¿Qué estructura presentan los sistemas SCADA? Vamos a ver cómo podemos conectar los distintos dispositivos para conseguir las funcionalidades que necesitamos de cara al control y supervisión del proceso industrial.
El desarrollo del ordenador personal ha permitido su implantación en todos los campos del conocimiento y a todos los niveles imaginables. Las primeras incursiones en el campo de la automatización localizaban todo el control en el ordenador y tendían progresivamente a la distribución del control en planta. De esta manera, el sistema queda dividido en tres bloques principales:
- Software de adquisición de datos y control.
- Sistemas de adquisición y mando: sensores y actuadores.
- Sistema de interconexión: comunicaciones.
Un sistema SCADA, a escala conceptual, está dividido en dos grandes bloques:
- Captadores de datos: recopilan los datos de los elementos de control del sistema (por ejemplo, autómatas, reguladores, registradores) y los procesan para su utilización. Son los servidores del sistema.
- Utilizadores de datos: los que utilizan la información recogida por los anteriores, como pueden ser las herramientas de análisis de datos o los operadores del sistema. Son los clientes.
Mediante los clientes los datos residentes en los servidores pueden evaluarse, permitiendo realizar las acciones oportunas para mantener las condiciones nominales del sistema. Mediante los denominados buses de campo, los controladores de proceso, generalmente autómatas programables o sistemas de regulación, envían la información a los servidores de datos, los cuales, a su vez, intercambian la información con niveles superiores del sistema automatizado a través de redes de comunicaciones LAN.
La comunicación entre los diferentes elementos del sistema SCADA se lleva a cabo a través de buses. Los buses especiales de comunicación proporcionan al operador la posibilidad de comunicarse con cualquier punto, local o remoto, de la planta en tiempo real. Gracias a los controladores suministrados por los diferentes fabricantes y a su compatibilidad con la mayoría de estándares de comunicación existentes, es posible establecer cualquier tipo de comunicación entre un servidor de datos y cualquier elemento de campo. El medio de transporte de la información puede ser por línea telefónica, cable coaxial, fibra óptica, radio, etc.
Punto a punto
Multipunto dedicado
Multipunto compartido en estrella
Multipunto anillo
Las diversas combinaciones de los elementos que se comunican dan lugar a unas topologías determinadas:
- Punto a punto: la relación es del tipo maestro-esclavo. Un solo elemento remoto, RTU, está conectado al sistema de control MTU mediante una línea de comunicación.
- Multipunto dedicado: una variante del modelo anterior. Un solo sistema de control conectado a varias estaciones remotas mediante enlaces directos permanentes. Esta configuración es delicada, pues todo el tráfico de la red se centra en un solo punto, la Unidad Central, que debe poder gestionar todo el tráfico generado por el resto de elementos.
- Multipunto compartido estrella: tipo maestro-esclavo. Esta configuración en estrella utiliza un solo puerto de comunicaciones, realizándose el intercambio de datos por turnos. Esto es posible debido a que las estaciones remotas tienen identificadores únicos.
- Multipunto compartido en bus: similar al anterior, pero con estructura maestro-esclavo, multimaestro o cliente-servidor. Una o varias unidades centrales están conectadas a una o varias estaciones remotas mediante un medio común, un bus. El acceso es también por orden y está gestionado por el sistema maestro.
- Multipunto compartido en anillo: más robusta al proporcionar dos caminos para la información. En caso de fallo de un nodo el tráfico no se interrumpe.
Generalmente cualquier aplicación de cierta envergadura utiliza varios de estos métodos de forma simultánea, tanto en medios de transmisión como en topologías. Esto permite su implantación de forma más eficiente, adaptando los recursos técnicos al terreno y optimizando los costes. Por ejemplo, para grandes distancias se utiliza la comunicación por satélite, microondas o radio, cosa que no tendría sentido, económico al menos, para transmitir señales a pocos metros de distancia, caso en que es más indicado el cable.