15/06/2013 SISTEMA SCADA Introducción. 4. CONCEPTOS DE LOS SISTEMAS "SCADA". 4.2 Funciones del sistema SCADA.

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1 4.1 Introducción. 4. CONCEPTOS DE LOS SISTEMAS "SCADA". 4.1 Introducción. 4.2 Funciones del sistema SCADA. 4.3 Elementos básicos de los sistemas SCADA. La expresión "SCADA" está compuesta por las iniciales de la denominación inglesa "Supervisory Control And Data Adquisition", que en nuestro idioma se traduce como "Control Supervisorio y Adquisición de Datos". Es un sistema capaz de obtener y procesar información de procesos industriales dispersos y de actuar en forma remota sobre los mismos. Permite supervisar simultáneamente procesos e instalaciones industriales distribuidas en grandes áreas, tales como las redes de distribución eléctrica, oleoductos, gasoductos, etc. El SCADA describe un número de unidades terminales remotas RTU's, (Remote Terminal Units) instaladas en las cercanías del proceso, las cuales se comunican con una estación maestra MTU, (Master Terminal Station) ubicada en una sala de control central. El sistema SCADA es la tecnología que permite la captura y control de variables de diferentes puntos de medición en lugares remotos, inaccesibles o inconvenientes. La información capturada es transmitida a un lugar conveniente (normalmente en una Sala de Control) y presentada de una manera compresible y utilizable. En resumen el SCADA es un sistema de Telemetría. 4.2 Funciones del sistema SCADA. Las funciones básicas de un sistema SCADA son: Supervisión Remota de Instalaciones. El usuario es capaz de conocer el estado de las instalaciones bajo su responsabilidad y coordinar eficientemente las labores de producción y mantenimiento en el campo. El intervalo de recolección periódica de la información del campo depende de las dimensiones, pero generalmente está en el orden de unos cuantos milisegundos. Control Remoto de Instalaciones. Los sistemas SCADA permiten activar o desactivar equipos remotos (Por ejemplo: Interruptores, Transformadores, bombas, válvulas, compresores, etc.) de manera automática o a solicitud del operador. Igualmente es posible realizar ajustes en parámetros en lazos de control analógicos (punto de consigna). SISTEMA SCADA 1

2 Procesamiento de Información. En algunos casos, los datos capturados requieren procesamiento adicional, a efectos de consolidar información proveniente de diferentes lugares remotos, como por ejemplo de balance de masa entre diferentes instalaciones. Presentación de Gráficos Dinámicos. Esto se refiere al despliegue de pantallas con el diagrama del proceso conteniendo información instantánea del comportamiento del mismo. Presentación de Alarmas. Mediante esta función se alerta al operador sobre la ocurrencia de condiciones anormales o eventos que pudieran requerir su intervención. Normalmente, la criticidad del evento o alarma se. indica mediante el uso de colores y/o señales auditivas. Las alarmas se registran para análisis posteriores. Generación de Reportes. Permiten la generación automática o a petición de reportes impresos de producción y balances. Almacenamiento de Información Histórica. Los sistemas SCADA permiten registrar y almacenar información operacional y alarmas. Por ejemplo, se pueden llevar datos de los últimos 5 minutos, 1 hora, 1 día, 1 mes y hasta un año. Presentación de Gráficos de Tendencias. Con información en tiempo real o histórico, se pueden construir gráficos e inferir el comportamiento de variables operacionales en el tiempo. Programación de Eventos. Se refiere a la posibilidad de programar en el tiempo de ejecución la generación de reportes, despliegue de diagramas del proceso o activación de tareas o comandos del sistema. Otras funciones, no asociadas directamente a las operaciones en una sala de control, pero igualmente importantes serían: Diagnóstico de hardware y software. Sistemas automatizados de mantenimiento preventivo y correctivo Integración con otros sistemas operacionales. Integración con sistemas de información divisionales. De lo mencionado anteriormente podemos decir que en un sistema SCADA existen tres tareas críticas a ejecutarse: Recolección periódica, procesamiento y monitoreo de información del sistema a controlar. Control remoto de dispositivos y reemplazo de valores en la base de datos del sistema. Presentación de despliegues y alarmas a los operadores del sistema. Herramientas propias de desarrollo y mantenimiento del sistema operativo y lenguajes de la unidad terminal remota y la unidad terminal maestra. Calibración de equipos. SISTEMA SCADA 2

