UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS

UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE COMPUTACION ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS PROFESOR: ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSC

Sistemas de Supervisión, Control y Adquisición de Data (SCADA). Son sistemas encargados de adquirir datos y procesarlos en tiempo real, permitiendo a los usuarios solicitar, desplegar, archivar y ejercer control sobre la información de los procesos a operar. Las tareas fundamentales de un Scada son: Recolección periódica, procesamiento y monitoreo de la información del proceso Control remoto de dispositivos y ajustes de valores en las bases de datos del sistema Monitoreo de alarmas y despliegues de los procesos Generación de reportesy datos estadísticosde los procesos Almacenamiento de datos históricos y tendencias de las variables de procesos AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Sistema de Telecomunicaciones Antena Antena PLC / RTU PLC / RTU Servidor Recolector Radio Remoto Radio Remoto Unidad Recolección Maestra (URM) Radio Modem LAN / WAN / TCP/IP Otros Sistemas Servidor BD Tiempo Real Servidor BD Históricos Servidor Interfaz Aplicaciones IHM Operadores Centro de Operaciones Automatizadas (COA) Arquitectura básica de un SCADA Unidades Terminales Remotas (RTU`s) Software Scada Unidad Control y Procesamiento (UCP) Unidad Terminal Maestra AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Tx: Transmisor Rx: Receptor Tx: Transmisor Rx: Receptor DTE Equipo Terminal de Datos (Modulo Comunicación RTU/PLC) DCE Equipo de Comunicación de Datos (MODEM) DCE Equipo de Comunicación de Datos (MODEM) DTE Equipo Terminal de Datos (Recolector maestro de la UTM) UTM RTU Cable Telefónico 0-4000 Hz, 300 -9,6 KB/S Coaxial 0-100 MHz, 12 MB/S Radio de Datos UHF 800 MHZ Microondas mayor a 800 MHZ Fibra Óptica 3 GHz / 1 GB/S Satélite 0 a 9000 GHz Protocolo de Comunicación MODEM (Modulador y Demodulador) RTU TX Datos Digitales (RS-232) FRECUENCIA Sistema de Telecomunicaciones en un SCADA Canal de Transmisión RX CANAL Manejo de los Datos de Proceso AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Unidad de Recolección Maestra (URM) Cluster de Servidores conectados para controlar los Sistemas de Telecomunicaciones para la recolección de los datos en tiempo real, el procesamiento inicial y el almacenamiento en disco de la información. Sus elementos principales son: Servidor de Canales de Comunicaciones Servidor de Base de Datos Tiempo Real Servidor de Base de Datos de Histórico y Tendencias Interfaz con los sistemas de Control y Procesamiento Interfaz con otros Sistemas y Aplicaciones Interfaz Humano Maquina de Mantenimiento y Configuración Sala de Computadores de la UTM AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

