Para satisfacer todas las necesidades de supervisión, monitorización y control de una planta de producción mediante un sistema SCADA, no sólo es importante la etapa de desarrollo llevada a cabo por los programadores – también lo es que las prestaciones de las aplicaciones empleadas se ajusten a los requisitos de la instalación.

Existen varios programas dedicados al diseño y desarrollo de SCADAs, cada uno de las cuales presenta una serie de características que lo hacen idóneo para un conjunto de aplicaciones en concreto. En este artículo, vamos a exponer brevemente las características de uno de ellos: WinCC Open Architecture. 

 

Figura 1. Situación del nivel de supervisión (SCADA) en la red de automatización
Figura 1. Situación del nivel de supervisión (SCADA) en la red de automatización

¿Qué es WinCC Open Architecture?

SIMATIC WinCC Open Architecture, en adelante WinCC OA, es una de las soluciones de Siemens para la implantación de sistemas SCADA que satisface las necesidades básicas (supervisión, control y monitorización de instalaciones) mencionadas anteriormente.

Algunas de sus principales características son las siguientes:

  • Concepto de “Manager” y arquitectura cliente-servidor.
  • Sistemas distribuidos y redundancia.
  • Flexible y escalable.
  • Proyectos multilingües.
  • Sistema orientado a eventos.

Concepto de “Manager” y arquitectura cliente-servidor

Con WinCC OA se introduce el concepto de “Managers”. Los Managers son programas autónomos que se comunican entre ellos a través de TCP/IP para configurar el sistema SCADA. Cada uno de los Managers se encarga de ejecutar una serie de funciones específicas.

Figura 2 – Un proyecto de WinCC OA con varios Managers configurados
Figura 2 – Un proyecto de WinCC OA con varios Managers configurados

Un Manager podría ser, por ejemplo, aquél módulo que se encarga de leer y escribir los datos de las variables en la base de datos del sistema (Database Manager). Otro Manager podría ser aquél encargado de comunicar el sistema SCADA con los sistemas de control de la instalación (S7 Driver, S7Plus Driver, etc.).

La introducción de los Managers posibilita, entre otras cosas, diferenciar entre cliente y servidor. Así, podemos disponer de la siguiente arquitectura:

  • Servidor/es: Managers destinados al procesamiento de información y eventos de la instalación (conexión a base de datos, comunicación con los sistemas de automatización, ejecución de scripts).
  • Cliente/s: Managers destinados a procesar información para la visualización del estado actual de la instalación, siendo el servidor el encargado de comunicarse con los clientes y transmitir la información.

Un ejemplo de sistema SCADA con WinCC OA y red cliente-servidor sería el siguiente:

Figura 3 – Ejemplo de sistema SCADA en WinCC OA formado por dos servidores encargados del procesamiento de las funciones principales. Los clientes (UI Manager) se conectan a un servidor para monitorizar la instalación.
Figura 3 – Ejemplo de sistema SCADA en WinCC OA formado por dos servidores encargados del procesamiento de las funciones principales. Los clientes (UI Manager) se conectan a un servidor para monitorizar la instalación.

Sistemas distribuidos y redundancia

En esta última figura también se aprecia una de las características más destacables de WinCC OA – el sistema SCADA puede estar formado por uno o más servidores.

Por ejemplo, cada servidor puede encargarse de una instalación o planta de producción hasta formar una red de servidores, en la que el cliente pueda visualizar todo lo que ocurre en sus instalaciones simplemente conectándose a un servidor central comunicado con todas las plantas, o a los servidores de planta directamente.

Haciendo uso de este concepto, un sistema puede estar constituido por hasta 2048 subsistemas. Esta característica permite, entre otras funcionalidades, ejecutar acciones en algunos subsistemas desde otros y sincronizar datos compartidos por todo el sistema.

Por otro lado, cada servidor dota al sistema de funcionalidades adicionales, o bien duplica las ya existentes por seguridad (lo que se conoce como redundancia).

Figura 4 – Ejemplo de sistema con dos servidores: uno principal y otro redundante. De la gestión de la redundancia se encargan los “Redu Manager”
Figura 4 – Ejemplo de sistema con dos servidores: uno principal y otro redundante. De la gestión de la redundancia se encargan los “Redu Manager”

El servidor redundante asume la funcionalidad del servidor principal cuando se produce un fallo crítico en este último que compromete la funcionalidad del mismo. Un ejemplo de redundancia se muestra en la siguiente figura.

Flexible y escalable

WinCC OA permite añadir, modificar y eliminar funcionalidades del sistema SCADA a través de su propio lenguaje de programación: CONTROL.

Además, dado que se estructura a través de los Managers vistos en los puntos anteriores, el sistema es perfectamente adaptable al tamaño de la instalación. Para instalaciones mayores basta con añadir el número de Managers necesario para cubrir las necesidades del proyecto.

Proyectos multilingües

WinCC OA soporta la monitorización de instalaciones en múltiples idiomas, de manera que los operadores pueden seleccionar su idioma de preferencia entre los disponibles en el proyecto.

Figura 5 – Los usuarios pueden elegir su idioma predeterminado
Figura 5 – Los usuarios pueden elegir su idioma predeterminado

Sistema orientado a eventos

Por último, una de las características fundamentales de WinCC OA es que está completamente orientado a eventos, esto es, en general únicamente hay procesamiento de datos cuando se produce algún cambio en el sistema.

El Manager encargado de gestionar los eventos (cambios) recibidos es el Event Manager, el “motor principal” del sistema.

Figura 6 – El Event Manager recibe los eventos y se comunica con el resto de Managers del sistema
Figura 6 – El Event Manager recibe los eventos y se comunica con el resto de Managers del sistema

Esta característica permite reducir enormemente el consumo de recursos del servidor o servidores empleados, dado que no es necesario que el sistema SCADA esté continuamente procesando datos.

En próximos post entraremos a fondo en guías prácticas de cómo aplicar en un proyecto de WinCC OA los puntos vistos en este artículo.