Embed Size (px)
Citation preview
Universidad Nacional Experimental de GuayanaVicerrectorado Académico
Coordinación General de PregradoCoordinación de Pasantías
Sistema de Suministro Oriente – PDVSAInforme de Pasantía
Informe presentado para optar al título de “Ingeniero en Informática”
Tutor Académico:
Ing. Joyce Aragón Autor:
C.I.: 12357577 Antony Petrocelli
C.I.: 17.262.641
Tutor Industrial:
Ing. Angel Belo
C.I.:14120296
Puerto Ordaz, Octubre de 2011
MIGRACIÓN DE LA BASE DE DATOS Y DESPLIEGUES DEL
SCADA PLANTSCAPE R200 PARA EL PROCESO DE RECEPCIÓN,
ALMACENAMIENTO Y DESPACHO DE COMBUSTIBLE, AL
SCADA GUARDIÁN DEL ALBA
Universidad Nacional Experimental de GuayanaVicerrectorado Académico
Coordinación General de PregradoCoordinación de Pasantías
Sistema de Suministro Oriente – PDVSAInforme de Pasantía
________________ _________________
Tutor Académico Tutor Industrial
Ing. Joyce Aragon Ing. Angel Belo
C.I.: 12357577 C.I.:14120296
Puerto Ordaz, Octubre de 2011
En nuestro carácter de Tutor Académico y Tutor Industrial del
Informe de Pasantía presentado por el Tnlgo. Antony Petrocelli, para optar
al Titulo de Ingeniero en Informática, consideramos que dicho informe,
reúne los requisitos exigidos para ser sometido a la presentación publica y
evaluación por parte del jurado examinador que se designe.
ÍNDICE
PP.
LISTA DE TABLAS....................................................................................................V
LISTA DE GRÁFICOS.............................................................................................VI
DEDICATORIA.......................................................................................................VII
AGRADECIMIENTOS.........................................................................................VIII
INTRODUCCIÓN......................................................................................................X
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA........................................................................12
Petróleos de Venezuela, S.A.............................................................................12
Sistema de Suministro Oriente (SISOR)........................................................12
Funcionamiento de la Empresa.......................................................................12
Descripción del proceso....................................................................................13
Misión................................................................................................................13
Visión.................................................................................................................13
Organigrama Estructural Planta Puerto Ordaz...........................................13
Descripción de la Unidad donde se Desarrolló la Pasantía..........................14
SITUACIÓN PROBLEMA......................................................................................16
OBJETIVOS...............................................................................................................18
Objetivo General..............................................................................................18
Objetivos Específicos........................................................................................18
Descripción de las Actividades del Plan de Trabajo......................................18
LOGROS DEL PLAN DE TRABAJO.....................................................................21
Metodologías Utilizadas...................................................................................21
Ingeniería de Requisitos...................................................................................25
Acondicionamiento de la Plataforma de Trabajo..........................................29
Migración de Base de Datos del SCADA PlantScape R200 al SCADA
Guardián del ALBA.........................................................................................33
Desarrollo y Configuración de Esquemáticos (IHM)....................................39
III
FACILIDADES Y DIFICULTADES........................................................................52
Facilidades.........................................................................................................52
Dificultades.......................................................................................................52
CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE LA PASANTÍA.......................54
CONCLUSIONES.....................................................................................................55
RECOMENDACIONES...........................................................................................56
REFERENCIAS.........................................................................................................57
GLOSARIO DE TERMINOS...................................................................................59
ANEXOS..............................................................................................................LXIII
A Plan de Trabajo.....................................................................................LXV
B Modulo de Base de Datos....................................................................LXVI
C Modulo de Desarrollo........................................................................LXVII
D Fondo Base Despliegues...................................................................LXVIII
E Despliegue Trampa de Recepción y Envío.........................................LXIX
F Estación Múltiple de Recibo.................................................................LXX
G Tanques G-95.......................................................................................LXXI
H Tanque de Interfase...........................................................................LXXII
I Bombas de Llenadero G-91..............................................................LXXIII
J Linea de Despacho Diesel.................................................................LXXIV
K Despliegues Isla 4................................................................................LXXV
L Despliegues Resumen de Variables..................................................LXXVI
M Comunicación Entre Servidores....................................................LXXVII
N Integridad del Sistema..................................................................LXXVIII
O Parámetros de Secuencia.................................................................LXXIX
IV
LISTA DE TABLAS
Tabla PP.
