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Tecnología SCADA

Autor: Carlos Cieza A.

Contenido• Definiciones Previas• Tecnología: SCADA• Flujo de información• Toma de decisiones• Articulo de Investigación• Conclusiones• Bibliografía• Taller

Definiciones

Tecnología de Información

• Según Laudon & Laudon (2012): “La tecnología de la información (TI) consiste en todo el hardware y software que necesita usar una empresa para poder cumplir con sus objetivos de negocios.”

Sobre tecnologías perjudiciales comenta: “Son tecnologías con innovaciones que cambian de manera radical el panorama de los

negocios y su entorno (Christensen, 2003).”

Tecnología de Información

• Según O'Brien & Marakas (2006):“Tecnología de información se refiere a los diversos componentes de hardware

necesarios para que el sistema opere.”

• Según Cohen & Asin (2000):“Son todas aquellas tecnologías que permiten

y dan soporte a la construcción y operación de los sistema de información.”

Sistema de Información

• Según Laudon & Laudon (2012): “Conjunto de componentes interrelacionados

que recolectan (o recuperan), procesan, almacenan, y distribuyen información para apoyar los procesos de toma de decisiones y de control en un organización.”• Según O'Brien & Marakas (2006):

“Un SI puede ser cualquier combinación organizada de personas, hardware, software, redes de comunicación y recursos de información que almacene , recupere, transforme y disemine información en un organización.”


• También comenta sobre la necesidad de implementar un SI:

“Las empresas de negocios invierten mucho en sistemas de información para lograr seis objetivos de negocios estratégicos: excelencia operacional; nuevos productor, servicios y modelos de negocios; intimidad con clientes y proveedores; toma de decisiones mejorada; ventaja competitiva, y sobrevivencia”.


• Según O'Brien & Marakas (2006) los componentes de un sistema de información son:

Sistema de Apoyo a la Toma de Decisiones

• Según O'Brien & Marakas (2006):“Son sistemas de información basados en computadora que proporcionan apoyo de información interactiva a administradores y profesionales de negocios durante el proceso de toma de decisiones.”

• Según Cohen & Asin (2000):“Conjunto de programas y herramientas que permiten obtener de manera oportuna la

información que se requiere durante el proceso de toma de decisiones que se desarrolla en

un ambiente de incertidumbre.”

Empresa Digital• Sobre una empresa digital, Laudon & Laudon

(2012) comenta: “En una empresa digital, siempre esta

disponible cualquier pieza de información que se requiera para dar soporte a las decisiones de negocios clave.”

“Las empresas digitales detectan y responden a sus entornos con mucha más rapidez que

las compañías tradicionales.”

SCADA

SCADA• SCADA son las siglas de Supervisory Control And Data

Acquisition (Supervisión, Control y Adquisición de Datos).

• De acuerdo con Boyer(2004):“Es un sistema que permite adquirir, almacenar y procesar datos del proceso productivo

para su posterior explotación.”• Por lo tanto cumple un rol muy importante para la

toma de decisiones en un proceso productivo, pues permite visualizar e interactuar con el proceso en tiempo real, obtener reportes de producción, planificar trabajos de mantenimiento, etc. (Mohamed & Mohamed, 2012).

SCADA• El Sistema SCADA lo conforma los dispositivos de

campo, dispositivos de control y el Software y Hardware para supervision y control (Sciacca & Block,1995).

ERP

INFORMACION DE MANUFACTURA

MES

SUPERVISION Y CONTROLSCADA

CONTROLPLCS, PAC, CONTROLADORES DE

PROCESOS

DISPOSITIVOS DE CAMPOSENSORES Y ACTUADORES

La pirámide de automatizaciónpermite conocer la integración de las diferentes tecnologías.

SCADA

ERP

INFORMACION DE MANUFACTURA

MES

SUPERVISION Y CONTROLSCADA

CONTROLPLCS, PAC, CONTROLADORES DE

PROCESOS

DISPOSITIVOS DE CAMPOSENSORES Y ACTUADORES

La pirámide de automatizaciónpermite conocer la integración de las diferentes tecnologías.

Protocolos

Medios

ProtocolosLenguajes

Protocolos

Integración

Lenguajes

Aplicación

Antes del SCADA• Captura de datos de forma manual.• Detección de alarmas o eventos con desfase

de 24 horas a más.• Detección de pérdidas de producción

después de 24 horas o más.• Parciales de producción y cierre de

producción después de 6 horas.• Alto tiempo muerto y pobre planificación.• Mantenimiento correctivo.

