Determinando el Intervalo del Scan en sistemas SCADA

12 Diciembre 2009

 

Uno de los factores que determina el intervalo del Scan es el número RTUs a ser escaneados. Un estimado puede ser fácilmente hecho durante la etapa de diseño del sistema Scada.

Un segundo factor a considerar es la cantidad de información que va ser enviada en cada conversación. Dependiendo de los controles a tener en cada RTU se puede determinar el número de bits a enviar en la información.

 

Para señales del tipo ON/OFF usado en válvulas solenoides, motores, pulsadores, lámparas, etc., se requerirá un bit por cada uno de los equipos. Para el caso de indicadores de presión, medidores de flujo, porcentaje de apertura de las válvulas moduladoras, etc., se requerirá una palabra de 16 bits. En algunos casos se requerirá de dos palabras de 16 bits cuando la resolución de los equipos en campo así lo demanden.

 

Para simplificar y obtener un factor seguro, se puede seleccionar el RTU con mayor número de puntos de control y multiplicar por el número de RTUs a instalar en el sistema.

 

Recordar que una conversación es usualmente una transferencia de datos en dos direcciones. Es importante incluir el tiempo tomado por la estación maestra para conversar con cada RTU. Esto puede incluir ambos, el tiempo requerido para que la estación maestra le pregunte por los datos al RTU y el tiempo para que le asigne nuevos comandos al RTU. En este punto también es recomendable analizar el RTU con mayor número de transacciones de conversación y multiplicar por el total de RTU para tener un valor seguro del número de transacciones.

 

El tercer factor es la velocidad de comunicación. Es el número de bits por segundo que pueden ser transmitidos por un medio de comunicación. Dependiendo del protocolo de comunicación y el medio físico puede variar la velocidad de comunicación del sistema. Si utilizamos una línea telefónica, podemos trabajar en el rango de 300 a 2 400 bps. Si trabajamos con un protocolo industrial, podríamos estar llegando a 19 200 bps. Sin embargo, si consideramos usar un protocolo como TCP/IP se pueden lograr velocidades de hasta 10 Mbps. Este último nos puede ser útil para sistemas en que el tiempo económico factible esté en el orden de los segundos.

Un cuarto criterio es la eficiencia de la comunicación que debe ser tomada como la razón del tiempo perdido moviendo la data de interés entre el total del tiempo perdido en comunicarnos. Por ejemplo, parte del mensaje incluye la dirección del RTU que no es un dato de interés, así también tenemos los errores de chequeo y los algoritmos usados para la corrección. Hay veces que los datos que no interesan toman más tiempo que los datos de interés.
Algunos datos han sido calculados para determinados medios de comunicación, por ejemplo, la eficiencia para la línea telefónica dedicada es del 70%, para un radio módem del 40%, para una línea telefónica del tipo dial up menos del 1%.

Ejemplo:

Calcular el intervalo del scan para el siguiente sistema Scada:

• Inicialmente son 7 RTU, pero puede incrementar eventualmente a 20. Por tanto el número de RTU a considerar será 20.
• EL RTU con mayor número de puntos de control es de:

PUNTOS

TOTAL

140 Puntos de estado.

140

30 Puntos de alarma.

30

10 Indicadores (1 palabra de 16 bits).

160

10 Puntos análogos (1 palabra de 16 bits).

160


La estación maestra puede enviar información al RTU de:

PUNTOS

TOTAL

150 Controles discretos (Válvulas y motores).

150

6 Motores de posición (1 palabra de 16 bits).

96

10 Válvulas moduladoras (1 palabra de 16 bits).

160


Total de puntos: 896

El equipo de comunicaciones es un radio UHF que alcanza una velocidad de comunicación de 1 200 bps.
La eficiencia de comunicación basada en una radio UHF es 40%.

Ahora, 20 x 896 = 17 920 bits movidos a una razón de 1 200 bps puede tomar: (17 920 / 1 200) = 14,93 segundo a un 100% de eficiencia.
A 40% de eficiencia, el intervalo del scan es 14,93/0,4 = 37,33 segundos.

El sistema estaría diseñado para operar en el rango de 40 a 60 segundos de actualización de cada RTU.

Con este valor es necesario analizar si estamos en capacidad de otorgar un minuto de retardo en el tiempo de respuesta de nuestros sistema Scada respecto de nuestro proceso. Es decir si se presenta un problema en nuestro proceso estamos en capacidad de esperar un minuto para tomar una acción correctiva. Para nuestro caso sería recomendable duplicar la velocidad de comunicación de nuestro sistema, es decir incrementar para trabajar a 2 400 bps. Esto no nos garantiza que disminuyamos a la mitad el scan de nuestro Scada. Esto debido que la eficiencia no es una función lineal.


CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE COMPONENTES DEL SISTEMA

Para seleccionar los componentes del sistema de SCADA se debe seguir el siguiente procedimiento:
  • Escoger una red de telemetría.
  • Escoger los equipos de comunicación de datos (DCE).
  • Escoger una estación master.
  • Escoger una estación remota para el lugar de control local.
Todos los criterios necesarios para la implementación de un sistema Scada serán tocados en los próximos articulos.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 8 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo a mi email.

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