Sistemas SCADA 3ed - Rodriguez 2013.pdf - Sistemas SCADA...

Unformatted text preview: Sistemas SCADA Aquilino Rodríguez Penin 3ª edición Datos catalográficos Rodríguez, Aquilino Sistemas SCADA Tercera Edición Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V., México ISBN: 978-607-707-406-9 Formato: 17 x 23 cm Páginas: 472 Sistemas SCADA Aquilino Rodríguez Penin ISBN: 978-84-267-1781-8, edición en español publicada por MARCOMBO, S.A., Barcelona, España Derechos reservados © 2012 MARCOMBO, S.A. Tercera edición: Alfaomega Grupo Editor, México, mayo 2013 © 2013 Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V. Pitágoras 1139, Col. Del Valle, 03100, México D.F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Registro No. 2317 Pág. Web: E-mail: [email protected] ISBN: 978-607-707-406-9 Derechos reservados: Esta obra es propiedad intelectual de su autor y los derechos de publicación en lengua española han sido legalmente transferidos al editor. Prohibida su reproducción parcial o total por cualquier medio sin permiso por escrito del propietario de los derechos del copyright. Nota importante: La información contenida en esta obra tiene un fin exclusivamente didáctico y, por lo tanto, no está previsto su aprovechamiento a nivel profesional o industrial. Las indicaciones técnicas y programas incluidos, han sido elaborados con gran cuidado por el autor y reproducidos bajo estrictas normas de control. ALFAOMEGA GRUPO EDITOR, S.A. de C.V. no será jurídicamente responsable por: errores u omisiones; daños y perjuicios que se pudieran atribuir al uso de la información comprendida en este libro, ni por la utilización indebida que pudiera dársele. Edición autorizada para venta en México y todo el continente americano. Impreso en México. Printed in Mexico. Empresas del grupo: México: Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V. – Pitágoras 1139, Col. Del Valle, México, D.F. – C.P. 03100 Tel.: (52-55) 5575-5022 – Fax: (52-55) 5575-2420 / 2490. Sin costo: 01-800-020-4396 E-mail: [email protected] Colombia: Alfaomega Colombiana, S.A. – Calle 62 No. 20-46, Barrio San Luis, Bogotá, Colombia Tels.: (57-1) 746 0102 / 210 0415 – E-mail: [email protected] Chile: Alfaomega Grupo Editor, S.A. – Av. Providencia 1443. Oficina 24, Santiago, Chile Tel.: (56-2) 2235-4248 – Fax: (56-2) 2235-5786 – E-mail: [email protected] Argentina: Alfaomega Grupo Editor Argentino, S.A. – Paraguay 1307 P.B. Of. 11, C.P. 1057, Buenos Aires, Argentina – Tel./Fax: (54-11) 4811-0887 y 4811 7183 – E-mail: [email protected] A Victoria, Héctor y Martí, que me han dejado parte de su tiempo para que pueda terminar esta revisión del libro. A Cristina, que bastante aguanta. ¡Qué paciencia habéis tenido! (otra vez) Presentación Allá por el año 2004, nació la idea de compilar en un sólo libro parte de la información existente acerca de los sistemas Scada, ampliamente desperdigada en varios idiomas y soportes. Esta tercera edición incluye una revisión exhaustiva y varias correcciones sugeridas por los lectores, así como temas nuevos, tales como las nuevas tecnologías de pantallas, directivas de seguridad como la FDA CFR 21 – Parte 11, o una guía de inicio al software Vijeo Citect, que incluye instrucciones de descarga para poder empezar a trabajar inmediatamente con el mismo. He intentado hacer un libro ameno y práctico, apropiado para estudiantes, ya sean de Ciclos Formativos o de nivel universitario, donde puedan encontrar información útil, ya sea en el propio libro, o en los enlaces y referencias que se citan. En el primer capítulo se hace un repaso general para poner al día a cualquier lector no familiarizado con el tema. El segundo capítulo se centra en la estructura y los componentes de estos sistemas, detallando las funciones y características de cada uno de ellos. La Guía de Diseño proporciona, de forma práctica, las indicaciones y consejos básicos relacionados con el diseño de interfases gráficas Ordenador-Persona teniendo en cuenta las normativas existentes. En el cuarto capítulo se presentan los conceptos de seguridad relacionados con estos sistemas. Se incluye un apartado dedicado a la FDA 21 CFR Parte 11, directiva implantada en Estados Unidos y convertida en un referente mundial a la hora de desarrollar aplicaciones o sistemas de control seguros y fiables. El quinto capítulo es un extracto de mi libro Comunicaciones Industriales, publicado también por la Editorial Marcombo. En éste aparece una introducción a los buses de comunicación industrial y una breve descripción de los más conocidos. El último capítulo es una guía básica para ayudar a dar los primeros pasos con el programa Vijeo Citect, de Schneider Electric. Se trata de una guía eminentemente práctica para poder realizar los primeros pasos en el diseño de una aplicación de visualización con estos programas. Se incluyen las instrucciones necesarias para descargar el programa y proceder a su instalación. Pues nada, a ver qué le parece al lector, espero que lo disfrute. Aquilino Rodríguez Penin Ingeniero Técnico de Telecomunicaciones Agradecimientos Me gustaría expresar mi gratitud a las diferentes personas que me han proporcionado material técnico y a las empresas y organismos que han permitido incluir su material y/o referencias en este libro, proporcionándole así un valor añadido que no hubiera podido alcanzar por otros medios. En concreto a: Citect Corporation (Schneider Electric) Festo Pneumatic, S.A.U. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, INSHT ITAIGUM S.L. Schneider Electric S.A. SIEMENS S.A. Wonderware (Scada InTouch) También agradezco los comentarios recibidos sobre el contenido y la presentación del libro. Esto me ha permitido revisar ciertos aspectos e incluir algún tema nuevo, como las directrices de la Food and Drug Administration (CFR 21, Parte 11, relacionado con las aplicaciones Scada y los sistemas de control industrial). A los amigos de las fotocopias también les agradecería que se tomasen la molestia de pensar si hoy en día merece la pena, por el coste y la calidad, fotocopiar un libro en vez de comprarlo… (Espero de corazón que no estés leyendo una fotocopia…). ¡Gracias a todos! Espero que al cerrar el libro le quede al lector la sensación de haber aprovechado bien el tiempo empleado en leerlo. Todas las marcas de producto que se citan en el libro son marcas registradas por sus respectivos propietarios. En todas las referencias de producto se hace mención explícita de sus propietarios. Incluso en los casos en los cuales no se mencione explícitamente, no quiere decir que dichos productos, aplicaciones o soluciones, no estén debidamente protegidos bajo las leyes de propiedad industrial o de derechos de autor. Ëndice de contenidos 1 SISTEMAS SCADA .............................................................................................................. 