Conociendo las instalaciones

ACUEDUCTO 6”

POZOINYECTOR

PLANTA AGUADULCE

PTC

PIAS

PIASEstación

y Separació

n

LOS ORGANOS

EL ALTO

ZAPOTAL

CARRIZO

LINEA INYECCION

OLEODUCTO PETROPERU A REFINERIA

BA 35

LA 07LA 09

LA 06

OR12

ZA 04

OR11

ZA 03

LA 08ZA 01

CE 10

PN 33

PN 32

TA 27

TA 25

PN 31

PN 30

TA 29

TA 24

TA 28

CA 17

CA 16

CA 19

CA 20

CA 21

CA 22

ZA 02

BA 34

CA 23

Baterías (ETANSUR)LEYENDA

OLEODUCTO PRINCIPAL D=8” L=20Km

L=7 Km D=8”

L=14 Km D=4”

PIAS

PUNTO VENTA DE PETROLEO

CARRIZO

PUNTO VENTA DE GAS

PARIÑAS

GASODUCTO PRINCIPAL D= 8” Ø L= 35 KM

Lazo D= 10” Ø L= 17 KM

CENTRAL

L=10 Km D=6”

L=3 Km D=6”

Instalación CANT

Ductos (Km) 1917

Baterias 29

Est. Separación 1

PTC 1

PIAS 2

Est. Agua dulce 1

Est. Agua de mar 1

Est.Compresión 11

Planta Electrica 1

ETA 29

ETA 27

EPN 30

EPN 31

ECA 18

ECA 20

ECA 22

ELA 06

EZA 04

ETA 28

Baterías existentes

Compresoras (ETANSUR)

Compresoras existentes

EBA 35

ECA 17

Flujo de Información

Captura de datos:Presión, flujo, nivel, temperatura, posición.

Procesamiento de datos y control:Cálculos de producción (volumen de bruta y gas)

Historización:Reportes, tendencias y curvas de producción.

Datos en tiempo real:Monitoreo del proceso, visualización de alarmas & eventos.

Control del proceso:Cierre/apertura de válvulas, on/off bombas.

Soporte para la Toma de Decisión

• El SCADA como soporte para la toma de decisión:o La producción proyectada permite al

supervisor conocer si la producción actual permitirá cumplir con la meta de producción diaria.

o Alarmas & Eventos on line permite al supervisor reconocer el tipo de alarma o evento ocurrido y planificar la tarea para su corrección o decidir alguna acción de control.

o Los registros históricos permite al equipo de extracción decidir sobre los parámetros de producción.

Aplicaciones

Manufactura Farmacia

Oil & Gas Electricidad

Paper:Enfoque basado en

modelos para el desarrollo de

aplicaciones SCADAAutores: Atlagic, B.; Milinkov, D.; Bogovac, B. & Culaja, S.,

2012

Enfoque basado en modelos para el desarrollo de aplicaciones SCADA

• Abstract“Este paper presenta una metodología para el

desarrollo de aplicaciones SCADA, derivada del modelo SCADA de una planta industrial especifica. Este soporta todas las etapas en el proceso de desarrollo, desde el diseño de las instalaciones de campo a la especificación, codificación y verificación de aplicaciones de control complejas en ambiente simulado. Esto es implementado en el grado de una solución general SCADA/DCS, y basado parcialmente en las normas internacionales ISA 88 e IEC- 61131-3. ”


• Introducción• Las plantas industrials tienden a ser mas

complejos, tanto en su tamaño y en la forma en que son operados por el Sistema de control basado en ordenador en tiempo real.

• En esencia un Sistema de control consiste en instalacion de campo y el SCADA.

• La esencia del SCADA, observado como un Sistema software, es un almacenamiento de datos en tiempo real de un proceso bajo control.


• Desarrollo de aplicaciones SCADA, en su conjunto, incluye diseño de Hardware, diseño de software y su verificación.

• El diseño de la solución de campo produce la especificación de señales IO, protocolos y otros parámetros necesarios para la organización comunicación IO a lo dispositivos de campo.

• Todo el proceso de desarrollo de la aplicación SCADA puede organizarse a través de una serie de fases interrelacionadas, como la propuesta en la fig. 1.