1____Ejemplo_Básico_de_Variable_para_un_Dispositivo_Digital.............35
2____Plantilla_de_Puntos_Digitales...............................................................36
3____Plantilla_de_Puntos_Analógicos...........................................................37
4____Despliegues_Desarrollados....................................................................49
V
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico PP.
1 Organigrama Estructural Planta Puerto Ordaz....................................15
2 Arquitectura de Red SCADA PlantScape SISOR Puerto Ordaz..........27
3 Arquitectura de Red SCADA G. del ALBA SISOR Puerto Ordaz.......29
4 Caso de Uso General Interacción de Usuario con Despliegues.............41
5 Casos de Uso Recepción/Envío y Múltiple de Recibo............................42
6 Casos de Uso Almacenamiento de Producto...........................................43
7 Casos de Uso de Bombas...........................................................................44
8 Casos de Uso Despacho de Productos......................................................45
9 Caso de Uso Niveles de Tanques...............................................................46
10 Caso de Uso Integridad del Sistema........................................................46
11 Caso de Uso Parámetros de Secuencia....................................................47
12 Caso de Uso Habilitar Secuencia.............................................................47
13 Imágenes de bombas para animar estados..............................................49
VI
DEDICATORIA
A mi mamá, Tibisay González, por ser mi ídolo, mi amiga, la persona que
más admiro y me motiva a seguir aprendiendo. Ella es la razón por la que decidí
estudiar esta hermosa carrera.
A mi tía, Maritza González, por ser una inspiración, quien siempre dice que
no hay nada que no se pueda conseguir, solo hay que proponérselo y luchar por ello,
y además ayuda sin esperar nada a cambio.
A mi prometida, Tatiana M. Sánchez, por ser la persona más humana,
cariñosa y solidaria que conozco; que ésto le sirva de motivación para todo lo que se
proponga realizar en su vida.
A mis hermanos, Deivy Petrocelli y Francellys Petrocelli, porque sé que este
logro les servirá de motivación para continuar preparándose profesionalmente.
A mis abuelos, Edulina Gómez, María Torrealba y Socrates González, por creer
en mi y en lo que puedo conseguir.
VII
AGRADECIMIENTOS
A Dios, porque aunque no lo veo, lo considero la única persona inimaginable
con la que puedo hablar, sentirme motivado y seguro para el siguiente día.
A mi mamá, Tibisay González, ya que sin su dedicación y sacrificio, no
hubiese sido posible estudiar; siempre me ha apoyado en todas mis decisiones, con el
objetivo de ser mejor y que logre obtener las cosas que a ella le ha costado bastante
conseguir.
A mi tía, Maritza González, sin esperar nada a cambio, me brindó cobijo y
alimento en su hogar, para realizar mis estudios en esta ciudad.
A mi prometida, Tatiana M. Sanchez, por ser mi apoyo incondicional, mi
mejor amiga, mi amor, y quien a pesar de la hora y sus dolores de cabeza, se preocupa
y me ayuda con mis tareas.
A mis hermanos, Deivy Petrocelli y Francellys Petrocelli, por ser los mismos
siempre y nunca olvidarse de mi a pesar de estar en otra ciudad.
A mi tercera casa, Universidad Nacional Experimental de Guayana, por
permitirme crecer profesionalmente y abrirme paso a un mundo de nuevos
conocimientos.
Al Cuerpo de Bomberos UNEG, porque la disciplina, la abnegación y los
estudios me hicieron crecer como mejor persona, demostrar vocación de servicio y
adquirir mayor sentido de pertenencia.
VIII
A la Empresa Petróleos de Venezuela, por permitirme realizar mi pasantía
profesional, con la cual reforcé y adquirí nuevos conocimientos.
A los Profesores:
Doctor Alejando Marcus, por su disponibilidad para asesorarme aun cuando
tenia otras cosas que hacer.
Doctora Luz Marina Prada, por preocuparse y guiarme en la estructura y
formato de este informe.
Ing. Marbella Muñoz, por ayudarme con el interés de verme graduado.
Ing. Joyce Aragón, por asesorarme en varias etapas de mi pasantía y mi
informe.