1-1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.6.1 1.6.2 1.6.3 1.6.4 1.7 1.8 1.8.1 UN POCO DE HISTORIA ............................................................................................ 1-2 LA EVOLUCIÓN ....................................................................................................... 1-6 EL CONCEPTO DE CONTROL .................................................................................. 1-10 LOS SISTEMAS DE VISUALIZACIÓN ........................................................................ 1-11 LAS PRIMERAS INTERFASES HOMBRE-MÁQUINA ................................................... 1-15 EL SISTEMA SCADA .............................................................................................. 1-16 Objetivos ......................................................................................................... 1-17 Prestaciones .................................................................................................... 1-18 Ventajas ........................................................................................................... 1-20 El entorno ........................................................................................................ 1-21 CRITERIOS DE SELECCIÓN Y DISEÑO...................................................................... 1-23 ARQUITECTURA GENERAL DE UN SISTEMA SCADA ............................................. 1-29 El hardware..................................................................................................... 1-30 1.8.1.1 1.8.1.2 1.8.1.3 1.8.2 Interfase Hombre-Máquina (HMI, MMI) ........................................................... 1-31 Unidad central (MTU, Master Terminal Unit) ................................................... 1-32 Unidad Remota (RTU, Remote Terminal Unit) ................................................. 1-33 Sistema de comunicación ................................................................................ 1-35 1.8.2.1 1.8.2.2 Topologías .......................................................................................................... 1-36 Seguridad............................................................................................................ 1-37 1.8.3 El software ...................................................................................................... 1-39 1.8.4 Comunicación entre aplicaciones ................................................................... 1-42 1.8.5 Almacenamiento de datos................................................................................ 1-46 1.9 COMPONENTES DE UN SISTEMA SCADA ................................................................. 1-48 1.9.1 Configuración ................................................................................................. 1-48 1.9.2 Interfase Gráfica ............................................................................................. 1-49 1.9.3 Tendencias....................................................................................................... 1-50 1.9.4 Alarmas y Eventos ........................................................................................... 1-51 1.9.5 Registro y Archivado ....................................................................................... 1-52 1.9.6 Generación de Informes .................................................................................. 1-53 1.9.7 Control de Proceso.......................................................................................... 1-54 1.9.8 Recetas ............................................................................................................ 1-55 1.9.9 Comunicaciones .............................................................................................. 1-55 1.10 TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN ENTRE APLICACIONES ..................................... 1-56 1.10.1 ¡Oh, un objeto! ........................................................................................... 1-57 1.10.2 La Saga ActiveX ......................................................................................... 1-59 1.10.2.1 1.10.2.2 1.10.2.3 1.10.2.4 1.10.3 1.10.3.1 1.10.3.2 1.10.3.3 1.10.3.4 1.10.3.5 1.10.3.6 1.11 DDE ................................................................................................................... 1-59 OLE .................................................................................................................... 1-61 OCX (OLE Controls) ......................................................................................... 1-62 ActiveX .............................................................................................................. 1-63 OPC ............................................................................................................ 1-64 Definición de OPC ............................................................................................. 1-65 La idea básica ..................................................................................................... 1-66 Tecnología .......................................................................................................... 1-67 Cliente y Servidor OPC ...................................................................................... 1-68 Especificaciones OPC ........................................................................................ 1-68 Comparativas...................................................................................................... 1-70 EL MAYOR SISTEMA SCADA DEL MUNDO BASADO EN WINDOWS ........................ 1-71 2 NORMATIVA ...................................................................................................................... 2-1 2.1 FACTORES DE RIESGO DE LOS TRABAJADORES “PRIVILEGIADOS”............................ 2-3 2.2 MEDIDAS PREVENTIVAS .......................................................................................... 2-4 2.3 TRASTORNOS ASOCIADOS AL PUESTO ..................................................................... 2-5 2.3.1 La vista .............................................................................................................. 2-5 2.3.1.1 2.3.1.2 2.3.1.3 2.3.1.4 2.3.1.5 2.3.1.6 2.3.2 La postura ....................................................................................................... 2-11 2.3.2.1 2.3.2.2 2.3.2.3 2.3.2.4 2.3.3 2.3.4 Factores de percepción visual ............................................................................... 