sistema de sup y control1

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UNSa – Fac. de Ingeniería 2010 
Instrumentación y Control 
Automático 
SCADA en Planta Piloto II SCADA en PPII 
 
 
Carlos A. Sastre 1 
 
Sistema de Supervisión y Control en Planta 
Piloto II 
 
 
1.- Introducción 
 
El SCADA (Supervisory Control And Data Adquisition) es un sistema de adquisición 
de Datos y de Control muy utilizado en el ámbito industrial. Usamos el de Novus, 
controlado mediante el software Superview. Básicamente, se trata de dispositivos 
distribuídos en la planta que están interconectados a una red de transmisón de datos. En 
el extremo de la red una PC realiza la tarea de monitorear y controlar los dispositivos. 
 La PC controladora es llamada “Maestro” (master), y los dispositivos “Esclavo” 
(slave). El Maestro envía requerimientos a cada esclavo por la red, y el Esclavo 
responde. Los dispositivos son de diferentes tipos, como termómetros, caudalímetros, 
medidores de presión, PLCs, controladores, etc. Cada uno de ellos se identifica dentro 
de la red con un número. Cuando el Maestro manda un mensaje, incluye en él la 
identificación –el número- del dispositivo para que éste lo detecte. Los Esclavos 
responden al Maestro reconociendo el mensaje, y enviando la respuesta. Estos mensajes 
están constituídos por señales digitales de varios bytes y se estructuran de acuerdo a 
diversos protocolos. 
 
 
2.- La Red 
 
Nuestro SCADA responde a las normas RS485, que definen la estructura de la red de 
transmisión de datos. La red es balanceada, es decir, la polaridad de los hilos puede ser 
positiva o negativa respecto de tierra. Esto resulta en mayor inmunidad al ruido 
eléctrico, común en los ambientes industriales. Los datos se transmiten por pares 
retorcidos hasta a 32 dispositivos en una misma red. 
 
 
Maestro
Esclavo 1 Esclavo 2 Esclavo 3 Esclavo 4
Esclavo 5
RS485
Fig.1 
Bus de datos 
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Carlos A. Sastre 2 
 
3.- El Maestro 
 
En la PC se instala un software llamado Superview, diseñado para los dispositivos de 
Novus. Desde una salida de USB se conecta un conversor USB-RS485, el USB-i485. 
Este provee la salida al bus de RS485, que puede conectarse a dos hilos (half duplex) o 
a 4 hilos (full duplex). 
 
 
 
4.- Los Esclavos 
 
Son, como se dijo, los dispositivos distribuídos en la planta. Interpretan las señales que 
llegan por el bus RS485 y realizan las operaciones que se especifican en los mensajes 
del maestro. Están constituídos por el transductor en sí (termocupla, medidor, actuador, 
etc.) conectado a un módulo que permite interactuar con el bus. En el caso de Novus 
existen los módulos Digirail que permiten la lectura de señales analógicas y de 
termocuplas de diversos tipos (Digirail 2A), con salida de reles (Digirail 2R) y con 4 
entradas de contadores digitales (Digirail 4C). Además contamos con un Controlador 
Universal de Procesos (N1100) que también se conecta al bus RS485. 
 
 
5.- El Protocolo de Comunicación 
 
Los datos que se envían por el bus responden a un protocolo de comunicación llamado 
Modbus. La comunicación es serie, es decir, se envía un tren de pulsos por el bus y se 
recibe de la misma manera. El Maestro envía un requerimiento a un determinado 
dispositivo, y éste responde por el mismo bus. El requerimiento enviado por el maestro 
es recibido por todos los esclavos, pero sólo es respondido por aquél que tiene la 
dirección especificada en el mensaje. La estructura del mensaje es la siguiente: 
 
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Carlos A. Sastre 3 
 
 
 
 
 
6.- La Conexión 
 
En el Conversor USB-i485 (fig.3) se conecta en extremo del bus, en nuestro caso en 
modo half duplex (los requerimientos y las respuestas vienen por el mismo par). Los 
dispositivos utilizados son los Digirail y el Controlador N1100. En este modo es posible 
implementar dos buses, como indica la figura 4. En todos los casos existe un hilo de 
tierra para protección de los dispositivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Direccion
Codigo de Función 
Bytes de datos 
Codigo de Error 
Direccion 
Codigo de Función 
Bytes de datos 
Codigo de Error 
Requerimiento del Maestro 
Respuesta del Esclavo
Maestro Esclavo
Fig. 2: Estructura del mensaje
Fig.3: Conexiones del bus 
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Carlos A. Sastre 4 
 
