Implementación sistema scada en eurocerámica

IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA SCADA EN EUROCERÁMICA S.A
Camilo Gil Taborda

Universidad Pontificia Bolivariana, Cq. 1 #70-01, of. 11-259, Medellín, Colombia,
camilogil948@hotmail.com, TEL. (+574) 3342097
Resumen: el presente artículo pretende mostrar las diferentes pautas tenidas en
cuenta para implementar un sistema de control tipo SCADA en Eurocerámica,
además el documento muestra algunos aspectos importantes para hacer un sistema
SCADA con todos los requerimientos del proceso.
Abstract: this article is meant to show the different guidelines used to implement a
SCADA type system in Euroceramica, in addition to this, it shows some important
aspects to make a SCADA system with all the process requirements.
Keywords: SCADA system, Industrial control, PLC, Control systems, SCADA
communications.
1. INTRODUCCIÓN
Los sistemas de control empleados a nivel
industrial han ido evolucionando con el
transcurrir del tiempo. Inicialmente se pretendía
controlar variables de manera independiente y
aislada, pero los procesos de fabricación
actuales, dada su envergadura, requieren
mecanismos de control que permitan manipular
gran número de variables tanto locales como
distribuidas. Fue así como se llegó a la necesidad
de implementar sistemas de control capaces de
manipular grandes volúmenes de variables
locales o distribuidas desde uno o varios centros
de mando. Los sistemas de control y adquisición
de datos SCADA (por sus siglas en inglés) son
una solución al problema de control. Estos
sistemas de control han llegado a ser tan potentes
que en Australia en las minas Olympic Dam, se
encuentra uno de los sistemas SCADA más
grandes del mundo. El sistema de control puede
manejar alrededor de 500.000 variables con base
en las cuales se realizan más de 200.000 curvas
de tendencia, consta de 74 servidores SCADA y
se comunica con más de 150 dispositivos lógicos
programables (Rodríguez, 2006).
Eurocerámica S.A., es una empresa creada en
1989 que manufactura pisos y revestimientos
cerámicos. La implementación del proyecto se
llevó a cabo en la sección de Preparación-Pasta,
etapa en la que se convierte la arcilla en una
pasta húmeda lista para ser prensada.
El presente artículo se desarrolla con la intención
de mostrar algunos aspectos que se deben tener
en cuenta para desarrollar un sistema SCADA,
teniendo presente que el rendimiento del sistema
de control no depende de un factor único
determinado, sino que por el contrario es la
armonía de cada una de las etapas la que
determina las prestaciones del sistema de
control.

2. ACOMETIDA ELÉCTRICA
La acometida eléctrica es un factor fundamental
cuando se trata de implementar un sistema de
control, dado que los diferentes dispositivos
utilizados en el proceso deben proporcionar
señales suficientes que permitan ejercer control
de la manera más óptima. Sin lugar a dudas estos
requerimientos representan dinero para la
empresa pero, a la larga, son instrumentos que
aumentan considerablemente el desempeño del
sistema de control.
Para el caso concreto de Eurocerámica S.A., se
utilizaron contactores y guardamotores con
señales adicionales. Los contactores tenían
contactos que podían dar cuenta del desempeño
del dispositivo. En el caso de los guardamotores,
se utilizaron contactos asociados al estado del
dispositivo. Este tipo de señales son de gran
importancia, dado que son llevadas al
controlador lógico programable (por sus siglas
en inglés PLC) y luego son utilizadas por el
software tipo SCADA, de tal manera que el
operario en el centro de mando esté al tanto de
todos los eventos relacionados con motores y
elementos de potencia.
En los demás elementos que componen el
hardware del sistema de control, se encuentran
dispositivos como PLC, pantallas táctiles que
sirven como estaciones remotas, controladores
de procesos, sensores ultrasónicos,
computadores, etc., elementos que brindan la
oportunidad de realizar acciones de control sobre
diferentes variables en cada uno de los
subprocesos. Es importante decir que el PLC con
el que se trabajó está en la capacidad de
implementar controles tipo proporcional más
integral más derivativo (por sus siglas en inglés
PID), se pueden también comprar módulos para
implementar lógica difusa, control de
servomotores, etc. En lo referente a la
conectividad el PLC tiene módulos de
comunicación asociados que le permiten
establecer contacto fácilmente con otros
dispositivos dentro de una red de área local.
3. SISTEMA SCADA
Los sistemas SCADA permiten el manejo en
tiempo real de operaciones y datos de
producción, que a su vez permiten implementar
procesos de control más eficientes. Los sistemas
SCADA reducen costos de operación y en ciertas
aplicaciones hacen que las condiciones de
trabajo se desarrollen en ambientes más seguros.
Estos beneficios son posibles, dado el uso de
software y hardware estándar en los sistemas
SCADA, combinados con protocolos de
comunicación que posibilitan la conectividad
entre las diferentes redes tanto a nivel interno
(léase redes LAN) como a nivel externo,
incluyendo Internet (Krutz, 2006).
Las ventajas de los sistemas SCADA (Clarke y
Raiders, 2004):
 Los sistemas SCADA permiten el
desarrollo de software que diagnostique
fallas en el proceso, haciendo que la
localización y solución de problemas se
haga de manera más pronta.
 Se puede configurar un sistema de control
remoto (RTU) de manera tal que pueda
funcionar autónomamente aún cuando no
haya comunicaciones con la estación
central.
 La integración de los diferentes sistemas
aumenta a gran velocidad debido a los
sistemas de comunicación altamente
estandarizados.
 Permite el desarrollo de software
específico cuya finalidad sea proporcionar
órdenes de mantenimiento tanto
preventivo como correctivo con base en
datos estadísticos o en eventos.
 Como los sistemas SCADA son
descentralizados, se posibilita que la gran
mayoría del sistema operativo tenga
conocimiento de los problemas de la
planta en tiempo real, haciendo que las
acciones correctivas se ejecuten de
manera más sincronizada y rápida.
Dentro de las desventajas se encuentran
(Clarke y Raiders, 2004):
 El sistema es más complicado que un
simple panel de sensores y pulsadores.
 Son requeridos operadores con diferentes
habilidades, como analistas y
programadores.