Y a todos los profesores que aclararon mis dudas durante el periodo de
pasantía y la culminación de mi informe.
A mis amigos y compañeros de clase y en especial a any, daniel, andriu,
por el apoyo, porque formamos buen equipo y a pesar de las complicaciones
terminamos.
IX
INTRODUCCIÓN
La automatización industrial es un proceso que se ejecuta mediante
instrumentos o herramientas computarizadas y electromecánicas para realizar tareas
sin la intervención directa de las personas. Con los años se ha convertido en la
solución perfecta para muchas empresas del área industrial, porque genera seguridad
en el trabajo, calidad en la producción, rapidez en la ejecución de tareas y a su vez
reducción de costos.
En Venezuela, la automatización industrial es utilizada por muchas empresas
en áreas como la petroquímica, sector automotriz, sector siderúrgico, agricultura,
medicina y sector eléctrico, entre otras.
Así mismo, en Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA), específicamente en la
Planta de Distribución de Combustible Puerto Ordaz que forma parte del Sistema de
Suministro de Oriente (SISOR) el cual pertenece a la Gerencia de Comercialización y
Distribución de Venezuela, se desea migrar la base de datos y los despliegues del
Sistema de Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA, Supervisory
Control And Data Acquisition) PlantScape al SCADA Guardián del
ALBA(Alternativa Bolivariana para las Américas), ya que actualmente este sistema
se encuentra obsoleto y requiere ser cambiado por otro que cumpla con los
requerimientos.
Por consiguiente, según el plan propuesto para lograr los objetivos planteados,
se migró la base de datos del sistema actual; de igual manera se desarrollaron 30
despliegues del proceso de recepción, almacenamiento y despacho de combustible,
dando como resultado la puesta en marcha de dos (2) servidores con el SCADA
Guardián del ALBA.
El trabajo de pasantía se encuentra desglosado en seis (6) partes, tal como se
describe a continuación:
• Se hace una breve descripción de la empresa, misión, visión y la unidad donde
X
se desarrolló la pasantía.
• Se analiza la situación problema y las necesidades de la organización que se
requieren sean resueltas.
• Se detallan los objetivos de la pasantía y las actividades del plan de trabajo.
• Los logros del plan de trabajo y la metodología utilizada.
• Se desglosan las facilidades y dificultades encontradas durante el proceso del
desarrollo de la pasantía.
• Se presentan los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos durante el
proceso de pasantía. Finalmente, se muestran las conclusiones,
recomendaciones finales, glosario de términos, referencias y anexos.
XI
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
Petróleos de Venezuela, S.A.
Petróleos de Venezuela S.A., es la Corporación estatal de la República
Bolivariana de Venezuela que se encarga de la exploración, producción, manufactura,
transporte y mercadeo de los hidrocarburos, de manera eficiente, rentable, segura,
transparente y comprometida con la protección ambiental. Fue creada en 1975, por la
Ley Orgánica que reserva al estado la industria y el comercio de los hidrocarburos y
cuenta con trabajadores comprometidos con la defensa de la soberanía energética y el
deber de agregar el mayor valor posible al recurso petrolero, guiados por los
principios de unidad de comando, trabajo en equipo, colaboración espontánea y uso
eficiente de los recursos.
Sistema de Suministro Oriente (SISOR)
La Gerencia de Distrito Oriente, creada el 20 de enero de 1989 está
constituida por un conjunto de plantas, muelles y poliductos. Este sistema esta
compuesto por las siguientes plantas de distribución de combustible: Planta Puerto la
Cruz, Planta San Tome, Planta San Roque, Planta el Guamache, Planta Maturín,
Planta Puerto Ordaz, Planta Ciudad Bolívar, Planta Puerto Ayacucho. La Planta
Puerto Ordaz esta ubicada Zona Industrial Cañaveral, entre el Plan IV de SIDOR y el
distribuidor Km. 70.
Funcionamiento de la Empresa
Este sistema consiste en una red de poliductos que parte desde la Planta de
Distribución de Puerto la Cruz, la cual bombea los productos derivados del
hidrocarburo en este caso gasolinas 95 y 91, así como diesel, hacia las plantas de
almacenamiento y distribución ubicadas en los centros de consumo de San Tome,
Maturín, Puerto Ordaz y Ciudad Bolívar. El suministro hacia la planta de Puerto
Ayacucho es realizado a través de gabarras que parten desde la planta de Ciudad
Bolívar utilizando como medio fluvial el Río Orinoco.
