UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS UNIVERSIDAD ALONSO.

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

2 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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 reportes y datos estadísticos de los procesos Almacenamiento de datos históricos y tendencias de las variables de procesos AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

3 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS Arquitectura básica de un SCADA Radio Remoto PLC / RTU Antena Radio Remoto PLC / RTU Antena Unidades Terminales Remotas (RTU`s) Servidor Recolector Radio Modem Unidad Recolección Maestra (URM) Unidad Control y Procesamiento (UCP) Servidor BD Tiempo Real Servidor BD Históricos LAN / WAN / TCP/IP Servidor Interfaz Aplicaciones Otros Sistemas Unidad Terminal Maestra IHM Operadores Centro de Operaciones Automatizadas (COA) Sistema de Telecomunicaciones Software Scada AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

4 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS Sistema de Telecomunicaciones en un SCADA Canal de Transmisión DTE Equipo Terminal de Datos (Modulo Comunicación RTU/PLC) RTU DTE Equipo Terminal de Datos (Recolector maestro de la UTM) UTM DCE Equipo de Comunicación de Datos (MODEM) Tx: Transmisor Rx: Receptor DCE Equipo de Comunicación de Datos (MODEM) Tx: Transmisor Rx: Receptor 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 RX Manejo de los Datos de Proceso TX FRECUENCIA CANAL MODEM (Modulador y Demodulador) RTU Datos Digitales (RS-232) Protocolo de Comunicación AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

5 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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 Interfaz con los sistemas de Control y Procesamiento Servidor de Base de Datos de Histórico y Tendencias Interfaz con otros Sistemas y Aplicaciones Sala de Computadores de la UTM Interfaz Humano Maquina de Mantenimiento y Configuración AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

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

7 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL 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 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL 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 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS IHM Configuración y Mantenimiento Servidores (UCP) Servidores (URM) Servidores de Aplicaciones Red TCP/IP GigaBit Sistemas Red Usuarios Analistas de Sistemas e Ing. de Mantenimiento (IHM) 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. Sala de Servidores Impresoras AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

10 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS 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 Interfaz con los sistemas de IHM y control de Estaciones de Trabajo Usuarios Servidor de Base de Datos de Histórico y Tendencias Interfaz con otros Sistemas y Aplicaciones, Alarmas, Impresoras Sala de Computadores de la UTM Interfaz Humano Maquina de Mantenimiento y Configuración AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

11 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS Usuarios y Software de Scada Bases de Datos ( Excel, Access, SQL, Oracle) Aplicaciones Scada ( InTouch, Wonderware, RealFlex, Honeywell, Valmet ) Reportes ( Excel, Visual ) Comunicaciones ( Modbus, Bisap, Bristol ) 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. Sistemas Operativos (Unix, Windows NT, Windows XP, Linux, OS-2) Graficadores ( Autocad, otros según fabricante Scada ) Software y Aplicaciones de Scada: AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

12 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS Interfaz Humano Maquina de un SCADA Salas de Control, Centros de Control o Centros de Operaciones Automatizadas 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. AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

13 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS Interfaz Humano Maquina de un SCADA Despliegue Principal del Sistema Muestra la vista general de entrada al sistema con los procesos y subprocesos principales 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.. AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

14 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL 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 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS Despliegue General de la Estación (Diagrama de Proceso a nivel de Planta) Interfaz Humano Maquina de un SCADA 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 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL 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 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

17 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL Y PROCESAMIENTO DE DATOS Interfaz Humano Maquina de un SCADA Diversos tipos de despliegues del sistema Alarmas RTU y Comunicaciones Información por RTU Lista de Puntos en Base de Datos AUTOMATIZACIÓN. ING. GERARDO A. LEAL

18 UNIDAD 3: SISTEMAS DE SUPERVISIÓN, CONTROL 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