PDF de programación - Desarrollo de Scada en una Plataforma de Software Libre

Desarrollo de Scada en una Plataforma de Software Libre
Carlos Abaffy y Jesús Lárez

Desarrollo de Scada en una Plataforma
de Software Libre
Carlos Abaffy
Gerencia de Investigación y Desarrollo. CVG Venalum
Departamento de Ciencia y Tecnología. Universidad Nacional Experimental de Guayana
[email protected]

Jesús Lárez
Gerencia de Investigación y Desarrollo. CVG Venalum
Departamento de Ciencia y Tecnología. Universidad Nacional Experimental de Guayana
[email protected]

RESUMEN

Uno de los temas que ha despertado un creciente interés en el sector industrial del estado venezolano a raíz del decreto 3390
del gobierno nacional, es el desarrollo de un SCADA (acrónimo para “Supervisory Control And Data Acquisition”) utilizando
estándares de software libre. Los sistemas SCADA juegan un papel de primera importancia en los procesos industriales de
las empresas, ya que los mismos tienen funciones de control, supervisión y gestión en los procesos industriales. Los sistemas
SCADA dan soporte a diferentes niveles de la pirámide organizacional, y en la actualidad la mayoría de los disponibles
en el mercado son propietarios. Debido a la importancia de estos sistemas en las organizaciones, es esencial manejar con
mucha prudencia la sustitución del mismo, para evitar afectar el desarrollo de los procesos productivos. En este artículo se
busca identificar algunos elementos claves de la arquitectura de un SCADA, los cuales deben ser tomados en cuenta para su
desarrollo. Para identificar estos elementos se desarrolló un SCADA en software libre de un proceso particular y se extrajeron
los elementos que pueden ser llevados a una arquitectura general. La implementación realizada y la posterior evaluación de la
misma, mostró una serie de elementos de diseño e implementación que deben ser considerados en el desarrollo del SCADA
nacional en software libre.

Palabras claves: SCADA, sistema supervisor, software libre, arquitectura SCADA, decreto 3390.

ABSTRACT

Development of an Free/Open-Source Scada

Free/open-source software is a growing interest subject in the industrial segment of the Venezuelan public sector. This interest
is because of the Decree N° 3390 issued by the Venezuelan government, establishing the mandatory use of free/open-source
software in the processes of the public administration. For this reason, one of the projects in progress is the development of
a SCADA(“Supervisory Control And Data Acquisition”) using free/open-source standards. The SCADA plays a major role
in the industrial processes of businesses, since it has functions of control, supervision and management. The majority of the
SCADA available in the market are private software. Because of the importance of these systems in the organization, it is
essential to handle with a lot of prudence the replacement of the SCADA, to avoid affecting the development of the productive
processes. In this article we attempt to identify some key items of the architecture of a SCADA, which should be taken into
account in the new development. To identify these elements, a SCADA for a specific process was developed, and the elements
that can be carried out to a general architecture were extracted. The implementation realized and the subsequent evaluation,
showed several elements that should be considered in the development of the free/open-source SCADA.

Keywords: SCADA, supervisory systems, free/open-source software, SCADA architecture, decree 3390.

Artículo recibido el 17 de Octubre de 2007 y aceptado en su versión final el 12 de Noviembre de 2007

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CITEG Revista Arbitrada. Año I. N°2. Julio - Diciembre 2007

I. INTRODUCCION

El objetivo principal de la automatización
industrial es administrar la actividad y la
evolución de los procesos sin la intervención
continua de un operador humano. Es en esta línea
de trabajo que se han desarrollado los sistemas
SCADA, los cuales permiten supervisar y
controlar las diferentes variables de un proceso
determinado.

Los sistemas SCADA trabajan en conjunto
con
los equipos controladores de campo
(controladores autónomos, dispositivos de
campo, etc.) y permiten la integración y la
comunicación entre los diferentes dispositivos,
suministrando al mismo tiempo acceso al
historial de alarmas, variables de control y bases
de datos relacionadas, siendo así el sistema más
amigable.

Los sistemas SCADA generalmente efectúan
tareas de supervisión y gestión de alarmas, así
como tratamiento de datos y control de procesos.
La comunicación se realiza mediante buses
especiales o redes LAN. Todo esto se ejecuta
normalmente en tiempo real, y están diseñados
para dar al operador de planta la posibilidad de
supervisar y controlar los procesos.