Diseño HW

Modelo IO

Modelo CFG

Instalación HW

Modelo código PGM

Diseño Simulación

Diseño control

App

Diseño GUI

Instalación SW

Simulador para

verificación

Sistema final de verificación de control

Fig. 1 – Proceso de desarrollo de la aplicación SCADA


Diseño HW

Modelo IO

Modelo CFG

Instalación HW

Modelo código PGM

Diseño Simulación

Diseño control

App

Diseño GUI

Instalación SW

Simulador para

verificación

Sistema final de verificación de control

Fig. 1 – Proceso de desarrollo de la aplicación SCADA


• La pregunta clave es como diseñar el SCADA de propósito general, su modelo y la cadena de herramientas de desarrollo para facilitar la implementación de una solución SCADA en plantas industriales reales y complejas.

• La idea es desarrollar una nueva solución llamada oSCADA, que añade nuevas caracteristicas a las ya conocidas para su aplicabilidad en aplicaciones exigentes.

• El oSCADA puede leers como SCADA abierto u objeto.• El estandar ISA 88 es la base de la solución

presentada en este paper.


Problema:• ¿Qué metodología existe para el desarrollo de

aplicaciones SCADA en plantas complejas?.Objetivo:• Desarrollar una metodología de desarrollo para

facilitar la implementación de una solución SCADA en plantas industriales complejas.

Hipotesis:• La metodología de desarrollo para la

implementación de una solución SCADA ha solucionado con éxito los problemas de implementación en plantas complejas.


Conclusiones:• Los modernos sistemas SCADA están cambiando su

tradicional papel a un Sistema de control integrado más complejo.

• Los sistemas SCADA tradicionales se extienden para dar soporte en las decisiones.

• Los requerimientos actuales están en seguridad (redundancia y alta disponibilidad).

• La metodología para el desarrollo de aplicaciones SCADA, esta orientada a cumplir con lo descrito. Se basa en los estándares ISA 88 e IEC 61131-3.

• Su principal objtetivo es aumentar la flexibilidad del Sistema SCADA básico y proporcionar herramientos de soporte para cada uno de los pasos de desarrollo.

Conclusiones

Conclusiones de la Tecnología

• El SCADA permite la captura datos de proceso, procesar los datos y explotar esta información.

• El SCADA ayuda a la toma de decisión. En base al registro históricos de datos se puede establecer tendencias, comportamientos o predecir fallas.

• Esta tecnología es la base para el desarrollo del MES y ERP en una organización industrial.

• Se aplica a cualquier organización, que requiera principalmente el monitoreo, gestión y control de sus procesos.

BibliografíaLibros• Cohen, D. & Asin, E. (2000). Sistemas de Información

para los negocios (3era ed.). México: McGraw Hill.• Kendall, K. & Kendall, J. (2011). Análisis y Diseño de

Sistemas (8va ed.). México: Pearson Educación.• Laudon, K. & Laudon, J. (2012). Sistemas de

Información Gerencial (12ava ed.). México: Pearson Educacion.

• O'Brien, J. & Marakas, G. (2006). Sistemas de Información Gerencial (7ma ed.). México: McGraw Hill.

• Boyer, S. (2004). SCADA Supervisory Control and Data Acquisition (3era ed.). EEUU: ISA.

BibliografíaPapers• Dragojlovic, S. & Milenkovic, O.(2005). Integration

of SCADA In the Information System.IEEE, 254-258.• Mohamed, N. & Mohamed, K. (2012). Project

Management Phases of SCADA System for Automation of Electrical Distribution Networks. IJCSI, 9(2), 157-162.

• Sciacca, S. & Block, W. (1995). Advanced SCADA Concepts. IEEE, 23-28.

• Atlagic, B.; Milinkov, D.; Bogovac, B. & Culaja, S. (2012). Model based Approach to the development of SCADA applications. IEEE, 308-315.

BibliografíaInternet• Invensys. (06 de 12 de 2014). Obtenido de

Invensys Corporation Web Site: http://iom.invensys.com.

• Rockwell. (04 de 12 de 2014). Obtenido de Rockwell Automation Web Site: http://ab.rockwellautomation.com.

• Endress+Hausser. (04 de 12 de 2014). Obtenido de Endress Hausser Group Web Site: http://www.endress.com.

http://iom.invensys.com/

http://iom.invensys.com/

http://ab.rockwellautomation.com/

http://ab.rockwellautomation.com/

http://www.endress.com/

http://www.endress.com/

Taller

¿Cómo aplicar SCADA en tu empresa?

• Tipo de empresa/aplicación• Proceso• Variables• Análisis de opciones• Evaluación técnica

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