5 Funciones Principales de Un SCADA [5 Características importantes en un SCADA moderno]
Las funciones de un SCADA van en busca de una transformación digital
Para aquellos que trabajan dentro de un ambiente industrial, es muy común escuchar del término SCADA, esto debido a que un sistema SCADA es parte de la cadena de digitalización de los procesos industriales de una empresa. Ya sea que estamos buscando digitalizar la adquisición de datos, reportería automática o monitoreo centralizado, siempre que hagamos uso de esta herramienta es porque parte de nuestro proceso industrial ha sido digitalizado. Pero una pregunta que surge comúnmente es ¿qué es capaz de hacer un SCADA? A continuación mostraremos cuales son algunas de las principales funciones que tienen los SCADA hoy en día.
DEFINICIÓN DE SCADA
El término SCADA significa Supervisory Control And Data Acquisition, o en español, Control de Supervisión y Adquisición de Datos, y se refiere comúnmente a una aplicación de software usada en las operaciones industriales de mantenimiento para optimizar dichas operaciones. Los softwares SCADA llevan ya mucho tiempo en el mercado, y para muchas empresas son totalmente necesarios para ejecutar sus labores del día a día.
Esta herramienta tiene sus orígenes en las HMI o interfaces mecánicas más viejas. Algo tan sencillo como un panel lleno de botones y visualizadores LED es uno de los antecesores del software SCADA. El principal obstáculo que presentaban estas opciones es que se debía estar en el sitio de cada panel para poder observar el estatus actual de un proceso, o para interactuar con los botones. Aunque es posible mover un panel lejos de su punto de monitoreo y operación, hacer esto no es práctico. A partir de esta necesidad es que surgen las primeras soluciones de centralización y que luego llegarán a convertirse en SCADA.
ARTÍCULO: ¿QUÉ ES SCADA?
Desde entonces, este tipo de softwares han crecido bastante, y hoy en día desempeñan muchas más funciones que lo que inicialmente tenían previsto hacer, pero todo SCADA realiza 5 funciones principales:
- Monitoreo y Control
- Gestión de Alarmas
- Historización
- Integración con Bases de Datos
- Reportería
MONITOREO Y CONTROL EN TIEMPO REAL
El monitoreo es la función principal de un sistema SCADA. Esto debido a que, históricamente, esta fue la característica que le dio vida a este tipo de sistemas. Ante la gran cantidad de sensores y máquinas que tiene una planta, siempre se ha visto la necesidad de usar una herramienta que permita tener el monitoreo absoluto de las operaciones de una planta, en un solo lugar, centralizado.
El monitoreo y control de un SCADA se caracteriza por 2 aspectos importantes:
- La conectividad con los dispositivos y personas
- La capacidad de construir interfaces gráficas optimizadas
La conectividad con los dispositivos es la que nos permite extraer la información de sensores, máquinas, actuadores y demás, para poder luego desplegarla en la interfaz gráfica. Esta característica es sumamente importante, debido a que es la que nos abre la puerta a centralizar toda la información en una sola plataforma, por esto que estos sistemas siempre cuentan con una gran cantidad de drivers para conectarse a los dispositivos más comunes.
Un sistema SCADA tiene una alta capacidad para construir interfaces optimizadas para el monitoreo y control. Para esto, normalmente se usan muchos tipos de componentes gráficos, como botones, menús desplegables, campos de visualización, campos de entrada, tablas, etc. Junto con la capacidad de visualización de un SCADA, se pueden usar estrategias de optimización, como el uso de Interfaces de Alto Rendimiento, el cual ha sido documentado a través del estándar ISA-101.
