# data[].attributes.body
SCADA es un acrónimo que proviene de las palabras en inglés "Supervisory Control And Data Acquisition", que en español significa "Control de Supervisión y Adquisición de Datos". En esencia, un sistema SCADA es una herramienta informática que permite monitorear, controlar y recopilar datos de procesos industriales a distancia.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Los sistemas SCADA son cruciales para las empresas industriales, ya que ayudan a mantener la eficiencia, procesar los datos para tomar decisiones más inteligentes y comunicar los problemas del sistema para ayudar a reducir el tiempo de inactividad.

En este artículo vamos a profundizar en las funciones de un Sistema SCADA y en los componentes que hacen posible su funcionamiento, entre otros aspectos.

Qué es un sistema SCADA

El sistema SCADA es una herramienta de automatización y control industrial utilizada en los procesos productivos que puede controlar, supervisar, recopilar datos, analizar datos y generar informes a distancia mediante una aplicación informática. Su principal función es la de evaluar los datos con el propósito de subsanar posibles errores.

En realidad, su definición es la de una agrupación de aplicaciones informáticas instaladas en un ordenador denominado Máster o MTU, destinado al control automático de una actividad productiva a distancia que está interconectada con otros instrumentos llamados de campo como son los autómatas programables (PLC) y las unidades terminales remotas (RTU).

Los sistemas SCADA se han convertido en la actualidad en elementos fundamentales en las plantas industriales, ya que ayudan a mantener la eficiencia, procesan los datos para tomar decisiones más inteligentes y comunican los problemas del sistema para ayudar a disminuir el tiempo de parada o inactividad.

De igual manera, un sistema SCADA eficaz puede resultar un ahorro notable en tiempo y dinero. De ahí su importancia en la industria moderna.

Para qué sirve un sistema SCADA

Este sistema de control de supervisión y adquisición de datos formado por software y hardware permite a las empresas:

Controlar los procesos industriales de forma local o remota.

Monitorear, recopilar y procesar datos en tiempo real.

Interactuar directamente con dispositivos como sensores, válvulas, motores y la interfaz HMI.

Grabar secuencialmente en un archivo o base de datos acontecimientos que se producen en un proceso productivo.

Crear paneles de alarma en fallas de máquinas por problemas de funcionamiento.

Gestionar el Mantenimiento con las magnitudes obtenidas.

El control de calidad mediante los datos recogidos.

Componentes de un sistema SCADA

HMI: Es la interfaz que conecta al hombre con la maquina presentando los datos del proceso ante el operario mediante un sistema de monitoreo. Además, controla la acción a desarrollar a través de una pantalla, en la actualidad táctil.

Sistema de supervisión o MTU (Ordenador/Computadora): Tiene la función de recopilar los datos del proceso y enviar las instrucciones mediante una línea de comandos.

Unidades Terminales Remotas (RTU): Son microprocesadores (Ordenadores Remotos) que obtienen señales independientes de una acción para enviar la información obtenida remotamente para que se procese. Se conectan a sensores que convierten las señales recibidas en datos digitales que lo envían al ordenador o sistema de supervisión (MTU)

PLC: Denominados comúnmente autómatas programables, estos son utilizados en el sistema como dispositivos de campo debido a que son más económicos, versátiles, flexibles y configurables que las RTU comentadas anteriormente.

Red o sistema de comunicación: Se encarga de establecer la conectividad del ordenador (MTU) a las RTU y los PLC. Para ello utiliza conexiones vía modem, Ethernet, Wifi o fibra óptica.

Sensores: Son dispositivos que actúan como detectores de magnitudes físicas o químicas, denominadas variables de instrumentación, y las convierten en variables o señales eléctricas.

Actuador: Es un dispositivo mecánico que se utiliza para actuar u ofrecer movimiento sobre otro dispositivo mecánico.

Cómo funciona un Sistema SCADA (Diagrama Básico)

La arquitectura básica de un sistema SCADA está compuesta por controladores lógicos programables (PLC) o unidades terminales remotas (RTU). Los PLC y las RTU son microprocesadores que se comunican con una serie de instrumentos, tales como maquinaria de fabricación, HMI, sensores y dispositivos finales.

Con posterioridad, dirigen la información de esos objetos a computadoras con software SCADA. Este mismo procesa, distribuye y muestra los datos, ayudando a los operarios y a los técnicos de mantenimiento a analizar los datos y a tomar decisiones importantes.

Por ejemplo, el sistema notifica rápidamente a un operario que una partida de un producto muestra una alta incidencia de errores. En este caso, el operario hace una parada en la producción y visualiza los datos del sistema SCADA, a través de una HMI, para determinar la causa del problema.

