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PLC vs. Scada

PLCs versus SCADA! Para entender bien la naturaleza de esta comparación de sistemas de Automatización Industrial (AI), repasemos el concepto que cada uno de estos términos implica.

Artículo de Nancy Gutiérrez Valero – Venezuela

A mediados de la década de los años 70 (1970-1979) surge y se publica el desarrollo del Microprocesador, que podría ubicarse en la niñez del bisabuelo de toda la electrónica doméstica e industrial que conocemos en la actualidad (partiendo de que hubo varios años de previa investigación).

Sus primeros pasos se dieron en la informática y aparece el concepto computador personal y los sistemas operativos básicos con software diseñado para las actividades de procesamiento de palabras, tablas y bases de datos.

Hasta ese momento la gran mayoría se defendía con papel y lápiz o con máquinas de escribir.

Entonces los sistemas de control industriales podían ser solo concebidos de una de las dos siguientes maneras posibles:

  1. Sistemas Centralizados: Gran Mainframe, con consolas, impresoras y unidades de I/O, (entendamos I/O como input/output = entradas/salidas)
  2. Tableros de Control: con una necesaria gran cantidad de  instrumentos individuales por cada tarea y variable de planta.

El Micro entra en el área industrial en una gran diversidad de productos electrónicos en formato de tarjetas, para funciones que antes se desarrollaban con un conjunto de instrumentos, tales como un sistema de Control PID, un registro de una variable en el tiempo, etc.

Un poco mas adelante se integran estas tarjetas en chasis que llaman Unidades Remotas (RTU), que podían instalarse en lugares donde se conectaran con una serie de sensores, colectando información para manejar algunos elementos finales de control locales.

En consecuencia, nace el SCADA ¨Sistema de control y adquisición de datos¨, un conjunto de estas nuevas RTU colocadas en diversos lugares de un proceso, para hacer control del mismo y a la vez centralizar la información en una sala o Centro de Control.

En este Centro de Control, se instalan un conjunto de monitores, teclados y hardware básico para poder comunicarse y presentar la información que manejan las diversas RTU.

A principios de la década de los 80s, nace el concepto de Control Distribuido (DCS), lanzado al mercado con el sistema TDC2000 de Honeywell, que ofrece una gama de gabinetes de control con tarjetas acordes con el I/O de la planta y una red de comunicaciones que conecta cada una de estas unidades al sistema mismo, añade consolas de operación con un software que permite por primera vez aplicar el concepto de configuración de sistema, es decir, el usuario ya no tenia que hacer programación, solo elegía un módulo de operación funcional y completaba la data solicitada en una planilla que se llenaba en pantalla.

Los sistemas anteriores eran programados en lenguaje de muy alto nivel, inaccesible para la gran mayoría de los usuarios y por tanto dependientes de una élite de expertos que mundialmente apoyaron al mundo industrial en esta necesidad.

La red de comunicaciones de los DCS era por cable con grandes limitaciones de distancias entre gabinetes, mientras que los SCADA tenían que ser de otro tipo (Radio, Microonda, Linea Muerta), su aplicación fue progresivamente reemplazando los sistemas centralizados que estaban en las empresas de generación eléctrica, gas, petróleo y acueductos, donde hay centenares de kilómetros entre una unidad de producción y otra.  No obstante, en esencia, ambos sistemas eran lo mismo, pero con nombres diferentes y con clientes diferentes.

El costo de un sistema SCADA o DCS para ese entonces era de varios millones de US$, por lo que solo las grandes corporaciones estaban en la posibilidad de poder aplicar esta tecnología a sus procesos, y sus fabricantes cada vez eran mas poderosos financieramente como producto de sus ventas globales.

dickmorleyAl mismo tiempo que nace y se desarrollan los SCADA y los DCS basados en microprocesadores, se gesta una nueva tecnología que no para de evolucionar: es el “P.L.C.” que traducimos como Controlador Lógico Programable, del acrónimo de PLC: Programmable Logic Controller, gracias a Dick Morley, el “Padre del PLC” (foto del 40 aniversario de su creación), apuntando inicialmente a las aplicaciones de control discreto para reemplazar los muy complejos tableros de relé.

Una década después (1980 a 1989), los DCS están dominando el terreno de las grandes plantas (Petroquímica, Generación de Potencia, Química), los SCADA dominan las redes de distribución de servicios mayores de agua, gas, petroleo, electricidad y telecomunicaciones y los PLC para ese momento ya no solo manejan variables de proceso discretas, e incorporan módulos que pueden manejar control de procesos analógicos y control PID, lo que era exclusivo hasta ese entonces de los controladores individuales y de los DCS.

En la década siguiente (1990 a 1999), el tema de las comunicaciones entre equipos se torna el centro de los desarrollos, y los PLC incorporan módulos que les permiten conectarse en redes literalmente infinitas. Por otra parte, se lanzan al mercado desarrollos de software supervisorio (Wonderware, Fix, Intellution, etc.) que corren en la plataforma Windows de los computadores y permiten crear tableros virtuales muy similares a los que tienen los DCS y los SCADA.