 
7.- Los Dispositivos 
 
Como vimos, los dispositivos utilizados son 
del tipo Digirail de Novus. Su diseño permite 
que se instalen en los rieles tipo DIN de 
35mm. Todos ellos se alimentan con tensiones 
de 10 a 35 V de CC entre los bornes 5 y 6.El 
bus RS485 se conecta en los bornes 10 y 11, y 
la tierra en el borne 12. Un caso especial es el 
controlador N1100, diseñado para ser 
instalado en el frentre del tablero, con 
botoneras para programación, etc. 
 
 
7.1-DigiRail 2A 
 
Este dispositivo está diseñado para leer hasta dos entradas analógicas. 
En la figura 6 se muestran las conexiones del bus, de los transductores y de la 
alimentación. En la tabla 1 se detallan las señales que admite el dispositivo. Se 
configuran para cada caso desde un software ad-hoc 
Fig.4: Conexión Half Duplex 
Fig.5: Digirail y N1100 
Fig.6: Conexiones de Digirail 2A
Tabla 1: Señales y sensores aceptados 
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Carlos A. Sastre 5 
 
7.2.- DigiRail 2R 
 
Es un dispositivo con dos salidas a relés, 
controladas desde el bus RS485. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.3.- DigiRail 4C 
 
Tiene cuatro entradas digitales, que pueden ser 
usadas como contadores, con los siguientes 
niveles digitales: nivel “0”: de 0 a 1Vcc, nivel 
“1”: de 4 a 35 Vcc. Llega a contar hasta 100KHz 
en la entrada 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.4.- El Controlador N110 
 
El N1100 es un controlador universal, que acepta gran cantidad de entradas y señales de 
sensores utilizados en la industria. Es programable por medio de un teclado frontal o a 
través del bus RS485 con protocolo Modbus. Dispone de una salida digital PWM 
(modulación por ancho de pulso), mediante la cual se logra una salida proporcional. 
Posee la capacidad de autosintonía PID. Mediante el software Superview es posible 
acceder a todos los registros de operación del controlador, como variar el setpoint de la 
variable del proceso, o controlar manualmente el proceso, etc. 
 
 
 
 
 
Fig.7: Digirail 2R 
Fig 8: DigiRail 4C 
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Carlos A. Sastre 6 
8.- Los Transductores usados 
 
8.1.- Termoresistencias 
 
Se usaron termoresistencias tipo PT100, conectadas a transmisoresa dos hilos tipo 
DAT1110. Están montados en una vaina de protección. La salida es de 4-20mA y se 
alimenta con CC entre 12 y 32V. La corriente es proporcional a la temperatura de la 
sonda, de acuerdo a rango preprogramados, seleccionables con microllaves. 
 
8.2.- Caudalímetro 
 
Son del tipo DHTA, con un rotor de paletas, en las cuales hay pequeños imanes. El 
movimiento de las paletas es detectado por un sensor de efecto Hall. La salida es 
entregada por dos hilos de 4 a 20mA. 
 
8.3.- Medidor de Presión 
 
Se usa en ST18 de 2,5 bar, con salida de 4-20mA. 
 
 
9.- El Software 
 
9.1.- DigiConfig 
 
Permite detectar los dispositivos tipo DigiRail conectados en el bus, y en cada caso 
adjudicarles una dirección y un nombre. Además es posible programar los parámetros 
de las entradas, rangos, etc. Permite la calibración de los transductores y realizar 
diagnósticos. 
 
9.2.- Superview 
 
Es un software para supervisión y 
control de procesos industriales 
(SCADA). Permite al usuario la 
creación de pantallas de supervisión, 
en la que se pueden presentar las 
variables o parámetros de los 
procesos, en forma de tablas o 
gráficas. Permite guardar archivos 
de los sucesos en diversos formatos. 
Está diseñado pada conectar a un 
bus serie tipo ModBus RTU. Se 
comunica fácilmente con los dispositivos Novus, y uno de allos debe tener el número de 
serie que corresponde al número de registro del software.