De esta manera, el técnico de mantenimiento revisa los datos y descubre que la máquina X estaba funcionando mal en el proceso Z. Por esta razón, la capacidad del sistema SCADA para notificar a los técnicos un problema, error o incidencia le ayuda a resolverlo y a prevenir más pérdidas de producto en el futuro, y en esta fase de la producción en concreto.

¿Por qué son importantes los sistemas SCADA?

La importancia de los sistemas SCADA es la automatización. Permite que una industria estudie cuidadosamente y anticipe la respuesta óptima a las condiciones medidas y ejecute esas respuestas automáticamente cada vez.

En definitiva, contar con un control preciso de la máquina para monitorear los equipos y procesos prácticamente elimina los errores humanos. Y lo que es más importante, automatiza las tareas comunes, farragosas y rutinarias que una vez fueron realizadas por un operario, lo que aumenta aún más la productividad, mejora la gestión de las fallas críticas de las máquinas en tiempo real y minimiza la posibilidad de que se produzcan desastres ambientales.

Además, se necesitan sistemas SCADA para monitorear y controlar un desplazamiento geográfico grande donde una organización puede no tener suficiente mano de obra para cubrirlo. Por lo tanto, la comunicación confiable y la operatividad de estas áreas o sitios es crítica para la rentabilidad.

¿Quién utiliza sistemas SCADA?

Los sistemas SCADA son utilizados por organizaciones industriales y empresas de los sectores público y privado para controlar y mantener la eficiencia, distribuir datos para tomar decisiones más inteligentes y comunicar problemas del sistema para ayudar a mitigar el tiempo de inactividad.

Estos sistemas funcionan bien en diferentes tipos de empresas porque pueden ir desde configuraciones simples hasta instalaciones grandes y complejas. Así pues, son la columna vertebral de muchas industrias modernas, incluyendo:

Energía

Alimentación y bebidas

Fabricación

Petróleo y gas

Potencia

Reciclaje

Transporte

Agua y aguas residuales

Entre otras muchas más

De forma general, en cualquier lugar del mundo actual, hay algún tipo de sistema SCADA que funciona entre bastidores: manteniendo los sistemas de refrigeración en el supermercado local, asegurando la producción y la seguridad en una refinería, alcanzando estándares de calidad en una planta de tratamiento de aguas residuales, o incluso haciendo un seguimiento de su uso de energía en casa, por dar algunos ejemplos.

Los sistemas SCADA efectivos pueden producir ahorros significativos de tiempo y dinero. Se han publicado numerosos estudios de casos que destacan los beneficios y ahorros de usar una solución de software SCADA moderna cómo WinCC.

# data[].attributes.attachment_link.title
Qué es un sistema SCADA, para qué sirve y cómo funciona | Aula21

# data[].attributes.attachment_link.description
Los sistemas SCADA son cruciales para las empresas industriales, ya que ayudan a mantener la eficiencia, procesar los datos para tomar decisiones más inteligentes y comunicar los problemas del sistema para ayudar a reducir el tiempo de inactividad.

# data[].attributes.headline
Características Principales de los Sistemas SCADA

# data[].attributes.subject
Características Principales de los Sistemas SCADA

# data[].attributes.body
Monitorización en tiempo real: Los sistemas SCADA proporcionan una vista en tiempo real de los procesos industriales, lo que permite a los operadores detectar y responder rápidamente a cualquier anomalía.

Control remoto: Los operadores pueden controlar equipos y procesos desde una ubicación remota, lo que aumenta la eficiencia y reduce el tiempo de respuesta.

Adquisición de datos: Los sistemas SCADA recopilan grandes cantidades de datos de los procesos industriales, lo que puede ser utilizado para análisis y optimización.

Interfaces gráficas: Los sistemas SCADA utilizan interfaces gráficas intuitivas que facilitan la interacción del usuario.

Escalabilidad: Los sistemas SCADA pueden adaptarse a diferentes tamaños y complejidad de procesos industriales.

Integración: Los sistemas SCADA pueden integrarse con otros sistemas, como los sistemas de control de procesos (PLC) y los sistemas de gestión empresarial (ERP).

# data[].attributes.body
Mayor eficiencia: Los sistemas SCADA permiten optimizar los procesos industriales, reduciendo el consumo de energía y los costos de producción.

Mayor seguridad: Los sistemas SCADA pueden detectar y prevenir fallas en los equipos, lo que reduce el riesgo de accidentes y paradas no programadas.