Tanto los PLC, como el software supervisorio, tienen dos características que sobresalen sobre los sistemas DCS y SCADA:

1) Son mucho mas amigables en su programación,

2) Son significativamente de menor costo, comparados con la misma estructura basada en DCS o SCADA.

Al comenzar la fama de Internet en esta década y por conocida y accesible se incorporan a los PLCs los poderosos módulos Ethernet TCP/IP, que le abren la puerta a los PLCs hacia la gran red global, con ello rompe con las limitaciones de distancias de comunicación en variables de proceso para un sistema planteado bajo una red de PLC’s en lugar de un SCADA tradicional.

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Los PLCs para este periodo cuentan con una interfaz humana (HMI) que es un accesorio opcional para reemplazar elementos de maniobra de operación en el tablero.

Finalmente, en la década pasada (2000 a 2009) se consolidan las redes de comunicación entre sistemas y crecen hacia el propio proceso, creando las redes de campo de instrumentos inteligentes, que pueden comunicarse de una manera mucho mas eficiente con los PLCs, constituyendo el golpe final para los DCS y SCADA, tal y como habían sido concebidos originalmente y de ellos solo queda el concepto, ya que son reemplazados por las redes de PLC. comm-M91

A principios de este período, es lanzado al mercado un nuevo concepto en el mundo de los PLC, conocido como OPLC (Unitronics es el pionero), que integra ambos, en un solo producto al tradicional PLC, con una interfaz de usuario HMI y que se programa en un solo ambiente con un solo paquete de software que  el fabricante entrega sin costo junto con el equipo y su kit de programación.

unistream7Los PLC y OPLC ofrecen la modularidad e independencia que tenían los sistemas DCS y SCADA, y lo hacen a un costo muy pero muy inferior que éstos, cuentan con software de programación estandarizado por la IEEE y la ISA, que lo hace de dominio publico y las muy poderosas redes de comunicación completan el círculo de alivio de las limitaciones de distancia de cableado que antes existían en los viejos sistemas de control.

V350

En la actualidad, los fabricantes originales de DCS y SCADA aun poseen ciertos productos a la venta que realmente son los mismos que ofrecían a principio de la década de los 90, mientras que los fabricantes de PLC y OPLC ofrecen tecnología de punta, con mas y mejores desarrollos cada día mas adaptados a la evolución de las comunicaciones y con costos cada vez mas bajos.

En esta década del 2010 al 2020, se espera la consolidación de las redes de campo acompañadas de los muy necesarios desarrollos de la comunicación industrial inalámbrica de instrumentos, con lo cual, se producirá un cambio trascendental en la forma de trabajar los proyectos de este tipo, debido a los altos costos de tiempo, dinero y esfuerzo que implican los cableados y sus connotaciones en la visión ecológica del progreso mundial.

Conclusión

Luego de lo antes expuesto, no hay razones técnicas o económicas que justifiquen el uso de los sistemas tradicionales DCS o SCADA, por ello las empresas mejor informadas han emigrado a los sistemas PLC y OPLC. Adicionalmente lo acechan las sombras de los virus ya que estos sistemas depende de computadores.

Existen sistemas DCS y SCADA que están operativos en grandes plantas y redes de distribución de servicios, que solo esperan expirar su vida útil o esperan que se acelere el paso de la burocracia o conveniencia que no permite mayores investigaciones, o que las noticias tecnológicas penetren con sus mil razones para justificar financiera y técnicamente que se reemplacen los casi obsoletos DCS y SCADA por la nueva tecnología PLC y OPLC. Hay gente que se resiste o le teme al cambio.

Hoy día oímos y leemos opiniones de teóricos que conocieron DCS, SCADA, y otros similares software en los 80´s y siguen calificándolos como la crema del control, o los ven desde la perspectiva de una sola marca, la que mas gasta en publicidad para saturar el mercado y no dejarnos ver a los lados los esfuerzos de otros países y nuevas líneas.

Se nos olvida a veces ver el entorno y averiguar cómo crecieron otras tecnologías que superan aquellas soluciones, y cuando las usamos nosotros también éramos otros, menos informados y con criterios mas cortos, han pasado mas de tres décadas con cambios exponenciales.

Basta mirar el teléfono móvil y asimilar que pasaría con los PLCs, que hoy son capaces de transmitir video en tiempo real, desde la planta a la sala de control lejana y sin cables, o con un clic via webserver permiten cambiar parámetros de un PLC que está en otro país.

UniStream portada catalogoY como un plus, queremos acotar que Unitronics en su serie UniStream, de PLCs con HMIs incorporadas, todo en uno. incluyen sin costo adicional en su software la función de hacer SCADA por webserver…

Está a su alcance y descargable para probar…

Le dejamos otro articulo para extender esta informacion en este blog!

Por Nancy Gutiérrez, CEO, Intrave.com Latinoamerica

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