3 4.3 Elementos básicos de los sistemas SCADA. a. Unidad terminal maestra (MTU) e interfaz humano - máquina (HMI). La MTU o Estación Maestra es el elemento central de control de un sistema de adquisición de datos y control supervisorio. Adquiere toda la información procedente de las unidades terminales remotas y que la presenta de una forma a una RTU para ejecutar una acción de control remoto. La capacidad funcional de una estación maestra incluye todas las tareas de recolección de datos y envío de comandos remotos. Adicionalmente las funciones de la MTU incluyen el almacenamiento de la información histórica, programación, despacho y ejecución de tareas específicas tales como reportes y contabilidad de producción. La transmisión de datos entre la estación maestra y las remotas generalmente se inicia por la primera, ya que el modo general de operación es la continua información almacenada en la RTU. Luego que todas las RTU son interrogadas, el proceso vuelve a comenzar. Sala de Computadores de la MTU La estación maestra es generalmente un minicomputador o un microcomputador de altas prestaciones que contiene módulos de "software", los cuales consisten en programas de aplicación específicos para llevar a cabo cada una de las tareas de la unidad. SISTEMA SCADA 3

4 RTU -01 RTU -02 RTU -03 CANAL 1 Cada módulo de "software" está interrelacionado con el resto para realizar la adquisición, el procesamiento y el almacenamiento de datos, la presentación de despliegues alarmas, generación de reportes, envíos de comandos, etc. RTU -01 RTU -02 RTU -03 RTU -01 RTU -02 RTU -03 CANAL 2 CANAL 3 UTM Barrido o Scan: forma periódica como la UTM interroga a cada una las RTU por canal, para actualizar los datos en tiempo real El almacenamiento y adquisición de datos, la interfaz humano - máquina y demás programas de aplicación son todas funciones de software dentro del sistema computacional basadas en las capacidades que ofrece su sistema operativo. El operador sentado frente a una consola de operación, la cual cuenta con una unidad de despliegues visuales y un teclado, y un sistema independiente conectado a él, es capaz de monitorear y controlar las operaciones de un proceso remoto, sin embargo, todas las funciones son gobernadas mediante software. Las aplicaciones SCADA se consideran funciones en tiempo real, en las cuales los programas operan continuamente basados en una secuencia de reloj y pueden operar ciertas funciones de un programa sobre la base de las interrupciones generadas, por lo tanto ciertos eventos en el proceso pueden afectar la ejecución de un programa mediante la generación de interrupciones las cuales tienen asignadas niveles de prioridad. Los sistemas computacionales en tiempo real tienen múltiples niveles de interrupción, con el más alto nivel signado a las tareas más importantes o críticas. Sistema de Alarmas: El sistema de alarmas es responsable del monitoreo y reporte de las mismas. Una señal de alarma es sencillamente una señal (analógica o digital) que tiene información asociada a ella y que es utilizada para determinar condiciones anormales de funcionamiento. Tan pronto una alarma es detectada, el sistema de alarmas informa de la condición de la misma a través de las estaciones de trabajo, las impresoras y dispositivos audibles. El sistema permite observar el listado de alarmas a través de una opción denominada "ALARM SUMMARY" (Resumen de Alarmas). Un mensaje de alarma contiene información referente al lugar de procedencia y al grado de importancia que posee dentro del proceso. SISTEMA SCADA 4

5 Las características de la alarma son: Tipo de Alarma: El tipo de alarma describe cual fue la condición que generó la alarma. Las condiciones que causan una alarma dependen si la señal es analógica ó discreta, y el grado de prioridad que posea. Alarmas de Señales Analógicas: Una de las funciones de las RTU's es la detección de alarmas la cual es generada cuando el valor de la señal excede su rango normal de operación sobrepasando sus límites. Dichos límites son constituidos por valores que pueden ser constantes o variables, información la cual se encuentra almacenada en la RTU. Una señal analógica puede tener cuatro límites posibles: - Muy alto (High- High). - Alto (High). - Bajo (Low). - Muy Bajo (Low- Low). El rango normal de operación está entre el límite alto y bajo. Los límites muy alto y muy bajo son utilizados para indicar una señal que ha excedido los niveles máximos permitidos. Además de que es importante conocer cuando una señal entra en alarma, es también importante saber cuando la señal deja la condición de alarma, reportando al momento de su ocurrencia en campo el retorno a su condición normal. Alarmas de Señales Discretas: Una señal discreta es una señal que representa un estado, tal como abierto/cerrado, verdadero/falso, encendido/apagado, etc. La prioridad de una alarma le indica al operador la importancia de la misma dentro del sistema. Dependiendo de la prioridad, el mensaje de la alarma aparecerá en pantalla con colores diferentes. Niveles de prioridad de alarmas: Cuando una señal se encuentra en estado de alarma su presentación en la pantalla depende de su tipo y prioridad. Cualquier alarma estará inicialmente intermitente para indicar que no ha sido reconocida por el operador. Cuando ésta es reconocida, inmediatamente se detiene la intermitencia y permanecen en rojo. El color informa sobre la prioridad y tipo de alarma. Los colores usados comúnmente son el rojo, amarillo, gris y azul. En el sistema existen cuatro niveles de prioridad de alarma: crítica, no crítica, guía del operador, y señalización del evento. SISTEMA SCADA 5