2-6 Mecanismos de ajuste de la visión ....................................................................... 2-7 Las causas: la pantalla .......................................................................................... 2-7 Las causas: los reflejos ......................................................................................... 2-8 Los efectos ......................................................................................................... 2-11 Recomendaciones ............................................................................................... 2-11 Las causas: posturas ........................................................................................... 2-12 Las causas: estatismo.......................................................................................... 2-12 Los efectos ......................................................................................................... 2-13 Recomendaciones ............................................................................................... 2-14 La piel ............................................................................................................. 2-14 La mente .......................................................................................................... 2-15 2.3.4.1 2.3.4.2 2.3.4.3 2.3.4.4 Las bases ............................................................................................................ 2-15 Carga Mental de Trabajo .................................................................................... 2-16 Factores que intervienen ..................................................................................... 2-17 Recomendaciones ............................................................................................... 2-18 2.4 LA REGLAMENTACIÓN .......................................................................................... 2-19 2.4.1 Real Decreto 488/1997.................................................................................... 2-20 2.4.1.1 2.4.1.2 2.4.1.3 2.4.1.4 2.4.1.5 2.4.1.6 Artículo 1 - Objeto ............................................................................................. 2-21 Artículo 2 – Definiciones ................................................................................... 2-22 Artículo 3. Obligaciones generales del empresario ............................................ 2-22 Artículo 4 - Vigilancia de la salud ...................................................................... 2-23 Artículo 5 - Obligaciones en materia de información y formación..................... 2-23 Artículo 6 - Consulta y participación de los trabajadores ................................... 2-24 2.4.2 Los usuarios .................................................................................................... 2-24 2.5 LA ERGONOMÍA .................................................................................................... 2-26 2.5.1 Requerimientos ergonómicos del RD. 488/97 ................................................. 2-27 2.5.1.1 2.5.1.2 2.5.1.3 2.5.1.4 2.5.1.5 2.5.1.6 2.5.1.7 2.5.1.8 2.5.1.9 Mesa y espacio de trabajo................................................................................... 2-28 La silla ................................................................................................................ 2-29 Teclado, reposamuñecas y ratón ........................................................................ 2-30 La pantalla .......................................................................................................... 2-31 Iluminación ........................................................................................................ 2-37 Ruido .................................................................................................................. 2-39 Temperatura y humedad ..................................................................................... 2-41 Emisiones electromagnéticas.............................................................................. 2-42 Interconexión ordenador-persona ....................................................................... 2-43 2.6 PANTALLAS - BASES TÉCNICAS ............................................................................. 2-50 2.6.1 Pantallas de tubo de rayos catódicos .............................................................. 2-51 2.6.2 Pantallas planas: LCD .................................................................................... 2-52 2.6.3 Pantallas planas: Plasma - PDP..................................................................... 2-53 2.6.4 LED ................................................................................................................. 2-54 2.6.5 OLED y más .................................................................................................... 2-54 2.6.6 Especificaciones generales.............................................................................. 2-55 2.6.6.1 2.6.6.2 2.6.6.3 2.6.6.4 Definición ........................................................................................................... 2-55 Frecuencia de refresco ........................................................................................ 2-55 Relación de Contraste ......................................................................................... 2-56 Resolución .......................................................................................................... 2-56 2.6.6.5 Tiempo de respuesta ........................................................................................... 2-57 2.7 NORMATIVA RELACIONADA .................................................................................. 2-57 2.7.1 De aplicación española ................................................................................... 2-57 2.7.2 De referencia ................................................................................................... 2-58 3 GUÍA DE DISEÑO ................................................................................................................. 3-1 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 ENTORNO NORMATIVO............................................................................................ 3-2 EL SENTIDO DE LA VISTA ........................................................................................ 3-4 Los colores ........................................................................................................ 3-4 Las zonas de visión....................................................
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