Artículo sistema scada

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  1. 1. Resumen En este documento se presentan los lineamientos del Sistema SCADA, donde se detalla la los esquemas bsicos, las funciones, requisitos, prestaciones en general. Adems, se especifica la aplicacin del sistema en el Relleno Sanitario El Inga, donde se tienen las piscinas de acumulacin del lixiviado las cuales cuentan con sensores de nivel para determinar el volumen de estas. Se tieneuna piscina de descarga de tratamiento de lixiviado en donde se tiene sensores especficos para determinar la calidad del lquido para descarga al Ro Inga y que verifique que no hay contaminacin ambiental. Adems, se nombra las proyecciones que se tiene con el sistema y las plantas de tratamiento. ndices Lixiviado, Piscinas de acumulacin, Sensores de Nivel, Sensores especficos, Sistema SCADA, Relleno Sanitario. I. NOMENCLATURA SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition, sistema de adquisicin de datos y control superviso II. DEFINICIN Los sistemas SCADA originalmente se disearon para cubrir las necesidades de un sistema de control centralizado, sobre procesos o complejos industriales distribuidos sobre reas geogrficas muy extensas. Un SCADA es una aplicacin de software diseado para trabajar sobre ordenadores de produccin, proporcionando comunicacin con los mecanismos de campo (controladores autnomos, autmatas programables, etc.) y controlando el proceso de forma automtica desde la pantalla del ordenador. [1]. Adems, provee de toda la informacin que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios: control de calidad, supervisin, mantenimiento, etc. Proporciona informacin del proceso a diversos usuarios: operadores, supervisores de control de calidad, supervisin, mantenimiento, etc. Los sistemas de interfaz entre usuario y planta basados en paneles de control repletos de indicadores luminosos, instrumentos de medida y pulsadores,estn siendo sustituidos por sistemas digitales que implementan el panel sobre la pantalla de un ordenador [2]. Fig. 1. Grfica de inclusin III. DIVISIN DE PRODUCTOS SCADA Hay multitud de productos SCADA en el mercado, los cuales se pueden dividir en dos grupos: Especfico de cada fabricante, slo funciona con sus productos (SCS de Omron, CXSupervisor de Omron, WinCC de Siemens, etc.) Genrico, vlido para productos de varios fabricantes. Necesita de software adicional para la realizacin de las comunicaciones (InTouch, LabView, etc.) [3]. IV. ESQUEMA BSICO Fig. 2. Esquema bsico sistema SCADA Sistema SCADA Andrea Rosero, Andrea Martnez, Rodolfo Rivadeneira Escuela Politcnica Nacional (EPN), Quito - Ecuador
  2. 2. V. FUNCIONES PRINCIPALES Entre las principales funciones estn: Adquisicin de datos, para recoger, procesar y almacenar la informacin recibida. Supervisin, para observar desde un monitor la evolucin de las variables de control. Control, para modificar la evolucin del proceso, actuando bien sobre los reguladores autnomos bsicos (consignas, alarmas, mens, etc.) bien directamente sobre el proceso mediante las salidas conectadas. [4]. VI. FUNCIONES ESPECFICAS Transmisin. De informacin con dispositivos de campo y otros PC. Base de datos. Gestin de datos con bajos tiempos de acceso. Suele utilizar ODBC. Presentacin. Representacin grfica de los datos. Interfaz del Operador o HMI (Human Machine Interface). Explotacin. De los datos adquiridos para gestin de la calidad, control estadstico, gestin de la produccin y gestin administrativa y financiera. [5]. Entre las funciones ms especficas: Transmisin. De informacin con dispositivos de campo y otros PC. Base de datos. Gestin de datos con bajos tiempos de acceso. Presentacin. Representacin grfica de los datos. Interfaz del Operador o HMI (Human Machine Interface). Explotacin. De los datos adquiridos para gestin de la calidad, control estadstico, gestin de la produccin y gestin administrativa y financiera. [6]. VII. PRESTACIONES Un paquete SCADA debe de ofrecer las siguientes prestaciones: Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia del operador para reconocer una parada o situacin de alarma, con registro de incidencias. Generacin de histricos de seal de planta, que pueden ser volcados para su proceso sobre una hoja de clculo. Ejecucin de programas, que modifican la ley de control, o incluso el programa total sobre el autmata, bajo ciertas condiciones. Posibilidad de programacin numrica, que permite realizar clculos aritmticos de elevada resolucin sobre la CPU del ordenador, y no sobre la del autmata, menos especializado, etc. [7]. VIII. REQUISITOS Un SCADA debe cumplir varios objetivos: Deben ser sistemas de arquitectura abierta, capaces de crecer o adaptarse segn las necesidades cambiantes de la empresa. Deben comunicarse con total facilidad y de forma transparente al usuario con el equipo de planta y con el resto de la empresa (redes locales y de gestin). Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware, y fciles de utilizar, con interfaces amigables con el usuario. [8]. IX. COMPONENTESHARDWARE Un SCADA est formado por: Ordenador Central o MTU (master terminal unit). Es el computador principal del sistema que cumple la funcin de supervisin y recoleccin de la informacin de las subestaciones; soporta una interfaz hombre mquina. Ordenadores Remotos o RTUs (remote terminal units). Es un dispositivo instalado en una localidad remota del sistema que se dedica a recopilar datos para transmitirlos hacia la Unidad Terminal Maestra. Esta unidad posee canales de entrada para la medicin de las variables dentro de los procesos y de canales de salida para control, activacin de alarmas y puerto de comunicaciones. Red de comunicacin. El sistema de comunicacin transmite la informacin entre la planta y el hardware del sistema SCADA. Las comunicaciones pueden cambiar segn las necesidades del sistema y del programa seleccionado, ya que no todos los programas de software as como los instrumentos de campo pueden trabajar con el mismo medio de comunicacin.