 Con miles sensores aún sigue existiendo
la necesidad de grandes cableados.
 El operador sólo puede ver hasta las
señales que llegan al PLC.
El sistema implementado en Eurocerámica S.A.
es como el ilustrado en la figura 1. En la base del
sistema se encuentran todos los actuadores y
sensores conectados al controlador lógico.
Posteriormente está la conexión entre el
controlador, las pantallas táctiles y las terminales
SCADA. Nótese la importancia de que los
actuadores y sensores utilizados proporcionen las
señales adecuadas para efectuar el proceso de
control, dado que son los dispositivos que
permiten que el sistema de control tenga gran
rendimiento y efectividad sobre el manejo del
proceso como tal.
Figura 1. Arquitectura del sistema de control
implementado. Tomado de (Rodríguez,
2006).
El software encargado de permitir la ejecución
de acciones de control, desde el centro de
mando, es el IFIX 4.0 desarrollado por la
multinacional General Electric. El software tiene
una tecnología que sirve para comunicar
aplicaciones, denominada OPC (siglas en inglés
de Object link embedded for Process Control).
Dicho OPC tipo cliente es el que se encarga de
recibir los datos provenientes de un OPC fuente,
distribuido en este caso por Mitsubishi, con el fin
de permitir establecer conexiones con los PLC
fabricados por ellos mismos.
La esencia del sistema de control consiste en
entender cuál es el proceso que recorre una señal
desde el actuador o sensor hasta la terminal
gráfica desarrollada en el computador del centro
de mando. Como se dijo anteriormente los
sensores y actuadores empleados están en la
capacidad de transmitir señales que muestren el
estado de los dispositivos, dichas señales son
llevadas a un PLC encargado de procesarlas de
acuerdo con los requerimientos del proceso de
producción. Posteriormente, en el PLC hay
dispuestos módulos de comunicación RS-232,
RS-485 y Ethernet, módulos que permiten
establecer comunicación con las pantallas
táctiles y con una red de área local. El
computador con el OPC servidor se conecta a la
red de área local. Por allí es por donde van a
ingresar los datos y señales que son manipulados
por el PLC. Después de que el OPC servidor
obtiene los datos y las señales, se utiliza un
software con un OPC cliente que sea capaz de
establecer contacto con el OPC fuente o
servidor. Para el caso del proyecto se utilizó el
IFIX 4.0 como se mencionó anteriormente. Es
importante aclarar que el software puede ser
cualquiera que tenga un OPC cliente, por
ejemplo Matlab es un software que permite
establecer contacto con cualquier PLC siempre y
cuando se cuente con el OPC servidor que
proporcione los datos provenientes del
controlador.
Finalmente los datos son manipulados de
acuerdo con las necesidades del proceso. En el
computador que sirve como terminal, se
programaron interfaces gráficas que permiten
manipular máquinas y procesos a través de
mímicos (figura 2). Igualmente el software
permite programar la entrega de informes, curvas
de tendencia, alarmas, etc. Adicionalmente
cuando se presenta una señal de alarma asociada
a un dispositivo, el software está programado
para indicarle al operador el punto exacto en
donde se presentó la falla.
Por el lado de las pantallas táctiles, éstas ocupan
un lugar esencial, debido a que si en algún
momento hay una falla en la terminal principal
en el centro de mando, las pantallas pueden
ejercer autónomamente el control de cualquier
proceso de manera ágil y rápida (dada la
característica de ser táctiles), evitando que se
presente mayor contratiempo mientras persista la
falla. El empleo de pantallas táctiles también
representa un ahorro en dinero y en tiempo dado
que no existe la necesidad de construir tableros
con botones, indicadores y sensores
especializados.

