Sobre el ahorro conseguido con los productos SCADA orientados al objeto

Hay varias diferencias fundamentales entre la interfaz hombre-máquina y los productos SCADA. En este artículo explicamos las diferencias entre las dos metodologías, mostramos las diferencias de ahorro significativas que pueden conseguirse con un producto SCADA orientado al objeto, y explicamos cómo calcular los ahorros.

Las arquitecturas de software basado en componentes han estado disponibles en el mundo de la computación comercial desde hace muchos años. El desarrollo orientado al objeto también ha estado en uso desde hace algún tiempo. Pero no es hasta ahora que se está comenzando a abrir el camino en las comunidades de software SCADA y control de procesos.

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Los sistemas de supervisión basados en tag

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Desde que comenzaron a utilizarse productos de supervisión y HMI basados en PC, el desarrollo del acceso de datos, scripting, alarma y análisis de datos se basan en el concepto de tags. Si bien son simples y muy portables de un proyecto a otro, el ambiente basado en tag tiene caída de un espacio de nombres plano, con la capacidad inherente de unir elementos formando estructuras más inteligentes con relaciones integradas e interdependencias. Los cambios globales a una base de datos tag se hacen típicamente de forma externa al ambiente de desarrollo, en archivos de texto o herramientas como Microsoft Excel, y posteriormente son reimportados a la aplicación.

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Sistemas orientados al objeto

El desarrollo orientado al objeto y basado en componentes en la tecnología de la información se refirió inicialmente a herramientas enfocadas a liberar el desarrollo de tareas de programas repetitivos y mundanos, mientras que al mismo tiempo se maximizaba la reutilización a través del desarrollo de componentes comunes. Como es lógico, estas herramientas no están especialmente adaptadas al ambiente industrial. Y el motivo es que los integradores de sistemas y los ingenieros de producción no suelen ser programadores de computadoras. Además, hay algunas diferencias de arquitectura claves entre las aplicaciones TI y las de automatización de la producción. Por ejemplo, las aplicaciones de tecnología de información general típicamente implican acceso a bases de datos no deterministas, interfaces basadas en formas que cumplen cosas como banca online, reporting comercial, informes financieros o presentación de la estática de la información.

Sistemas orientados al objeto

A la inversa, la inteligencia de planta, las aplicaciones de gestión o supervisión de la producción implican el acceso de datos en tiempo real en PLCs, realizando sofisticados cálculos para determinar flujos y números de producción, mostrando estos datos en tiempo real en ambientes de cliente intensivos en gráficos o herramientas de análisis, y escribiendo a y leyendo de bases de datos relacionadas con la producción y las operaciones. Los dos ambientes son lo bastante diferentes como para dictar qué componentes de las herramientas de componentes basadas en el objeto pueden integrarse entre sí. Hay herramientas en el mercado que facilitan el uso de la arquitectura basada en objetos de componentes y que están diseñadas para ayudar a los clientes industriales en el desarrollo y mantenimiento de sistemas de supervisión más complejos y grandes.

Beneficios para las aplicaciones de fabricación

En componentes SCADA basados en el objeto, los objetos de aplicación contienen los aspectos o parámetros asociados con el dispositivo que representan. Por ejemplo, un objeto de válvula puede contener todos los eventos, alarmas, seguridad, comunicaciones y scripting asociados con un dispositivo. Los equipos no solo representan el equipo de planta, sino que pueden modelar cálculos comunes, métodos de acceso a bases de datos, indicadores claves de rendimiento, eventos del control de condiciones, operaciones de transferencia en la planificación de recursos de la empresa (ERP) y muchas otras tareas que pueden obtener información del sistema de la planta. Debido a que estas operaciones son modulares, es fácil añadirlas a todas las partes de la aplicación. Por ejemplo, si hay una forma standard en una planta para calcular e iniciar la orden de trabajo de mantenimiento de una bomba, esta función puede encapsular esta función como un objeto y usarlo con cualquier bomba en la aplicación.