A raíz del decreto 3390 del gobierno nacional
sobre uso prioritario de software libre en la
administración pública, las empresas del estado
se han visto en la necesidad de buscar alternativas
a los SCADA propietarios que actualmente están
en funcionamiento en sus procesos productivos.
El mercado de los SCADA hasta los momentos
ha sido principalmente de software propietario,
por lo que la adaptación a software libre en este
campo requerirá de esfuerzos mancomunados
entre todos los actores, que conlleven a obtener un
producto que pueda satisfacer los requerimientos
de una gran diversidad de procesos industriales
que se manejan en las organizaciones.

Desarrollo de Scada en una Plataforma de Software Libre
Carlos Abaffy y Jesús Lárez

La arquitectura de un SCADA debe ser abierta,
de forma que sea capaz de crecer o adaptarse
según las necesidades cambiantes de la empresa.
Más aún, el SCADA debe estar en capacidad
de satisfacer los requerimientos de los procesos
industriales de los diferentes sectores, tal como
eléctrico, aluminio, hierro, petróleo, etc. Por
esta razón para el proceso de definición de la
arquitectura de un SCADA se debe involucrar
a todos los sectores productivos, de manera
que ningún requerimiento específico de algún
proceso quede sin consideración.

En este artículo se define una propuesta de
arquitectura para el desarrollo de un SCADA.
Para ello se decidió realizar un SCADA en
software libre para un proceso específico (Línea
de reducción de aluminio), y luego se analizó
que resultados obtenidos en este proceso
se pueden generalizar para el desarrollo del
SCADA nacional.

El artículo está organizado en 4 secciones.
En la primera parte se describe brevemente
los sistemas SCADA y sus componentes. En
la sección dos se presentan los elementos a
considerar en la arquitectura de un SCADA. La
tercera sección presenta los resultados obtenidos
en el desarrollo de un SCADA particular para
una línea de reducción de celdas de aluminio
en CVG VENALUM. Finalmente en la sección
cuatro, se presentan las conclusiones obtenidas
del desarrollo realizado y los trabajos futuros a
realizar.

II. DESARROLLO

1. Componentes de un SCADA

El término SCADA es un acrónimo para
“Supervisory Control And Data Acquisition”,
es decir Adquisición de Datos y Supervisión
de Control. Los sistemas SCADA utilizan la
computadora y tecnologías de comunicación para
automatizar el monitoreo y control de procesos

CITEG Revista Arbitrada. Año I. N°2. Julio - Diciembre 2007, pp. 84 - 97

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industriales. Estos sistemas son parte integral
de la mayoría de los ambientes industriales
complejos o muy geográficamente dispersos,
ya que pueden recoger la información de una
gran cantidad de fuentes muy rápidamente, y la
presentan a un operador en una forma amigable.
Los sistemas SCADA mejoran la eficacia del
proceso de monitoreo y control proporcionando
la información oportuna para poder tomar
decisiones operacionales apropiadas.

específicos que

Los primeros SCADA desarrollados eran
sistemas muy
atendían
requerimientos particulares de algún proceso
o sector de la industria, pero a medida que la
tecnología se fue expandiendo a diferentes
sectores, los desarrolladores de sistemas SCADA
fueron agregando funciones y aplicaciones
que se podían adaptar a un gran rango de
sectores de la industria. En la actualidad, los
proveedores de SCADA están diseñando
sistemas que son pensados para resolver las
necesidades de muchas industrias con módulos
de software industria−específicos disponibles
para proporcionar las capacidades requeridas
comúnmente.

La mayoría de los sistemas SCADA que
están instalados en la actualidad forman parte
integral de la estructura para la gerencia de
la información corporativa. Estos sistemas
ya no son vistos por la gerencia simplemente
como herramientas operacionales, sino como
un recurso importante de información. En
este papel continúan sirviendo como centro
de responsabilidad operacional, pero también
proporcionan datos a los sistemas y usuarios
fuera del ambiente del centro de control que
dependen de la información oportuna en la cual
basan sus decisiones económicas cotidianas.

Para alcanzar un nivel aceptable de tolerancia de
fallas con estos sistemas, es común tener SCADA
redundantes operando en paralelo en el centro
primario del control, y un sistema de reserva

del mismo situado en un área geográficamente
distante. Esta arquitectura proporciona
la
transferencia automática de la responsabilidad
del control de cualquier computador que pueda
llegar a ser inasequible por cualquier razón,
a una computadora de reserva en línea, sin
interrupción significativa de las operaciones.

Las pr