Figura 2. Interfaz gráfica que representa los
silos de almacenamiento y las cisternas de
consumo.
4. PRESTACIONES DEL SISTEMA
IMPLEMENTADO
El sistema de control implementado permite
manipular todas las bandas de transporte
involucradas en el proceso de producción de
Preparación-Pasta. El computador ubicado en el
centro de mando le muestra al operario cuándo
hay una anomalía en los motores utilizados en el
proceso de producción.
La terminal SCADA le permite al operador
conocer las condiciones sobre las cuales se está
llevando a cabo el proceso de producción, desde
el manejo de tiempos hasta la manipulación de
información de producción, con el fin de obtener
indicadores que muestren el funcionamiento de
la empresa. Adicionalmente le proporciona al
departamento de mantenimiento los datos
necesarios para establecer métodos tendientes a
la evaluación de posibles fallas que se puedan
presentar durante el proceso de producción. Así
mismo la terminal entrega datos que permiten
evaluar el desempeño del departamento, dado
que se conocen indicadores de eficiencia y
productividad. El sistema también le brinda al
departamento técnico la información necesaria
para evaluar la calidad de la pasta elaborada en
el proceso, esto con el fin de seguir paso a paso
las condiciones físicas que acompañan la
producción del material cerámico.
El sistema de control implementado permite
desarrollar acciones de control sobre cualquier
dispositivo que intervenga en el proceso de
producción de Preparación-Pasta, exceptuando a
los atomizadores que para el proyecto son
considerados como cajas negras.
El sistema de control permite incluso el envío de
información a través de Internet, esto con el fin
de mantener al tanto a todos los departamentos
que intervienen en el proceso de producción.
5. CONCLUSIONES
Los sistemas SCADA permiten controlar y
supervisar grandes procesos. Son ideales en los
procesos que tienen muchos subprocesos, dado
que si es necesario se pueden involucrar varios
controladores lógicos en el sistema de control.
La implementación del sistema SCADA permitió
ver la importancia de la acometida eléctrica en
el montaje de un sistema de este tipo, debido a
que de acuerdo a las necesidades del proceso a
controlar se hace necesaria la obtención de
señales eléctricas que permitan conocer el
estado de ciertos dispositivos. Dichas señales
eléctricas son llevadas al PLC para poder ser
incluidas como parámetros en el sistema de
control, esto por medio de un software que
permita realizar la conexión entre el PLC y una
interfaz que facilite la supervisión de diferentes
variables.
El sistema SCADA implementado desarrolla la
interfaz gráfica que permite realizar la conexión
entre las señales eléctricas y las diferentes
animaciones que facilitan la ejecución de
acciones de control en las diferentes etapas del
proceso de Preparación-Pasta. A su vez se
desarrollaron diversas aplicaciones que mejoran
el rendimiento del sistema de control, como lo
es el desarrollo de formularios específicos para
el registro de las diferentes variables de interés.
Mediante la implementación del sistema de
control se comprobó que la creación de
programas especiales en el software SCADA,
hace que la labor de mantenimiento y
producción se desarrolle de manera más
eficiente, dado que constantemente se tienen
datos inherentes al proceso que permiten tomar
decisiones rápidamente.

Se comprueba la importancia de las pantallas
táctiles, porque sirven de respaldo en el proceso
de producción cuando hay algún problema con
la red de área local de la terminal central.
REFERENCIAS
CLARKE, Gordon y REYNDERS, Deon
(2004). Practical modern SCADA
protocols: DNP3, 60870.5, and Related
Systems. Elsevier, Oxford.
KRUTZ, Ronald (2006). Securing SCADA
Systems. Wiley Publishing, inc., Estados
Unidos.
RODRÍGUEZ PENÍN, Aquilino (2006).
Sistemas SCADA. Marcombo S.A., España.
AGRADECIMIENTOS
Al Dr. Manuel J. Betancur por su
acompañamiento incondicional en la elaboración
del proyecto de grado que dio origen al presente
artículo.
A Eurocerámica S.A. por brindarme la
capacitación necesaria para la implementación
del sistema de control en la planta ubicada en
Guarne, Antioquia.

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