Las aplicaciones de fabricación típicamente tienen un gran número de componentes comunes. Estos incluyen tipos de:

• Dispositivos y equipos de planta.
• Procedimientos de operación.
• Mediciones de procesos.
• Cálculos.
• Displays gráficos.

Esto permite utilizar la aproximación cookie-cutter, donde típicamente pequeños programas de software se desarrollan como objetos o módulos de código que pueden unirse para formar una aplicación. La mayoría de los vendedores de automatización tienen esta capacidad hoy en día. La creación de aplicaciones con esta aproximación es muy poderosa por las siguientes razones:

• La creación de aplicaciones se optimiza usando plantillas de objetos para generar componentes automáticamente (replicación).
• Los cambios de proyecto se acomodan fácilmente haciendo cambios en la plantilla del objeto y haciendo que los componentes hereden los cambios vía propagación del cambio.
• Los sistemas en curso cambian y las expansiones son más fáciles y efectivas debido a la replicación automatizada y a la propagación del cambio.

Gráficas orientadas al objeto con SCADA

Las gráficas orientadas al objeto se usan con SCADA desde principios de los 90. Generalmente se usan hoy en día para referirse a la capacidad de integrar gráficos o dibujos basándose en clases o jerarquía. Los gráficos orientados al objeto permiten construir un símbolo y replicarlo a través de una aplicación de pantalla o HMI, posteriormente los cambios visuales se harán en todos los objetos similares al mismo tiempo. Si bien esta funcionalidad es útil, las aplicaciones SCADA requieren más que gráficos. Por ejemplo, mucho trabajo se hará en aplicaciones de supervisión tales como:

• Control de alarmas.
• Scripts de animación.
• Scripts de seguridad.
• Scripts de supervisión.
• Almacenaje de datos históricos.
• Integración con otras aplicaciones y bases de datos SQL.
• Detección de eventos.
• Cálculos de flujo y movimiento.
• Integración de dispositivos.

En orden de comprender el beneficio de una arquitectura orientada al objeto, un sistema SCADA requiere representar todas estas cosas, junto con las gráficas como objetos.

Arquitectura basada en el objeto contra arquitectura basada en tags

Como en muchas nuevas aproximaciones al desarrollo de sistemas, usar un paquete SCADA basado en objetos nos da una solución diferente respecto a las aplicaciones basadas en SCADA.

Sistemas basados en tag

Desde el comienzo del software SCADA y HMI basado en PC, los usuarios han construido gráficas de gráficos de operador vinculados a tags, que representan direcciones en un PLC o sistema de control. La concentración se hace en la computadora y en la aplicación del software. Los pasos que indicamos a continuación son un ejemplo de cómo se desarrolla una aplicación SCADA basada en tag.

• Las aplicaciones HMI se crean en un único computador.
• Las ventanas o displays se crean para la aplicación.
• Las gráficas se crean para las ventanas.
• Las definiciones de Tags se importan de un PLC o se configuran manualmente.
• Se definen para cada tag script de detección de eventos y alarmas.
• Los tags se vinculan con los elementos gráficos.
• Se crean scripts o enlaces de animación gráfica.
• Los tags (I/O) de input/output se definen y enlazan a la aplicación.
• Si la aplicación se despliega en un ambiente servidor-cliente, se reconstruye la arquitectura para centralizar la alama, detección de eventos, archivado de historias, servidores gráficos e I/O.

Los cambios en el sistema requieren cerrar la aplicación, hacer cambios en muchos scripts y referencias de bases de datos para permitir nuevas funcionalidades, y recarga de las nuevas aplicaciones HMI en cada estación de trabajo.

Arquitectura basada en el objeto

Nuevas aplicaciones y arquitecturas de software incorporan ambientes de desarrollo integrados a través de la nueva era del software SCADA que permite crear modelos de dispositivos de planta completos. El desarrollador se libera de la complejidad del ambiente de computación y puede concentrarse en la modelización de la planta industrial y las diferentes células y procesos de fabricación que comprenden.

Palabras clave: Tag-based supervisory systems