Mejor toma de decisiones: Los datos recopilados por los sistemas SCADA pueden ser utilizados para tomar decisiones más informadas y mejorar la planificación estratégica.

Mayor productividad: Los sistemas SCADA permiten a los operadores dedicar más tiempo a tareas de alto valor agregado, aumentando la productividad general.

Reducción de costos: Los sistemas SCADA pueden reducir los costos de mantenimiento y operación.

# data[].attributes.headline
¿Por qué son tan importantes los sistemas SCADA en la industria 4.0?

# data[].attributes.subject
¿Por qué son tan importantes los sistemas SCADA en la industria 4.0?

# data[].attributes.body
Pincipales aspectos de importancia:

Automatización y Optimización de Procesos: Los SCADA permiten automatizar tareas repetitivas y optimizar procesos, reduciendo errores humanos y aumentando la eficiencia.

Análisis de Datos: Los sistemas SCADA generan grandes cantidades de datos que pueden ser analizados para identificar patrones, tendencias y oportunidades de mejora. Esto permite implementar estrategias de mantenimiento predictivo y optimizar la producción.

Integración de Sistemas: Los SCADA actúan como un puente entre diferentes sistemas, como PLC, ERP y MES, lo que facilita la integración de datos y la creación de una visión holística de la planta.

Flexibilidad y Escalabilidad: Los sistemas SCADA son altamente flexibles y pueden adaptarse a diferentes tipos de industrias y a medida que las necesidades de la empresa evolucionan.

# data[].attributes.headline
Elementos Principales de un Sistema SCADA

# data[].attributes.subject
Elementos Principales de un Sistema SCADA

# data[].attributes.body
Dispositivos de Campo:

Sensores: Capturan datos del proceso, como temperatura, presión, flujo, nivel, etc.

Actuadores: Controlan los equipos del proceso, como válvulas, motores, bombas.

Unidad Terminal Remota (RTU) o Controlador Lógico Programable (PLC):

Recopila los datos de los dispositivos de campo.

Ejecuta algoritmos de control local.

Comunica los datos al sistema central SCADA.

Sistema Central SCADA:

Servidor: Almacena la aplicación SCADA, bases de datos y configuraciones.

Historiador: Almacena los datos históricos para análisis y generación de informes.

Interfaz Humano-Máquina (HMI): Permite a los operadores interactuar con el sistema, monitorear el proceso y realizar cambios.

Red de Comunicaciones:

Conecta los dispositivos de campo, las RTUs/PLCs y el sistema central.

Utiliza protocolos de comunicación como Modbus, OPC UA, entre otros.

Software SCADA:

Proporciona las funcionalidades de adquisición de datos, visualización, control y generación de informes.

# data[].attributes.body
Algunos ejemplos de arquitecturas son:

Arquitectura Centralizada:

Un único servidor central controla todos los dispositivos.

Adecuada para sistemas pequeños y medianos.

Mayor riesgo de punto único de fallo.

Arquitectura Distribuida:

Múltiples servidores comparten la carga de procesamiento.

Mayor escalabilidad y redundancia.

Mayor complejidad en la configuración y gestión.

Arquitectura en Nube:

El sistema SCADA se ejecuta en la nube, permitiendo el acceso desde cualquier dispositivo con conexión a internet.

Mayor flexibilidad y escalabilidad.

Requiere una conexión a internet estable y segura.

Arquitectura Híbrida:

Combina elementos de las arquitecturas centralizada, distribuida y en la nube.

Ofrece un equilibrio entre rendimiento, escalabilidad y seguridad.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Arquitecturas de los sistemas SCADA

A continuación se analizan las arquitecturas que pueden utilizarse para desplegar los sistemas SCADA.

Atendiendo al criterio de comunicación entre equipos (PLC-servidores-clientes), una solución SCADA puede desplegarse básicamente de las siguientes formas para modelos de implantación basados en una solución a medida, en una aplicación proporcionada por una software factory, o en la utilización de software libre.

Arquitectura Stand-alone

El software SCADA se despliega en una sola máquina, desde la que se desarrolla y ejecuta toda la aplicación:

Arquitectura Cliente-Servidor con Cliente Pesado

El software SCADA Servidor se despliega en uno o varios servidores en los que se ejecutan servicios u objetos que se encargan de captar la información que proviene de los dispositivos de campo. Estos servidores sirven esta información a clientes SCADA en los que se ha instalado físicamente una licencia (o código) que permiten visualizar y controlar el proceso.

