina de interfaz hombre (MMI)
programa de seguimiento de los distintos tipos de datos necesarios para la operación. El siguiente es un ejemplo de
configuración de un sistema SCADA para la distribución de agua.
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Componente SCADA: la instrumentación de campo
Instrumentación de campo se refiere a los dispositivos que están conectados a los equipos o máquinas que se están
controlados y monitoreados por el sistema SCADA. Estos son los sensores para la vigilancia de ciertos parámetros y
actuadores para el control de ciertos módulos del sistema.
Estos instrumentos de convertir los parámetros físicos (es decir, el flujo de fluidos, velocidad, nivel de fluidos, etc) en
señales eléctricas (es decir, de tensión o corriente) legible por el equipo de la estación remota. Salidas pueden ser en
formato analógico (rango continuo) o en formato digital (valores discretos). Algunos de los estándares de la industria
salidas analógicas de estos sensores son de 0 a 5 voltios, 0 a 10 voltios, 4 a 20 mA y 0 a 20 mA. Las salidas de tensión se
utilizan cuando los sensores están instalados cerca de los controladores (RTU o PLC). Las salidas de corriente se utilizan
cuando los sensores están ubicados lejos de los controladores.
Actuadores se utilizan para activar o desactivar ciertos equipos. Del mismo modo, entradas digitales y analógicas se
utilizan para el control. Por ejemplo, las entradas digitales se pueden utilizar para encender y apagar los módulos en el
equipo. Mientras que las entradas analógicas se utilizan para controlar la velocidad de un motor o la posición de una
válvula motorizada.
Componente SCADA: Estación Remota
Instrumentación de campo conectados a la planta o el equipo son supervisadas y controladas están interconectados
a la estación remota para permitir la manipulación del proceso en un sitio remoto. También se utiliza para recopilar
datosde los equipos y los transfieren al sistema central SCADA. La estación de mando a distancia pueden ser una RTU
(Unidad Terminal Remota) o un PLC (Controlador Lógico Programable). También puede ser una sola tarjeta o unidad
modular.
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RTU en comparación con PLC
El RTU (Unidad Terminal Remota) es un ordenador con interfaz de radio reforzados muy bueno. Se utiliza en situaciones
donde las comunicaciones son más difíciles. Una de las desventajas de la RTU es su capacidad de programación
pobre. Sin embargo, RTUs modernos están ofreciendo programación bien comparable a los PLC. El PLC (Programmable
Logic Controller) es un pequeño ordenador industrial generalmente se encuentran en las fábricas. Su uso principal es
reemplazar la lógica de relé de una planta o proceso. Hoy en día, el PLC se está utilizando en los sistemas SCADA que
debido a su capacidad de programación muy bueno. A principios de PLC no tienen puertos de comunicación serie
para la conexión a la radio para la transferencia de datos. Hoy en día, PLC han amplias funciones de comunicación y
un amplio soporte para unidades de radio popular es usa para el sistema SCADA. En un futuro cercano estamos viendo
la fusión de las RTU y los PLC. Micrologic ofrece una RTU de bajo costo para el sistema SCADA en el que el PLC puede ser
una solución demasiado. Se trata de una RTU basada en microcontroladores y se puede interconectar a los módems
de radio para la transmisión de datos a la CMS.
Consejo unidad de bloque VS a la Unidad Modular
La estación remota está normalmente disponible en dos tipos, a saber, el consejo individual y la unidad modular. La
sola tarjeta ofrece un número fijo de interfaces de entrada / salida (I / O). Es más barato, pero no ofrece capacidad de
ampliación fácil de un sistema más sofisticado. El tipo modular es una estación ampliable a distancia y más caro que
la unidad de una sola placa. Por lo general, un avión de regreso se utiliza para conectar los módulos. Los módulos de E
/ S o de comunicación necesarias para la expansión futura puede ser fácilmente conectado a la placa madre.
Componente SCADA: Red de Comunicación
La Red de Comunicación se refiere a los equipos de comunicación necesarios para la transferencia de datos hacia y
desde diferentes sitios. El medio utilizado puede ser por cable, teléfono o radio. El uso de cable se implementa
normalmente en una fábrica. Esto no es práctico para los sistemas
que cubren grandes áreas geográficas, debido a los altos costos de los cables, conductos y la mano de obra extensa
en la instalación de ellos.
El uso de líneas telefónicas (es decir, arrendado o dial-up) es una solución más económica para los sistemas con
amplia cobertura. La línea dedicada se utiliza para sistemas que requieren una conexión en línea con las estaciones
remotas. Esto es caro ya que una línea telefónica será necesario en cada sitio. Además de las líneas arrendadas son
más caros que los de la línea telefónica normal. Líneas dial-up se puede utilizar en sistemas que requieren
actualizaciones a intervalos regulares (por ejemplo, actualizaciones, cada hora). Aquí las líneas telefónicas normales
se puede utilizar. El anfitrión puede marcar un número en particular de un sitio remoto para disfrutar de las lecturas y
enviar comandos.
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Sitios remotos no suelen ser accesibles en las líneas telefónicas. El uso de la radio ofrece una solución económica.
Módems de radio se utilizan para conectar los sitios remotos a la máquina. Una operación en línea también puede ser
implementado en el sistema de radio. Para lugares en donde un enlace directo de radio no se puede establecer, un
repetidor de radio se utiliza para vincular estos sitios.
Componente SCADA: Estación Central de Monitoreo (CMS)
La Estación Central de Monitoreo (CMS) es la unidad principal del sistema SCADA. Es el encargado de recoger
información recogida por las estaciones remotas y de generar las acciones necesarias para cualquier evento
detectado. La CMS puede tener una configuración única computadora o puede ser conectado en red a las estaciones
de trabajo para permitir el intercambio de información del sistema SCADA.
