Unidad 2. Sistemas de Control y Supervisión de Procesos. SCADA

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Unidad 2. Sistemas de Control y Supervisión de Procesos. SCADA

  1. 1. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE COMPUTACION ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL Y SUPERVISIÓN DE PROCESOS (Sistemas SCADA) PROFESOR: ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSC
  2. 2. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS Sistemas de Supervisión, Control y Adquisición de Data (SCADA). Son sistemas para adquirir y procesar datos en tiempo real. Permiten solicitar, desplegar, archivar y ejercer control sobre información de procesos. 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 reportes y datos estadísticos de los procesos Almacenamiento de datos históricos y tendencias de las variables de procesos AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL
  3. 3. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS Arquitectura básica de un SCADA Antena PLC / RTU Antena Sistema de Telecomunicaciones PLC / RTU Radio Remoto Radio Remoto Unidades Terminales Remotas (RTU`s) Servidor Recolector Software Scada Radio Modem Unidad Recolección Maestra (URM) LAN / WAN / TCP/IP Otros Sistemas IHM Operadores Centro de Operaciones Automatizadas (COA) Servidor BD Tiempo Real Servidor BD Históricos Servidor Interfaz Aplicaciones Unidad Control y Procesamiento (UCP) Unidad Terminal Maestra AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL
  4. 4. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS Sistema de Telecomunicaciones en un SCADA Tx: Transmisor Rx: Receptor DTE Equipo Terminal de Datos (Modulo Comunicación RTU/PLC) DCE Equipo de Comunicación de Datos (MODEM) Tx: Transmisor Rx: Receptor Canal de Transmisión 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 RTU Datos Digitales (RS-232) MODEM (Modulador y Demodulador) TX FRECUENCIA RX CANAL Manejo de los Datos de Proceso AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL
  5. 5. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS Unidad de Recolección Maestra (URM) Servidores conectados para controlar los Sistemas de Telecomunicaciones para la recolección de datos en tiempo real, el procesamiento inicial y el almacenamiento 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
  6. 6. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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. 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 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
  7. 7. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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
  8. 8. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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
  9. 9. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS IHM Configuración 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 Servidores de Aplicaciones Servidores (URM) Red TCP/IP GigaBit Sistemas Red Servidores (UCP) Usuarios Sala de Servidores Analistas de Sistemas e Ing. de Mantenimiento (IHM) AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL
  10. 10. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS Unidad de Control y Procesamiento (UCP) Servidores conectados para controlar datos en tiempo real, el procesamiento, el almacenamiento 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
  11. 11. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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 Bases de Datos Graficadores Aplicaciones Scada Reportes Ofimáticos Protocolos de Comunicación AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL
  12. 12. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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
  13. 13. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS Interfaz Humano Maquina de un SCADA A través de los recursos informáticos, la información se obtiene por niveles de despliegues o pantallas 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
  14. 14. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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
  15. 15. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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
  16. 16. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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 Subprocesos 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
  17. 17. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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
  18. 18. UNIDAD 2: SISTEMAS DE CONTROL, SUPERVISIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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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