Arquitectura Cliente-Servidor con Cliente Ligero

Dentro de la arquitectura anterior, a su vez pueden observarse dos variantes:

Aquellas que están basadas en la utilización de escritorios remotos: el funcionamiento es similar a la arquitectura anterior. La principal diferencia es que, en este caso, los PCs desde los que se realiza la supervisión y control son clientes ligeros porque no es necesario instalar ningún software específico sobre ellos. Utilizan los servicios RDS (Remote Desktop Services), o Terminal Services para acceder a un servidor central en el que se encuentra la aplicación SCADA, que se encarga de servir sesiones de acceso a dicha aplicación.

Aquellas que están basadas en la utilización de clientes web: en este caso, los clientes ligeros utilizan un explorador de Internet para ejecutar la aplicación SCADA. Acceden a un servidor donde reside una aplicación SCADA desarrollada sobre lenguajes de programación típicamente web (PHP, ASP, etc.).

Teniendo en cuenta esta primera clasificación, se puede realizar otro tipo de taxonomía atendiendo en este caso a la forma en que el SCADA se despliega, tendríamos:

Arquitectura Distribuida

En las que existen, por ejemplo, servidores dedicados para gestionar las comunicaciones, servidores utilizados para gestionar la aplicación SCADA, y servidores/PCs dedicados a realizar las funciones de supervisión y control.

Arquitectura Redundante

En las que se duplican los servidores con el objetivo de que en caso de caída del principal, el secundario pueda tomar el control de la aplicación. Arquitectura típica en entornos en los que se requiere alta disponibilidad.

Arquitectura Virtualizada

Es decir, los sistemas SCADA pueden ser desplegados en entornos tradicionales (host based) o en máquinas virtuales con hipervisores como VMWare o HyperV, por ejemplo:

Arquitectura Hibrida

En las que se utilicen distintas posibilidades, con el objetivo de cubrir las necesidades específicas de un determinado proyecto.

Arquitecturas de los sistemas SCADA + Historizadores

Un Historizador se puede desplegar bajo múltiples tipos de arquitecturas:

Ejemplo:

El historizador se ha desplegado complementando al SCADA.

Utilizando la arquitectura cliente-servidor con clientes pesados. En este caso las herramientas de explotación de la información se han instalado en los clientes SCADA.

La captura de los datos se realiza a través del SCADA.

Se trata de un sistema redundante ya que existe un Historian replicado. En relación con la redundancia del historizador, se ha de mencionar que:

Como ya se ha comentado anteriormente, normalmente los datos ubicados en el servidor de historización son accedidos por los propios operadores de planta, desde los PCs en los que están instalados los SCADA.

Sin embargo, también son accedidos por personas que no operan directamente en el entorno industrial. Por ejemplo, un director de producción o un director de calidad, podrían acceder desde su PC, ubicado en la red IT, directamente a este tipo de servidores.

En este caso, una buena práctica es ubicar un historizador replicado en una DMZ o zona desmilitarizada, de manera que la red de proceso no se vea comprometida ante posibles amenazas. Un aspecto clave es que la mayoría de historizadores ya proporcionan la posibilidad de desplegar entornos replicados que faciliten esta dualidad entre aplicativos.

Futuro de los Historizadores

El futuro pasa por ir hacia un modelo de "Historizadores as a Service". En este escenario, el cliente paga por las licencias SCADA, un historian y herramientas de explotación tradicionales, y de forma complementaria paga por el uso de un "historian as a service" y de "analytics as a service". Resumiendo, existen históricos locales y una réplica en la nube que se ofrece como servicio.

# data[].attributes.attachment_link.description
A continuación se analizan las arquitecturas que pueden utilizarse para desplegar los sistemas SCADA. Atendiendo al criterio de comunicación entre equipos (PLC-servidores-clientes), una solución SCADA puede desplegarse básicamente de las siguientes formas para modelos de implantación basados en una solución a medida, en una aplicación proporcionada por una software factory, o en la utilización de software libre.

# data[].attributes.headline
Partes o módulos que componen un sistema SCADA

# data[].attributes.subject
Partes o módulos que componen un sistema SCADA

# data[].attributes.body
Un sistema SCADA típico consta de:

Dispositivos en el campo: Que recolectan datos del proceso.

Controladores: Que procesan los datos y toman decisiones locales.

Una red de comunicaciones: Que conecta todos los componentes.

Un servidor central: Que ejecuta el software SCADA y proporciona una interfaz para los usuarios.