GESTIÓN DE ALARMAS
Las alarmas es un tema que se relaciona en gran medida con el monitoreo y control, pero es más complejo de lo que podemos hacer en tiempo real. Para un SCADA, la gestión de alarmas debe ir más allá de solamente mostrar una luz roja que indique un evento crítico, o una luz amarilla que indique la precaución a un operador. Estos dos ejemplos son casos típicos de monitoreo en tiempo real, pero gracias a que un SCADA hace uso de las capacidades disponibles en sistemas de computación avanzada, es posible hacer mucho más que eso, por ejemplo, almacenar registros históricos, desplegar métricas con base a esos datos, notificar directo al usuario, reconocer alarmas, etc.
El sistema es capaz de llevar datos asociados a cada evento, como:
- La marca de tiempo de activación
- El equipo asociado
- El nombre del evento
- La descripción del evento
- El tiempo acumulado activo
- La marca de tiempo de desactivación
- La marca de tiempo de reconocimiento
- El nombre de la persona que reconoció la alarma
Estos son solo algunos de los ejemplos de datos que podemos obtener de un sistema de gestión de alarmas, los cuales le dan al usuario más contexto sobre cualquier alarma o evento.
A través de las altas capacidades de almacenamiento de un computador, en contraste con las capacidades de almacenamiento de un controlador o HMI, el SCADA es capaz de llevar un registro a largo plazo de toda la información. Esto, junto con el procesamiento de datos, nos permite obtener métricas a través del tiempo de los datos antes mencionados. Podemos obtener las principales alarmas activas en un rango de tiempo, el promedio de tiempo activo de alarmas, el tiempo de desactivación, el tiempo acumulado de eventos activos, etc.
El tema de alarmas es bastante grande, a todo esto podemos sumar la capacidad de notificar directo a los usuarios por correo, mensaje o voz, lo cual incrementa la probabilidad de atención de un evento y mejora el reconocimiento de alarmas por parte de los usuarios. De hecho, este último punto es muy importante en un sistema de alarmas, ya que no siempre hay una persona monitoreando constantemente la aplicación, y en casos de aplicaciones grandes y complejas, esto se vuelve un tema más complicado.
HISTORIZACIÓN
La historización en un sistema SCADA trata acerca del almacenamiento de datos en el tiempo para posteriormente someterlos a varios análisis que nos arroja información importante para la toma de decisiones. A diferencia de una HMI convencional, un sistema SCADA puede llevar un registro de datos por largo plazo (1 año o más), y por medio de las altas habilidades de procesamiento de los servidores, es posible realizar varios análisis basados en altos volúmenes de datos, cálculos avanzados, o una ventana de tiempo grande.
Los datos históricos son almacenados en una base de datos, la cual normalmente es una plataforma abierta como SQL que permite el intercambio de estos datos con otros softwares, como un ERP o un MES. Con el objetivo de aprovechar mejor el espacio, es común que el SCADA registre datos de acuerdo a métodos de adquisición optimizados, como el uso de banda muerta, tiempo mínimo de registro, registro solo contra cambio, etc.
Una vez se han recopilado una cantidad importante de datos, el sistema es capaz de entregarnos información importante. Para esto cuenta con herramientas de visualización, que permiten a una persona realizar análisis más complejos, que eventualmente llevan a lógicas de predicción.
La visualización de datos históricos es una visualización optimizada para el procesamiento de altos volúmenes de datos, ya que los usuarios normalmente lo demandan así. Otra característica importante de la historización es la construcción de gráficas de forma dinámica, lo cual significa que podemos escoger las variables que queremos graficar, los parámetros de graficación y fechas de la gráfica.
INTEGRACIÓN CON BASES DE DATOS
La integración con bases de datos es una característica muy importante y poderosa en un SCADA. Cuando hablamos de una integración, no se trata acerca de solamente conectarnos a una base de datos, sino de hacer uso de las diferentes herramientas disponibles para poder crear aplicaciones integradas en conjunto con la interfaz de usuario. Este tipo de aplicaciones normalmente va muy enfocada a la interacción de personas y el registro de datos por parte de las mismas, y juega un papel sumamente importante en la digitalización.