6 Sistema de Tendencias. Una tendencia es la representación gráfica del comportamiento de una variable analógica en un período determinado de tiempo. El sistema de tendencias está conformado por un conjunto de programas que permiten preservar la variable como un gráfico multicolor configurable de forma interactiva en la pantalla. Permite además, configurar un gráfico de tendencia en función de un punto de selección. Con el fin de garantizar la confiabilidad de las operaciones, el sistema SCADA está diseñado con recursos redundantes, duplicando el procesamiento de los datos y sus periféricos más críticos. La MTU consta de dos computadores dispuestos en una configuración maestra redundante, en las cuales se ejecuta el software del servidor bajo un sistema operativo en tiempo real, multiusuario, multitarea y con interfaz gráfica de ventanas (por ejemplo Open VMS) y donde se va almacenando la información de campo en una base de datos de tiempo real. Ésta información puede ser almacenada a su vez en bases de datos históricas y de tendencias, en las cuales además pueden definirse cálculos sobre señales de las bases de datos real e histórica. Los datos en tiempo real, históricos y toda la información necesaria es enviada a las estaciones de operación a través de una red local o a través de módem. La estación de trabajo es el principal recurso a través del cual el operador es notificado de los cambios en las condiciones del proceso. Consiste básicamente de un computador personal, un monitor a color, un teclado y un ratón (mouse). El software presenta al operador la información en diversas formas, tal como despliegues de gráficos, tendencias y mensajes de alarmas. Adicionalmente permite imprimir y almacenar las alarmas generadas en la red de controladores. HMI - INTRODUCCIÓN HMI significa Human Machine Interface, es decir es el dispositivo o sistema que permite el interfaz entre la persona (operador) y la máquina (proceso). Tradicionalmente estos sistemas consistían en paneles compuestos por indicadores y comandos, tales como luces pilotos, indicadores digitales y análogos, etc. En la actualidad, es posible contar con sistemas de HMI bastantes más poderosos y eficaces, además de permitir una conexión más sencilla y económica con el proceso o máquinas. El operador puede imprimir reportes diarios de los mensajes así como también un reporte general del sistema. SISTEMA SCADA 6

7 HMI - TIPOS Descontando el método tradicional, podemos distinguir básicamente dos tipos de HMIs: PC + Software, esto constituye otra alternativa basada en un PC en donde se carga un software apropiado para la aplicación. Como PC se puede utilizar cualquiera según lo exija el proyecto, en donde existen los llamados Industriales (para ambientes agresivos), los de panel (Panel PC) que se instalan en gabinetes dando una apariencia de terminal de operador, y en general veremos muchas formas de hacer un PC, pasando por el tradicional PC de escritorio. Terminal de Operador (Hardware), consistente en un dispositivo, generalmente construido para ser instalado en ambientes agresivos, donde pueden ser solamente de despliegues numéricos, o alfanuméricos o gráficos. Pueden ser además con pantalla sensible al tacto (touch screen) HMI - SOFTWARE Estos softwares permiten entre otras cosas las siguientes funciones: Interfaz gráfica de modo de poder ver el proceso e interactuar con él. Registro en tiempo real e histórico de datos. Manejo de alarmas. Al igual que en los terminales de operador, se requiere de una herramienta de diseño o desarrollo, la cual se usa para configurar la aplicación deseada, y luego debe quedar corriendo en el Controlador un software de ejecución (Run Time). Por otro lado, este software puede comunicarse directamente con los dispositivos externos (proceso) o bien hacerlo a través de un software especializado en la comunicación, cual es la tendencia actual. SISTEMA SCADA 7