Una Interfaz hombre-máquina (MMI) del programa se ejecuta en el equipo CMS. Un diagrama esquemático de toda la
planta o proceso se puede visualizar en la pantalla para facilitar la identificación con el sistema real. Cada punto de E /
S de las unidades de control remoto se pueden mostrar con la representación gráfica correspondiente y el presente de
E / S de lectura. La lectura del flujo se pueden mostrar en una representación gráfica de un medidor de caudal. Un
depósito se puede mostrar con el contenido de líquido correspondiente según el nivel del tanque actual.
Los parámetros de configuración, tales como los valores de disparo, límites, etc se introducen en este programa y se
descarga en las unidades correspondientes a distancia para la actualización de los parámetros de su funcionamiento.
El programa MMI también puede crear una ventana separada para las alarmas. La ventana de la alarma puede
mostrar el nombre de la etiqueta de alarma, descripción, valor, valor de punto de disparo, hora, fecha y otra
información pertinente. Todas las alarmas se guardan en un archivo separado para su posterior revisión.
Una tendencia de los puntos requeridos se pueden programar en el sistema. Gráficos de tendencia puede verse o
imprimirse en un momento posterior. Generación de informes de gestión también se pueden programar en un
momento determinado del día, en forma periódica, a petición del operador, las alarmas o eventos iniciados.
El acceso al programa sólo se permite a los operadores cualificados. Cada usuario recibe una contraseña y un nivel de
privilegio para acceder sólo a determinadas áreas del programa .. Todas las acciones tomadas por los usuarios se
registran en un archivo para su posterior revisión.
Configuraciones típicas del sistema
Hay dos configuraciones de red inalámbrica típica de la telemetría de radio basados en los sistemas SCADA. Ellos son
el punto a punto y las configuraciones de punto a multipunto.
Punto a punto la configuración
El punto a punto es la configuración más simple puesta en marcha de un sistema de telemetría. Aquí se intercambian
datos entre dos estaciones. Una estación puede ser configurado como el maestro  otro como esclavo. Un ejemplo es la
puesta en marcha de dos RTU: uno para un depósito o tanque y el otro para una bomba de agua en un lugar diferente.
Cada vez que el tanque está casi vacío, el RTU en el tanque se enviará un comando vacío a la RTU otros. Al recibir este
comando, el RTU en la bomba de agua se iniciará el bombeo de agua hacia el tanque. Cuando el tanque está lleno, el
tanque de la RTU enviará un comando completo a RTU de la bomba para parar el motor.
Punto a multipunto de configuración
La configuración punto a multipunto es un dispositivo que ha sido designada como la unidad maestra a varias
unidades esclavas. El maestro suele ser el anfitrión principal y se encuentra en la sala de control. Mientras que los
esclavos son las unidades remotas en los sitios remotos. Cada esclavo tiene asignado una única dirección o número
de identificación.
Los modos de comunicación
Hay dos modos de comunicación disponibles, a saber, el sistema de sondeo y el sistema de interrupciones.
Sistema de encuestados
En el sistema de sondeo o maestro / esclavo, el maestro tiene el control total de las comunicaciones. El maestro hace
un sondeo regular de datos (es decir, envía y recibe datos) a cada esclavo en secuencia. La unidad esclavo responde
al maestro sólo cuando los receptores de la solicitud. Esto se conoce como el método de half-duplex. Cada unidad
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esclava tendrá su propia dirección única para permitir una correcta identificación. Si un esclavo no responde por un
período predeterminado de tiempo, el maestro vuelve a intentar para la encuesta de un número de veces antes de
continuar con la encuesta de la unidad esclava que viene.
Ventajas:
• El proceso de recopilación de datos es bastante simple
• No hay colisión puede ocurrir en la red
• Vincular el fracaso puede ser fácilmente detectado
Desventajas:
• tipo de solicitud de interrupción de un esclavo pidiendo una acción inmediata no se pueden manejar de inmediato
• Esperar el tiempo aumenta con el número de esclavos
• Toda la comunicación entre los esclavos tienen que pasar por el maestro con mayor complejidad
El sistema de interrupción .
El sistema de interrupción también se conoce como Informe de Excepción (RBE) sistema configurado. Aquí el esclavo
controla sus entradas. Cuando se detecta un cambio significativo o cuando se excede un límite, el esclavo inicia la
comunicación con el maestro y las transferencias de datos. El sistema está diseñado
con la detección de errores y el proceso de recuperación para hacer frente a las colisiones. Antes de que cualquier
unidad transmite, primero debe verificar si otra unidad está transmitiendo. Esto se puede hacer en primer lugar, la
detección de la portadora del medio de transmisión. Si otra unidad está transmitiendo, de alguna forma de tiempo de
retardo al azar se requiere antes de que lo intenta de nuevo. Colisiones excesivas resultado de la operación del sistema
errático y el fracaso del sistema posible. Para hacer frente a esto, si después de varios intentos, el esclavo no puede
transmitir un mensaje al capitán, se espera hasta que consultados por el maestro.
 
Ventajas:
• El sistema reduce la transferencia innecesaria de datos en los sistemas de encuestados
• Detección rápida de información sobre el estado de urgencia
• Permite de esclavo a esclavo de la comunicación
Desventajas:
• Maestro sólo puede detectar un fallo de enlace después de un período de tiempo, es decir, cuando el sistema se
realiza un sondeo
• La acción del operador es necesario tener la última colisión de valores de datos puede ocurrir y puede causar un
retraso en la comunicación
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