  3. 3. Instrumentacin de campo. Son todos aquellos equipos que permiten realizar la automatizacin o control del sistema (PLCs, controladores industriales, actuadores, sensores, etc.) y se encargan de la adquisicin de datos del sistema. [9]. Fig. 3 Estructura bsica a nivel hardware X. COMPONENTESSOFTWARE Los bloques principales del software que permiten la adquisicin, supervisin y control de los datos son: Configuracin Permite al programador definir el entorno de trabajo del sistema, personalizndolo de acuerdo a sus necesidades. Interfaz grfico Ayuda al operador a observar el estado de los dispositivos de campo presentes en los Procesos industriales, permitiendo que exista un buen control y supervisin de la planta. Mdulo de proceso Ejecuta acciones de mando pre- programadas a partir de valores actuales de las variables de campo ledas en tiempo real. Gestin y archivo de datos Permite el almacenamiento y proceso de datos, segn cdigos de programacin que permite comunicarse con el hardware. XI. SENSORES Un sensor es un dispositivo que permite transformar seales fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, en seales elctricas. Estas variables dependen del tipo de sensor que se vaya a utilizar, como: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, desplazamiento, presin, fuerza, humedad, pH, etc. La seal elctrica puede ser resistencia elctrica (con una RTD), capacidad elctrica (con un sensor de humedad), tensin elctrica (un termopar), corriente elctrica (fototransistor), etc. [10]. XII. COMO ELEGIR UN SISTEMA SCADA Para evaluar si un sistema SCADA es necesario para manejar una instalacin dada, el proceso a controlar debe cumplir las siguientes caractersticas: El nmero de variables del proceso que se necesita monitorear es alto El proceso est geogrficamente distribuido. Esta condicin no es limitativa, ya que puede instalarse un SCADA para la supervisin y control de un proceso concentrado en una localidad La informacin del proceso se necesita en el momento en que los cambios se producen en el mismo, o en otras palabras, la informacin se requiere en tiempo real. La complejidad y velocidad del proceso permiten que la mayora de las acciones de control sean iniciadas por un operador. En caso contrario se requerir de un Sistema de Control Automtico, el cual lo puede constituir un Sistema de control Distribuido, PLCs, controladores a lazo cerrado o a una combinacin de ellos. XIII. IMPLANTACIN DE UN SISTEMA SCADA FUNCIONAL Cuando una empresa decide implementar un sistema SCADA sobre su instalacin hay 5 fases bsicas a tener en cuenta para llevar a cabo el proceso: Fase 1. El diseo de la arquitectura del sistema. Esto incluye todas las consideraciones importantes sobre el sistema de comunicaciones de la empresa (distancias, protocolo del sistema, etc). Fase 2. Equipacin de la empresa con los RTUs necesarios, comunicaciones y hardware en general. Adquisicin de un paquete software SCADA adecuado a la arquitectura y sistemas de la planta. Fase 3. la instalacin del equipo de comunicacin y el sistema PC. Fase 4. Programacin, tanto del equipamiento de comunicaciones como de los equipos HMI y software SCADA. Fase 5. Testeo del sistema o puesta a punto, durante el cual los problemas de programacin en comunicaciones como en el software SCADA son solucionados.
  4. 4. XIV. IMPLEMENTACION DE LA APLICACIN DEL SISTEMA SCADA En el Relleno Sanitario del Distrito Metropolitano de Quito, ubicado va Pifo, ingresa la basura que proviene de Quito, de los valles y comunidades aledaas. Aproximadamente ingresan 2000 toneladas de basura. Estas se colocan en cubetos (huecos) para su posterior cobertura con tierra. Fig. 4 Cubetos de disposicin de basura Los cubetos poseen un sistema de recoleccin de lixiviado y gas generado por la descomposicin de la basura,que depende del clima, tiempo de descomposicin, factores climticos, etc. El lixiviado es un lquido que posee caractersticas contaminantes para el medio ambiente, por lo c