8 Interfaz Humano Maquina de un SCADA Diversos tipos de despliegues del sistema Alarmas Información por RTU RTU y Comunicaciones Lista de Puntos en Base de Datos Interfaz Humano Maquina de un SCADA Despliegues de Tendencias e Históricos de Puntos Interfaz Humano Maquina de un SCADA Reportes en Aplicaciones de Oficina Permiten observar el comportamiento histórico de las variables analógicas o digitales. Se muestran en despliegues de tendencias o en despliegues de procesos Información procesada, seleccionada y organizada en aplicaciones de ambiente de oficina, para que puedan ser analizadas por niveles gerenciales para la toma de decisiones en los procesos industriales. SISTEMA SCADA 8

9 Desarrolladores de Software HMI. National Instruments (LabView). Siemens (WinCC). GE Fanuc (IFIX / Cimplicity). Omrom (SCS). Allen-Bradley (RS-View). Wonderware (InTouch). Labview Labview Introducción. Es una herramienta gráfica para pruebas, control y diseño mediante la programación. El lenguaje que usa se llama lenguaje G, donde la G simboliza que es lenguaje Gráfico. Este programa fue creado por National Instruments (1976) para funcionar sobre máquinas MAC. Ahora está disponible para las plataformas Windows, UNIX, MAC y Linux. 35 Utilización. Comunicación y control de instrumentos de cualquier fabricante. Automatización industrial y programación de PLCs. Diseño de controladores: simulación, prototipaje rápido, hardware-en-el-ciclo (HIL) y validación. Control y supervisión de procesos (SCADA). Robótica En 2008 el programa fue utilizado para controlar el LHC, el acelerador de partículas más grande construido hasta la fecha. 36 SISTEMA SCADA 9

10 Labview Labview Panel frontal Controles = entradas Indicadores = salidas Barra de herramientas del panel frontal Control Booleano Panel Frontal Icono Leyenda del gráfico Diagrama de bloque Programa de acompañamiento para el panel frontal Componentes cableados entre si 37 Gráfico de Forma de onda Leyenda de La grafica 38 Leyenda de la escala Labview Diagrama de Bloques Labview Sub VIs Barra de Herramientas Del diagrama de Bloque Funcion de dividir SubVI Terminal grafica Cableado de datos Estructura While loop Constante numerico Funcion de 39 tiempo Terminal de control booleano 40 SISTEMA SCADA 10

11 Labview Labview IFIX IFIX Introducción. Proficy ifix es una plataforma HMI/SCADA de funcionalidad completa que le permite desarrollar una amplia gama de aplicaciones. Es conocida por la robustez de su motor, flexibilidad y potencia para responder a las aplicaciones más exigentes. Ampliamente utilizado en sectores energéticos de los E.E.U.U. Características: Flexibilidad y fiabilidad de los datos de conexión y presentación. Escalabilidad desde un sensor aislado hasta la integración de toda la empresa. Análisis líder de información. Gestión y control de datos en tiempo real. Conformidad con los estándares de la industria para mejorar la consistencia y calidad SISTEMA SCADA 11

12 IFIX IFIX 45 Pantalla Principal Editor Gráfico. 46 Aplicación de administración de Base de Datos IFIX IFIX 47 Sistema orientado a Supervisión Centralizada. 48 SISTEMA SCADA 12

13 Introducción HMI - Hardware Son dispositivos avocados a la tarea de generar una interfaz al operador. A diferencia de los software, son subsistemas dentro de un entorno SCADA. Generalmente se necesita un programa editor para generar la configuración del proceso. Son compatibles con una gran variedad de elementos de automatización y de redes de comunicación. 49 HMI - Hardware Tipos: Generalmente se pueden diferencia 5 tipos de dispositivos HMI. Push Button Panels Basados sólo en accionadores e indicadores luminosos. Mobile Panels Basados con pantallas en procesos que se requieren visualizaciones móviles, no estáticas. Micro Panels Paneles de pequeñas dimensiones basados generalmente en pantallas LCD monocromáticas, para datos alfanuméricos. Panels Paneles con botoneras o táctil, que entrega información dinámica y gráfica de las variables de un sistema. Multi Panels Sistemas con más de una pantalla, para operar y supervisar varios procesos en un mismo tiempo. 50 Principales fabricantes: Allen Bradley. HMI - Hardware Principales fabricantes: GE Fanuc. HMI - Hardware National Instruments SISTEMA SCADA 13

