Pirámide de Automatización
La pirámide de automatización representa la jerarquía de control en un sistema industrial, desde el nivel de campo hasta la gestión empresarial. Cada nivel tiene funciones específicas:
Nivel de Campo (0): Dispositivos que interactúan directamente con el sistema físico. Ejecutan las tareas en las máquinas.
Nivel de Control de Dispositivos (1): Control local directo. Sistemas que controlan los dispositivos de campo bajo consignas del nivel superior. Incluye controladores de dispositivos y coordina pequeñas estaciones de trabajo.
Nivel de Área/Célula (2): Supervisión y control de la célula de fabricación. Se diseñan y ajustan las herramientas y tácticas de operación. Secuencia las operaciones, analiza y asigna recursos, toma decisiones sobre rutas, distribuye tareas y monitoriza el estado de las estaciones. Supervisa el nivel inferior, elabora información y la comunica al operario. Corrige algoritmos de control, consignas y programas.
Nivel de Planta (3): Recoge variables de producción y decide la estrategia. Asigna recursos y coordina la producción de la planta. Controla y organiza el área de producción, optimizando balances de materia y energía.
Nivel de Fábrica/Planta: Oficina técnica y planificación. Implementa funciones empresariales e informa al nivel superior.
Nivel de Empresa: Gestión empresarial. Alcanza los objetivos finales de la empresa. Establece la política de producción, incluyendo contabilidad y gestión empresarial.
Sistemas SCADA
Los sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) son sistemas de control y supervisión utilizados en la industria para monitorizar y controlar procesos a distancia.
Componentes de un Sistema SCADA
Interfaces de Usuario: Permiten el acceso al sistema. Incluyen unidades de salida (visualización del estado del proceso) y unidades de entrada (introducción de datos).
Master Terminal Unit (MTU): Unidad central que interactúa con el personal y controla el sistema. Monitoriza y controla el proceso, analiza datos, emite comandos, recoge datos, almacena información y permite el acceso al personal. Envía información a los ordenadores de fábrica y planta. Inicia transacciones con los equipos y conoce las características de los elementos.
Remote Terminal Unit (RTU): Recoge y decodifica mensajes, realiza acciones y responde si es necesario. Controla los dispositivos de campo, recoge información y la almacena. Recibe instrucciones de la MTU para controlar los dispositivos.
Sistemas de Comunicaciones: Medio de transmisión y protocolo compartido por todos los equipos. El interface de comunicaciones lee la señal y la almacena en un buffer. Interrumpe a la CPU solo cuando llega un nuevo mensaje.
Funciones de un Sistema SCADA
Supervisión: Observar la evolución en tiempo real de los parámetros del proceso.
Control: Realizar tareas de control para mantener el sistema dentro de márgenes definidos.
Adquisición de Datos: Adquirir y almacenar los valores de las magnitudes del proceso.
Requerimientos de un Sistema SCADA
Sistema en Tiempo Real: No introduce retardos apreciables entre la recepción de la medida y la generación de la señal de control.
Intervalo SCAN: Tiempo entre dos transacciones con la misma RTU. Depende del número de RTUs, la cantidad de datos intercambiados, la velocidad de transmisión y la eficiencia de la comunicación.
Estructura de un Sistema SCADA
Módulo Gráfico: Representa el proceso mediante sinópticos que se actualizan.
Módulo de Alarmas: Crea y parametriza mensajes para informar al operador sobre eventos.
Módulo de Informes: Genera informes en tiempo real.
Módulo de Tendencias: Gráficos animados para visualizar la evolución de variables específicas.
Módulo de Comunicaciones: Facilita la comunicación entre SCADA y dispositivos de campo, entre dos sistemas SCADA y entre SCADA y aplicaciones. Facilita el almacenamiento y recuperación de información en bases de datos estándar.
Elementos de Comunicación
ETD o DTE (Equipo Terminal de Datos): Fuente o destino final de datos. Controla la comunicación.
ETCD o DCE (Equipo de Comunicación de Datos): Transforma las señales portadoras de información de un DTE en otras que puedan ser enviadas al DTE remoto. Dialoga con el DTE, transforma el mensaje de datos y reconvierte las señales recibidas de la línea.