# data[].attributes.headline
Obteniendo Datos para Gestión de Calidad, Control Estadístico y Producción en un Sistema SCADA

# data[].attributes.subject
Obteniendo Datos para Gestión de Calidad, Control Estadístico y Producción en un Sistema SCADA

# data[].attributes.body
Los sistemas SCADA son una fuente inagotable de datos que pueden ser utilizados para mejorar significativamente los procesos de gestión de calidad, control estadístico y producción. La clave está en saber qué datos recolectar y cómo analizarlos. La recolección de los datos a dependerá en gran medida del proceso específico y de los objetivos de la empresa. Sin embargo, algunos datos comunes que se suelen capturar incluyen:

Variables de proceso: Temperatura, presión, flujo, nivel, pH, conductividad, etc.

Estados de equipos: Encendido/apagado, velocidad, torque, vibraciones, etc.

Eventos de alarma: Fugas, sobrecargas, paradas de emergencia, etc.

Datos de producción: Cantidad producida, tiempo de ciclo, eficiencia, etc.

Datos de calidad: Resultados de pruebas, índices de defectos, etc.

# data[].attributes.headline
¿Por qué son tan importantes los SCADA en la mecatrónica?

# data[].attributes.subject
¿Por qué son tan importantes los SCADA en la mecatrónica?

# data[].attributes.body
Control preciso: Los SCADA ofrecen un control preciso y en tiempo real de los procesos mecatrónicos, permitiendo ajustar parámetros y realizar correcciones de forma rápida y precisa.

Integración de sistemas: Los sistemas mecatrónicos suelen ser complejos, con múltiples componentes mecánicos, electrónicos y de control. Los SCADA actúan como el cerebro de estos sistemas, permitiendo una integración eficiente y coordinada de todas sus partes.

Monitoreo continuo: Los SCADA permiten monitorear continuamente el estado de los sistemas mecatrónicos, detectando posibles fallas o desviaciones del comportamiento esperado.

Optimización de procesos: Al recopilar y analizar grandes cantidades de datos, los SCADA permiten identificar oportunidades para optimizar los procesos, reducir costos y mejorar la eficiencia.

Flexibilidad: Los SCADA son altamente flexibles y pueden adaptarse a una amplia variedad de aplicaciones mecatrónicas, desde robots industriales hasta sistemas de automatización de edificios.

# data[].attributes.body
Industria Energética

Generación de energía: Monitorización y control de turbinas, calderas, generadores en plantas de energía.

Transmisión y distribución: Supervisión de redes eléctricas, subestaciones y líneas de transmisión.

Gestión de la demanda: Optimización del consumo de energía en función de la demanda y las condiciones de la red.

Industria de Procesamiento

Plantas químicas: Control de procesos químicos, dosificación de reactivos, monitoreo de variables como temperatura, presión y flujo.

Plantas petroquímicas: Gestión de refinerías, control de tuberías, tanques de almacenamiento y procesos de separación.

Industria alimentaria y bebidas: Control de procesos de pasteurización, fermentación, llenado y envasado.

Industria Manufacturera

Líneas de producción: Monitoreo y control de máquinas herramienta, robots industriales, sistemas de transporte y líneas de ensamblaje.

Control de calidad: Recopilación de datos para análisis de calidad y detección de defectos.

Gestión de inventarios: Seguimiento de materias primas y productos en proceso.

Infraestructura

Tratamiento de aguas: Control de bombas, válvulas, procesos de filtración y desinfección.

Sistemas de climatización: Gestión de sistemas HVAC en edificios comerciales e industriales.

Transporte: Control de sistemas de transporte público, gestión de tráfico y monitoreo de infraestructuras.

# data[].attributes.headline
La simulación de un pequeño sistema  Scada 

# data[].attributes.subject
La simulación de un pequeño sistema  Scada 

# data[].attributes.body
PC SIMU es un software que simula el funcionamiento de un sistema SCADA. Es una herramienta muy útil para:

Aprendizaje: Permite a estudiantes y profesionales familiarizarse con los conceptos y funcionamiento de un sistema SCADA sin la necesidad de tener acceso a un sistema real.

Diseño: Facilita el diseño y la configuración de sistemas SCADA antes de implementarlos en el mundo real.

Pruebas: Permite realizar pruebas y simulaciones para identificar y corregir posibles errores en la configuración del sistema.

Características típicas de PC SIMU:

Interfaz gráfica: Similar a la de un sistema SCADA real, con pantallas para visualizar datos y controles para modificar variables.

Elementos simulados: Permite simular una amplia variedad de elementos industriales, como bombas, válvulas, tanques, etc.

Lógica de control: Permite programar la lógica de control del sistema utilizando diferentes lenguajes de programación.