RTU -01 RTU -02 RTU -03 CANAL 1 CANAL 2 RTU -01 RTU -02 RTU -03 UTM CANAL 3 RTU -01 RTU -02 RTU -03 Servidor de Canales de Comunicación UTM-UTR`s Administra los protocolos de comunicación y la interacción de la UTM con los canales físicos y lógicos de los sistemas de telecomunicaciones. Barrido o Scan: forma periódica como la UTM interroga a cada una las RTU por canal, para actualizar los datos en tiempo real AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Servidor de Bases de Datos Tiempo Real Contiene la estructura de las bases de datos de recolección de los valores en tiempo real de cada uno de los elementos del SCADA. Esta formado por diversas BD relacionales como por ejemplo: BD de RTU´s, BD de Canales, BD de puntos Analógicos y digitales, etc. AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Servidor de Bases de Datos Histórica Contiene la estructura de las bases de datos de recolección de los valores históricos de cada uno de los puntos analógicos o digitales del SCADA. Permite a través de los IHM observar el comportamiento y tendencias en forma grafica de los datos de los procesos. La cantidad de información almacenada dependerá del espacio disponible en disco. Tendencias del comportamiento de las variables AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Servidores de Aplicaciones Red TCP/IP GigaBit Servidores (URM) Sistemas Red Sala de Servidores Servidores (UCP) Usuarios IHMConfiguración y Mantenimiento Elementos informáticos (PC, Monitores, Impresoras, etc.) utilizados por los Analistas o Ingenieros para la configuración y el mantenimiento de toda la plataforma de servidores y sistemas del SCADA, a través de la Red del Sistema. Impresoras Analistas de Sistemas e Ing. de Mantenimiento (IHM) AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Unidad de Control y Procesamiento (UCP) Cluster de Servidores conectados para controlar los datos en tiempo real, el procesamiento, el almacenamiento en disco de la información, los interfaces de usuarios, los recursos de la sala de control, conexiones con otras aplicaciones, IHM, etc. Sus elementos principales son: Servidor de Base de Datos Tiempo Real Servidor de Base de Datos de Histórico y Tendencias Interfaz con los sistemas de IHM y control de Estaciones de Trabajo Usuarios Interfaz con otros Sistemas y Aplicaciones, Alarmas, Impresoras Interfaz Humano Maquina de Mantenimiento y Configuración Sala de Computadores de la UTM AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Usuarios y Software de Scada Los principales usuarios de un Scada son: Operadores: interacción y operación de los procesos. (Analistas e Ing. de Procesos) Mantenedores: configuración y mantenimiento de la infraestructura física y software (Ingenieros de Automatización) Administradores: administración de los sistemas y recursos informáticos y redes (Analistas de Sistemas, Ing. De Computación, Informática y Sistemas) Soporte: mantenimiento de la infraestructura del sistema de telecomunicaciones, alimentación, sistemas remotos, etc. Software y Aplicaciones de Scada: Sistemas Operativos (Unix, Windows NT, Windows XP, Linux, OS-2) Bases de Datos ( Excel, Access, SQL, Oracle) Graficadores ( Autocad, otros según fabricante Scada ) Aplicaciones Scada ( InTouch, Wonderware, RealFlex, Honeywell, Valmet ) Reportes ( Excel, Visual ) Comunicaciones ( Modbus, Bisap, Bristol ) AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Interfaz Humano Maquina de un SCADA Elementos informáticos de entrada y salida (PC, Monitores, Impresoras, etc.) utilizados por los usuarios para interactuar con el sistema. Estos recursos se encuentran ubicados en forma centralizada en salas de control o centros de operaciones automatizadas. Salas de Control, Centros de Control o Centros de Operaciones Automatizadas AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Interfaz Humano Maquina de un SCADA A través de los recursos informáticos, la información se obtiene a través de niveles de despliegues o templates donde los usuarios pueden acceder a la información a través de diagramas de proceso, tablas, listas, graficas, reportes, etc.. Despliegue Principal del Sistema Muestra la vista general de entrada al sistema con los procesos y subprocesos principales AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Interfaz Humano Maquina de un SCADA Despliegue Unifilar del Sistema Muestra la información global de las estaciones asociadas al Scada, en base a los procesos y a su distribución geográfica. Permite la visualización de parámetros claves. AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Interfaz Humano Maquina de un SCADA Despliegue General de la Estación (Diagrama de Proceso a nivel de Planta) Muestra la información general de una instalación automatizada, generalmente los datos son recolectados por un PLC o RTU. Permite acciones de control remoto sobre los elementos del proceso y acceso a la configuración de los puntos. AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Interfaz Humano Maquina de un SCADA Despliegue Detallado de un subproceso de la Estación (Diagrama de Proceso a nivel de sub-proceso) Muestra la información detallada de uno de los Sub-procesos de la instalación automatizada. Permite acciones de control remoto sobre los elementos del proceso y acceso a la configuración de los puntos. AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Interfaz Humano Maquina de un SCADA Diversos tipos de despliegues del sistema Alarmas Información por RTU Lista de Puntos en Base de Datos RTU y Comunicaciones AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

Interfaz Humano Maquina de un SCADA Despliegues de Tendencias e Históricos de Puntos Permiten observar el comportamiento histórico de las variables analógicas o digitales. Se muestran en despliegues de tendencias o en despliegues de procesos AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

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