14 Principales fabricantes: Omron. HMI - Hardware Principales fabricantes: Delta. HMI - Hardware Siemens b. Canales o medios de comunicación. La efectividad y confiabilidad operacional de un sistema SCADA depende en gran medida de la transmisión de datos entre la estación maestra y las unidades terminales remotas, por lo tanto, debe ser provisto de un medio a través del cual se establezca el intercambio de datos entre éstas unidades de una forma coordinada, confiable y segura. Para establecer intercambio de datos entre los dispositivos de campo y la estación maestra sólo se requiere un medio de comunicación, como por ejemplo una línea telefónica, un radio enlace, un enlace de microondas o satelital, cable coaxial o fibra óptica y un protocolo de transmisión de datos. SISTEMA SCADA 14

15 DTE Equipo Terminal de Datos (Modulo Comunicación RTU/PLC) RTU Sistema de Telecomunicaciones en un SCADA Tx: Transmisor Rx: Receptor DCE Equipo de Comunicación de Datos (MODEM) Protocolo de Comunicación Canal de Transmisión Tx: Transmisor Rx: Receptor DCE Equipo de Comunicación de Datos (MODEM) DTE Equipo Terminal de Datos (Recolector maestro de la UTM) UTM Cable Telefónico Hz, 300-9,6 KB/S Coaxial 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 El sistema de comunicación que forma parte de un sistema SCADA es el conjunto de elementos, dispositivos y equipos de transmisión de datos a través de los cuales se realiza el intercambio efectivo de mensajes entre las RTU's y la MTU. Entre los componentes del sistema de comunicación de un SCADA típico, se encuentran: Interfaces de Comunicación Digital. Módem. Medios de Transmisión de Datos. Protocolo de Comunicación. RTU MODEM Datos Digitales (RS-232) (Modulador y Demodulador) FRECUENCIA Manejo de los Datos de Proceso TX RX CANAL Interfaces de Comunicación Digital. Las interfaces de comunicación digital son circuitos que permiten interconectar un equipo terminal de datos y un equipo terminal del circuito de datos para la transferencia de datos, señales de control y temporización entre ellos. Por lo tanto, es un vínculo que permite que señales digitales pasen de un equipo emisor a otro receptor con las características deseadas. Existe un gran número de interfaces estandarizadas, y un ejemplo de ello es la popular RS-232C. Una interfaz de comunicación digital se caracteriza por un tipo de conector específico (nivel mecánico), tensión y corrientes de operación (nivel eléctrico) y una señalización (nivel lógico). Módem. Un "módem" es aquel dispositivo que convierte las señales digitales provenientes de un equipo terminal de datos, en señales aptas para ser transmitidas eficazmente para canales de comunicación analógicos. Por otro lado, convierte en el extremo terminal de un circuito teleinformático, las señales analógicas que entrega la red, en señales digitales aptas para ser procesadas por el equipo terminal de datos, ubicado en el extremo receptor. Estos dispositivos son precisamente utilizados para interconectar equipos terminales de datos digitales, como lo son las RTU's y la estación maestra, utilizando para ello bien sea un canal de radio o un canal telefónico. SISTEMA SCADA 15

