Diagnóstico y corrección de fallas en el sistema de adquisición de datos SCADA de coordinación operacional de PDVSA sur.
Autor : Kervin R. Marquez G.

El diagnóstico preliminar del Sistema de Adquisición de Datos de los servidores SCADA, comprende un estudio y análisis preciso de fallas y problemas que permita no solo identificar las dificultades puntuales relacionadas con la situación, sino también la evaluación del sistema en general y las aplicaciones de software utilizadas actualmente, a fin de conocer las capacidades y funcionalidad de las mismas. Es posible estructurar las actividades en relación con cada unidad de explotación en particular: Estación Mayor Silvestre (Barinas), Estación de Flujo La Victoria (Apure) y Estación de Flujo Guafita (Apure). Este análisis permitirá establecer un contraste entre los problemas de cada área y las relaciones asociadas a las mismas.

Algunas de las dificultades que presenta el proceso de adquisición de datos de los servidores del sistema de control automatizado SCADA, se encuentran reflejadas en la inoportuna actualización de los valores en los despliegues de consola. Es decir, los cambios experimentados por algunas de las variables de campo son presentados en pantalla, luego de haber transcurrido un intervalo considerable de tiempo; lo que hace ineficiente las tareas de supervisión y control.

La actualización de muestreo de los datos, está relacionada con el sincronismo que debe existir entre los registros de los manejadores y el hardware de control instalado en campo, a través de la interfaz de comunicación. Por esta razón se hace necesario un completo análisis de la programación de dichos registros dentro del SCADA y la lógica de control residente en las Unidades Terminales Remotas (RTU's) para la adquisición y transmisión de los datos.

Cada vez que se presenta una falla de adquisición de datos, se pierde el control sobre una parte del proceso. Si no se tiene disponibilidad de los valores que experimenta una variable determinada en un momento dado, resulta imposible conocer si la misma ha sobrepasado cualquiera de los límites de alarma, impidiendo la ejecución oportuna de las acciones de control inherentes al caso. Esta situación trae graves consecuencias, las cuales se reflejan en forma directa no sólo en la producción de barriles diarios del distrito por la ejecución de una acción de control errónea o tardía, sino también en el deterioro de la instrumentación que se encuentra en las unidades de producción debido a valores fuera de límite experimentados por las variables que no poseen el control necesario a causa de una falta de reporte o actualización de estos valores en las consolas de operadores.

Por tal motivo, se emprenderá un estudio puntual de la problemática actual en la adquisición de datos en los sistemas SCADA de PDVSA Sur, a fin de conocer las causas exactas que permitan sustentar la implementación de los métodos de corrección necesarios para dar respuesta a los requerimientos expuestos anteriormente. Dicho estudio, permitirá además, recopilar información referente al estado de funcionamiento de los equipos de campo (operatividad, condiciones eléctricas, cableado, etc.), correspondientes al área objeto del diagnóstico y corrección de fallas.

Paralelo a las actividades de diagnóstico y levantamiento de fallas en la adquisición de datos, se desarrollará la depuración y reordenamiento de las tablas de imagen de los software manejadores, las cuales representan direcciones específicas de entradas provenientes de campo. Estos manejadores de entrada/salida representan una herramienta de acceso a los datos de los registros del hardware, a través de parámetros de comunicación específicos. No obstante, se han identificado serios conflictos relacionados con asignaciones erróneas de direcciones y/o problemas de comunicación. Por ello, se realizará una evaluación de estos sectores, previa a la reformulación de los parámetros de configuración. Así mismo, serán objeto de la depuración, aquellos sectores que se encuentran fuera de uso o sin ningún tipo de interfaz real.

De igual forma, se estudiarán y se implantarán las modificaciones necesarias sobre los rangos de actualización de la tabla de imagen por parte de los manejadores de entrada/salida. De esta forma se establece el sincronismo, definido en los tiempos de actualización conocidos como “poll time” (frecuencia de muestreo), en función de las capacidades del hardware instalado en campo.

En los sistemas SCADA, toda la información proveniente de campo, es recolectada y almacenada en una base de datos, en la cual se identifica cada una de las variables leídas. Esta base de datos sirve de “mapa” al software de control, de esta manera se registra la información en forma estructurada, para su posterior procesamiento. Sin embargo, recientemente se han presentado graves dificultades con la información almacenada en esta base de datos como consecuencia de la inutilización de algunos puntos de entrada y la integración de otros nuevos sin los debidos parámetros de organización.

Una de las actividades a ser desarrollada en el marco de la corrección de fallas consiste en la reestructuración de la base de datos del sistema SCADA de coordinación operacional, basada en los parámetros de estandarización existentes para tal fin.

Así mismo, se realizarán pruebas de operatividad de los manejadores de comunicación entre el sistema SCADA y los equipos encargados de recopilar y transmitir las señales de campo, entre ellos: sensores, controladores, actuadores, PLC's, RTU's.

El monitoreo del proceso en las consolas de operadores debe cumplir con algunos requerimientos imprescindibles para la ejecución del control en forma eficiente, los cuales serán tomados en consideración para el diagnóstico y corrección de fallas en la adquisición de datos:

- Los datos muestreados en pantalla deben ser un reflejo exacto de los valores medidos por los instrumentos instalados en campo. Es decir, los mismos no deben sufrir alteración alguna en la trayectoria de la comunicación.

- El muestreo de datos en pantalla debe ser actualizado a intervalos periódicos de tiempo, es decir, se deben observar en forma oportuna los cambios experimentados por los valores de las variables en la realidad.

- La exactitud de los datos muestreados en pantalla, debe atender a las características de exactitud de la instrumentación en campo, es decir, la conversión realizada para la transmisión no debe afectar la consistencia del dato leído.

Por otra parte, resulta conveniente la notificación inmediata de la ocurrencia de la pérdida de comunicación o cualquier tipo de falla que impida la adquisición de un valor determinado.

Es necesario señalar que el estudio, análisis e implementación de la optimización de la Adquisición de Datos, incluye todos los procesos que se desarrollan en forma automatizada y que cuentan con la plataforma SCADA como sistema de supervisión y control. Los usuarios del sistema pertenecen al área organizativa de Coordinación Operacional, quienes son los encargados de dar soporte al área de Producción, donde se incluyen los operadores de consola, garantizando el correcto funcionamiento de los sistemas. Todos los recursos, aplicaciones y servicios a ser tomados en cuenta, forman parte del sistema automatizado.
En lo referente al área de aplicación, el diagnóstico y corrección de fallas en el sistema de adquisición de datos, se encuentra dirigido en forma específica a los siguientes servidores: Coordinación Operacional SCADACCA (Estación Mayor Silvestre - Barinas), Producción La Victoria UELVTS1 (Estación de Flujo La Victoria - Apure) y Producción Guafitas GFTSCA1 (Estación de Flujo Guafitas - Apure).

La implementación de las correcciones de fallas en los servidores SCADA de coordinación operacional se encuentra sujeta a una fase de evaluación previa. En tal sentido, se realizarán pruebas de aceptación por parte de los custodios y operadores de consola, quienes son los principales usuarios de las herramientas de supervisión y control. En esta etapa se impartirán las instrucciones necesarias al personal de consola, que permitan no solo dar a conocer las modificaciones propuestas sino también el nuevo esquema de navegación y manejo de los datos a través de los despliegues del sistema de control y supervisión.

En este ámbito, se deben cumplir procedimientos internos de la empresa, necesarios para la introducción de cambios que requieran el acceso a la información contenida en los servidores SCADA y en la programación del hardware de campo.

 

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