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La automatización de las tareas de los procesos de producción en sectores económicos como pueden ser el industrial, alimentario, farmacéutico... es una realidad desde hace años y, con ella, los sistemas SCADA han cobrado especial importancia.
Con la implantación de la industria 4.0 (o cuarta revolución industrial) con su máxima de digitalización y automatización de los procesos de producción para elevar la productividad de las empresas manufactureras, mejorar la calidad minimizando errores en la producción y, además, disminuir el riesgo para la salud de los trabajadores en tareas peligrosas, los sistemas SCADA se han vuelto indispensables.
SCADA es el acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition, es decir, son sistemas que se encargan de la supervisión, control y adquisición de datos en las instalaciones industriales o de producción. Las máquinas que son supervisadas y controladas mediante los sistemas SCADA son típicamente autómatas programables, conocidos como PLCs, sensores de diferentes tipos (peso, temperatura o humedad) y diferentes elementos o equipamiento como pueden ser válvulas, finales de carrera…
Según la consultora Gartner en su cuadrante mágico al respecto de sistemas de ejecución industrial de 2019 (Magic Quadrant for Manufacturing Execution Systems), —donde se incluyen los fabricantes más importantes a nivel mundial de sistemas SCADA— los líderes son: Siemens, Rockwell Automation, Dassault Systèmes y AVEVA (Schneider).
Funcionalidades de los sistemas SCADA
Adquisición de los datos
Para ello, estos sistemas se interconectan mediante distintas tecnologías o protocolos de comunicación con las máquinas. Por ejemplo, con los autómatas programables de Siemens se utiliza SIMATIC, que es un protocolo desarrollado por este fabricante. Otros emplean estándares como Profibus, Modbus, OPC, Allen Bradley…
Supervisión de las máquinas
Monitorización de distintos parámetros proporcionados por los autómatas, sensores y distintos elementos de las líneas de producción, como pueden ser temperatura, peso… y, si los valores exceden los umbrales definidos, el sistema SCADA genera una alerta. Además, proporcionan informes y cuadros de mando para mostrar la información en tiempo real de la producción como valores de los distintos parámetros e indicadores de producción.
Control de las máquinas
Proporciona a los operadores que controlan las líneas de producción la capacidad de ejecutar acciones bajo demanda sobre los distintos elementos de la cadena de producción o la ejecución automática de acciones cuando, por ejemplo, se genera una alerta.
Componentes en un sistema SCADA
- Interfaz hombre-máquina (HMI – Human Machine Interface): Es el frontal o la interfaz que muestra los valores e indicadores de producción, los distintos elementos que supervisa y controla el sistema SCADA y que permite la ejecución de acciones bajo demanda en ellos.
- Unidades terminales remotas (RTU – Remote Terminal Unit): Es el componente que se encarga de la adquisición de los datos de las distintas máquinas gestionadas por el sistema SCADA y enviarlos a este así como ejecutar las acciones que reciben del SCADA en estas.
- Autómatas programables: Es la alternativa más ampliamente utilizada en vez de las RTUs que están basadas en microprocesadores. Estos se basan en controladores lógicos programables (PLC – Programmable Logic Controller) que son más baratos y configurables que aquellos. Su función es básicamente la misma que la de las RTUs.
- Unidades terminales maestras (MTU – Master Terminal Unit): Es el subsistema de supervisión del sistema SCADA que centraliza los datos obtenidos de las distintas máquinas y de la ejecución de las acciones o envío de las instrucciones a los RTUs o PLCs.
- Red de comunicaciones: Infraestructura necesaria para las comunicaciones entre todos los componentes del sistema SCADA.
- Sensores y actuadores: Los primeros son los dispositivos que obtienen medidas de distintos parámetros físicos como pueden ser peso, temperatura, humedad, caudal… y, los segundos, los elementos que actúan o ejecutan acciones sobre los elementos de la cadena de producción como, por ejemplo, una válvula.
Sectores donde son ampliamente utilizados
- Energético, por ejemplo, para el control de gaseoductos y de la red de distribución eléctrica.
- Gestión del agua potable (cloración) y las aguas residuales (depuradoras).
- Industria o manufacturero, por ejemplo, en las plantas de construcción de automóviles.
- Alimentación, para el control de calidad de los alimentos.
Los sistemas SCADA son el componente fundamental de obtención de datos y supervisión y control de las máquinas que automatizan las tareas de poco valor añadido o peligrosas que antes eran realizadas por el hombre. Permiten la reducción de costes de producción, el aumento de la productividad y la mejora de la calidad de los productos, haciendo posible de esta manera una disminución de los precios de venta de los distintos productos (como, por ejemplo, automóviles o electrodomésticos), posibilitando la creación de puestos de trabajo más cualificados y con mejores condiciones y, a la vez, minimizando el riesgo para la salud e integridad física de los trabajadores.