16 Las funciones básicas de un módem son la decodificación y la modulación, consecuentemente las funciones inversas, decodificación y demodulación. Entre las características más importantes de un módem está el tipo de modulación que emplea, el tipo de transmisión, el control de flujo de datos y la velocidad de transmisión. Medios de Transmisión de Datos. Uno de los elementos principales para llevar a cabo el diálogo entre equipos terminales de datos es el medio físico por el cual se propaga la información. En los sistemas SCADA se utilizan distintos medios de transmisión de información a lo largo de todo el proceso que involucra tomar una medición de un fenómeno físico hasta mostrarla mediante un computador. Algunos de estos medios son: Cable de Par Trenzado. Sistemas de Enlaces de Radio (VHF, UHF y Microondas). Sistemas basados en Redes Celulares. Sistemas basados en Redes Satelitales. Protocolo de Comunicación. La información transmitida entre la unidad remota y la unidad maestra va "empaquetada" en un lenguaje y un formato conocido tanto por el emisor como por el receptor. Es la única forma de que un extremo pueda interpretar correctamente el (los) mensaje (s) por el otro extremo. Para que pueda tener éxito la comunicación debe haber compatibilidad en dos niveles básicos: el que se refiere a las señales eléctricas presente en el medio de comunicación y el que se refiere a la interpretación de tales señales como información. "Un protocolo de comunicación es un conjunto de reglas y procedimientos que permite a las unidades remotas y maestra el intercambio de información". En el mercado existe una diversidad considerable de protocolos, muchos de los cuales han sido desarrollados en forma individual por cada fabricante (protocolos propietarios), y otros han sido producto del consenso de varias empresas en búsqueda de una estandarización (denominados protocolos abiertos) obteniendo la posibilidad de integración de dispositivos de diversas marcas comerciales. MODBUS: Trabaja bajo la filosofía Maestro - Esclavo, donde el maestro controla toda la actividad de transmisión de datos, interrogando en un instante de tiempo distinto a cada unidad esclava (proceso conocido como polling). Es muy utilizado en los Controladores Lógicos Programables (PLC), y debido a su naturaleza, puede facilitar el uso de PLC como Unidad Remota de un Sistema SCADA. SISTEMA SCADA 16

17 Puede direccionar hasta 254 esclavos. Opera sobre una interfaz de conexión basada en el estándar IEEE RS-485; que define el número y disposición física de los conductores, así como los valores de tensión correspondientes a cada nivel lógico. c. Unidades terminales remotas (RTU's). Una RTU es un sistema que cuenta con un microprocesador e interfaces de entrada y salida tanto analógicas como digitales que permiten tomar la información del proceso provista por los dispositivos de instrumentación y control en una localidad remota y, utilizando técnicas de transmisión de datos, enviarla al sistema centralizado maestro. Para el sistema SCADA el uso de un tipo determinado de unidad remota responde a las necesidades e importancia del proceso a supervisar y/a controlar, en consecuencia de las elementos constitutivos del sistema se describen a continuación las unidades remotas RTU's y PLC como elementos de suma importancia en la supervisión y/o control de las variables de un proceso determinado. Las Unidades Terminales Remotas (RTU's. Remote Terminal Units) son dispositivos de adquisición de datos y control en campo, cuya función principal es hacer de interfaz entre los equipos de instrumentación y control local y el sistema de adquisición de datos y control supervisario. La arquitectura de la unidad terminal remota consta típicamente de: a. Módulo de Entrada y módulo de salida. b. Módulo de Control. c. Módulo de Procesamiento de Información (CPU). d. Módulo de Comunicaciones. e. Módulo de Sincronización de Tiempo (GPS). a. Módulo de entrada y módulo de salida. Una RTU cuenta con módulos de entradas/salidas los cuales son conectados al sistema de instrumentación y control local. Los módulos de entrada tienen como función adquirir la información suministrada por la instrumentación de campo y el sistema de control local y, acondicionarla a los niveles de operación adecuados. El módulo de entrada permite el manejo de información discreta y analógica, siendo el tratamiento de cada una diferente. La información discreta normalmente es tomada a través de un panel de interconexión el cual releva las señales de campo y viene representada como dos niveles de voltaje, siendo esto convertido en información digital por el módulo de entrada a fin de ser procesada. SISTEMA SCADA 17