Esta función muchas veces expone la posibilidad de usar SQL dentro del SCADA, lo cual permite leer y escribir a un base de datos, extraer información importante a través de la transformación de los datos y la ejecución de cálculos. Tal vez esta descripción es muy simple para algo tan amplio como lo es SQL, pero es un inicio para comprender lo que podemos hacer con una integración a bases de datos.
Algunos ejemplos de este tipo de aplicaciones son:
- La gestión de inventario
- La gestión de tareas
- La interconexión entre sistemas
- La integración de aplicaciones de chat
- La implementación de un sistema planificador de mantenimiento
Estos ejemplos requieren una integración con bases de datos para mantener un registro de toda la interacción entre las personas y el sistema.
Definitivamente este tipo de función nos permite crear desde abajo soluciones muy interesantes. Muchas de estas soluciones terminan creciendo junto con la empresa, y en el caso de integradores muy especializados, se crean soluciones muy avanzadas.
REPORTERÍA
¿Para qué queremos todos esos datos si no sacamos provecho de ellos? Pues para eso está una de las funciones tal vez más importantes de un SCADA, la capacidad de entregar informes para la toma de decisiones. A través de todos los datos de alarmas, historización y aplicación integradas a bases de datos, un sistema de reportería es capaz de entregar información muy valiosa a los usuarios finales.
Además de entregar información valiosa, una de las características más importantes de la reportería digital es la capacidad de hacer todo de forma automática. Un proceso totalmente manual tiene muchas desventajas comparado con un sistema de estos, como la cantidad de tiempo que puede tardar una recolección de datos, la cantidad de tiempo que toma transformar los datos y el tiempo que toma procesar los datos. Todo esto se acumula y genera que la creación de muchos reportes sea muy cara, debido al recurso humano, y en algunos casos incluso imposible. Sumado a esto cada una de estas etapas es propensa a error humano, lo cual disminuye la calidad de la información, y lo que a su vez en ciertos casos puede generar decisiones erróneas.
A través de un sistema SCADA, la adquisición de datos ocurre en segundos, incluso puede ocurrir en menos; luego ese dato es transformado si es necesario y almacenado en un lugar seguro; donde al cabo de un tiempo, a través de reportes configurados de forma automática, los datos son extraídos, procesados y entregados directamente en el buzón de correo electrónico de los usuarios finales.
ESCOGIENDO UN SISTEMA SCADA
Al momento de escoger un sistema SCADA, definitivamente uno de los aspectos más importantes es saber que el sistema es capaz de hacer las funciones que queremos que realice en nuestra planta. Muchas veces los usuarios finales deben decidir entre unas funciones y otras debido a presupuesto o temas de tiempo.
Este tipo de soluciones comienzan con la implementación de una etapa de monitoreo y control, ya que es la función principal de un SCADA. Luego, se puede escoger entre la gestión de alarmas o la historización. Es muy común que el siguiente paso sea la historización, aunque escoger entre una u otra es situacional. Si queremos tener mejor control de los eventos dentro de una planta definitivamente es mejor la función de alarmas, mientras que si queremos tener más información para optimizar nuestros procesos productivos, probablemente vamos a querer historizar los datos.
La integración con bases de datos es una función que en veces no ocurre inmediatamente, ya que la entrega inmediata de reportes con base a la información ya disponible permite sacar el mejor provecho de nuestra inversión. Construir aplicaciones adicionales puede hacerse posteriormente, y puede integrarse con la reportería para obtener mejores resultados.
CRECIMIENTO TECNOLÓGICO DE LOS SCADAS
A pesar de que hemos dado un recorrido corto sobre las principales funciones de un SCADA, esto no significa que estas sean las únicas. Este tipo de sistemas ha crecido mucho con el tiempo y sigue creciendo gracias a su importante rol en la industria y en el IIoT, es por eso que además de conocer las principales funciones también nos debe interesar hacia donde queremos que vaya nuestro SCADA en el futuro. Conocer esta información, nos permitirá evaluar mejor las diferentes opciones en el mercado o hacer un mejor uso de las herramientas que ya tenemos.
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