18 Es de hacer notar que: La información analógica obtenida de campo típicamente viene representada en voltajes de 0 a 5 voltios o por un flujo de corriente de 0 a 1 ma. El módulo de entrada analógico procesa esta información mediante un convertidor analógico / digital (A/D) transformándola en información binaria a fin de que pueda ser procesada por el módulo procesador de información. Los módulos de salida tienen como función dar al proceso las señales de control, digitales o analógicas, provenientes del sistema SCADA. Las mismas siguen el proceso inverso que en el módulo de entrada, ya que de formato binario deben ser transformadas a los niveles adecuados de campo para las señales discretas y en un valor proporcional a la acción de control en señales de control analógico. b. Módulo de control. Este módulo tiene como función el registro, recepción y transmisión de los comandos de control recibidos desde la unidad maestra o sistema supervisorio. Deberá garantizar la confiabilidad de la operación mediante el uso de mecanismo de seguridad y detección de errores. En general, el módulo de control recibe los mensajes de la unidad maestra y se realiza la comprobación del código para determinar si no se ha incurrido en algún error de transmisión. Tras efectuar la comprobación del código y la decodificación de la dirección en forma satisfactoria se envía un mensaje de respuesta a la estación o unidad maestra. c. Módulo de procesamiento de información (CPU). La CPU es la unidad controladora de todas las funciones de la unidad terminal remota, ya que dirige todas las transferencias de información (datos) entre los registros y las localidades de memoria, y controla las interrupciones de la interfaz de comunicación la cual envía la información de la RTU a la unidad maestra. El microprocesador de la RTU contiene una serie de registros destinados al almacenamiento temporal de instrucciones, direcciones de memoria y/o resultados de ciertas operaciones. Las funciones de procesamiento de datos de la RTU se conocen en una secuencia determinada por el software de la misma. Los datos e instrucciones se almacenan en módulos de memoria RAM y/o ROM y las instrucciones del programa son secuenciadas por un reloj de tiempo real. Este módulo coloca una marca de tiempo con precisión de 1 milisegundo a los eventos registrados. Esta CPU es la encargada de procesar la información adquirida del campo o transmitida por la unidad maestra, con la finalidad de ejecutar la tarea correspondiente, bien sea una acción de control o de comunicación. SISTEMA SCADA 18

19 d. Módulo de comunicaciones. Se encarga de codificar la información recibida del campo para poder ser transmitida por los canales de comunicación; de igual manera la información recibida de la estación maestra es procesada por este módulo y decodificado. Motivado a que la transmisión de información es realizada entre equipos remotos y mediante el uso de canales de comunicación con ancho de banda limitado, se requiere que la información sea adecuada y codificada en forma idónea, incluyendo métodos de verificación de error. En la industria no existe un estándar para comunicaciones remotas y protocolos por lo cual cada fabricante posee un método diferente de agrupamiento de la información, con sus esquemas propios de verificación de error. Notas sobre las RTU 's: Una RTU tiene la capacidad de monitorear un número de entradas / salidas (l/o) relacionadas con un proceso, analizar y mantener datos en tiempo real, ejecutar algoritmos de control programados por el usuario, comunicarse con la estación maestra y en algunos casos, con otras estaciones remotas. La RTU realiza una exploración periódica de las variables del proceso y, a través de un módulo de comunicación permite el intercambio de dicha información con una estación maestra (MTU) ubicada en una sala de control central, utilizando diversos medios de comunicación: línea telefónica, UHF / VHF, microondas, satélite, fibra óptica u otro medio, a través de puertos auxiliares con otras estaciones remotas y/o terminales portátiles. El protocolo de comunicación, estructura del mensaje y técnicas de corrección de errores son propias de cada fabricante. d. Transductores. Los transductores constituyen uno de los elementos de mayor relevancia para el sistema SCADA. El correcto dimensionamiento de los transductores y la correcta calibración de estos con el sistema SCADA, permiten un funcionamiento preciso y óptimo del sistema al momento de realizarse las acciones de supervisión del sistema de potencia. En toda acción de supervisión y/o control de algún proceso se requiere el manejo de variables de estado del mismo. Los instrumentos de campo cumplen con las funciones de convertir una variable física, comúnmente, en una señal eléctrica, en un rango manejable por el próximo elemento en la cadena de adquisición de información. Un instrumento está compuesto por el elemento sensor, llamado también transductor, que transforma el fenómeno físico que se está midiendo en una señal eléctrica y, el elemento acondicionador que adecúa el nivel de tensión o de corriente de la señal de salida del instrumento. La señal eléctrica de salida de un instrumento puede ser: Analógica: de 4 a 20 ma, 1 a 5 Vdc, 10 a 50 mv, tales como las mediciones de flujo, presión y temperatura. Digital: 0 a 24 Vdc. Tales como interruptores de nivel, estado de bombas y compresores. Frecuencia de pulsos: como en el caso de controladores de flujo. SISTEMA SCADA 19

20 Actualmente, existen instrumentos de medición de cantidades analógicas cuyas salidas son digitales, directamente compatibles con dispositivos microprocesadores. Las características que definen la calidad de un instrumento son: Mínima inferencia en el proceso. Exactitud. Linealidad. Rango de operación (entrada, salida, frecuencia). Estabilidad (susceptibilidad ante vibración, temperatura, humedad, polvo, etc.) Impedancia de salida Tiempo de respuesta. SISTEMA SCADA 20