Descripción del proceso
El proceso medular está constituido por la recepción de productos a través del
poliducto, almacenamiento en tanques y despacho a través de un sistema de despacho
automatizado, la cual mantiene una condición operacional que se fundamenta en el
suministro continuo de productos las 24 horas diarias. Cumpliendo con las
expectativas de calidad de nuestros clientes.
Misión
Distribuir productos derivados de hidrocarburos en el DISTRITO ORIENTE,
en forma oportuna, confiable, segura y en armonía con el ambiente, a fin de satisfacer
los requerimientos del cliente y contribuyendo al desarrollo socioeconómico de
nuestro entorno.
Visión
Ser una organización reconocida por su alto desempeño en la distribución de
productos derivados de hidrocarburos, contribuyendo activamente en el desarrollo
socioeconómico de nuestro entorno.
Organigrama Estructural Planta Puerto Ordaz
Como se planteó anteriormente, la Gerencia de Distribución Oriente Sur, esta
constituida por varias plantas de distribución, donde cada una de ellas cuenta con un
organigrama estructural propio en la cual cada persona esta altamente calificada para
cumplir su responsabilidad asignada de manera eficiente. A continuación se muestra
13
el gráfico 1,donde se detallan las funciones de los cargos y el organigrama de la
Planta de Distribución de Combustible Puerto Ordaz.
Gráfico 1. Organigrama Estructural Planta Puerto Ordaz. Fuente SISOR-PDVSA.
Descripción de la Unidad donde se Desarrolló la Pasantía
La unidad donde se desarrollo la pasantía es la Gerencia de AIT
(Automatización, Informática y Telecomunicaciones); esta unidad rige, provee y
mantiene los servicios y soluciones integrales de tecnología de automatización,
información y comunicaciones de la corporación; contribuye a mantener su
continuidad operativa y a ejecutar sus planes; innova y actúa como agente de
transformación en PDVSA y en la sociedad venezolana con responsabilidad social,
económica y ambiental; potencia un ecosistema tecnológico que impulsa los poderes
creadores del pueblo, el conocimiento libre, el desarrollo endógeno sustentable y la
economía social productiva para lograr la soberanía tecnológica.
14
Es una Gerencia que está orientada hacia la generación, adaptación y
aplicación de tecnologías con la finalidad de aumentar la productividad, disminuir los
costos operacionales, mejorar la calidad de los productos y reducir el impacto
ambiental de los diferentes proyectos que se acometen dentro del plan de negocios.
Entre sus principales metas, está la de promover con investigación tecnológica la
innovación y el afianzamiento de la Soberanía Tecnológica.
15
SITUACIÓN PROBLEMA
PDVSA, a través de la Gerencia de Automatización, Informática y
Telecomunicaciones, inicia el proyecto de desarrollar un Sistema Industrial de
Supervisión, Control y Adquisición de Datos llamado Guardián del ALBA, con la
finalidad de sustituir a largo plazo, los sistemas de control privativos que controlan la
mayoría de los procesos industriales. Estos sistemas generan dependencia de
empresas privadas y gastos por licencias, soporte y actualización, sin haber
transferencia tecnológica, entre otros.
Actualmente, en la Planta de Distribución de Combustible Puerto Ordaz, para
la gestión de los procesos de recepción, almacenamiento y despacho, se utiliza el
SCADA PlantScape R200 de la empresa HoneyWell. Este sistema de automatización,
por ser privativo, prohíbe estudiar su código fuente para realizar mejoras a la
funciones o fallas presentadas; además, para la fecha, se considera que está
descontinuado u obsoleto, generando así, altos costos para su mantenimiento.
Adicionalmente, la plataforma de hardware donde se encuentra instalado,
requiere ser renovada por otra, que cuente con mayores recursos de memoria y
procesamiento, que sea compatible con nuevos sistemas. El sistema operativo
utilizado es Windows 2000, éste al encontrarse desactualizado, provoca que se
presenten fallas y a su vez la existencia de huecos de seguridad.
Lo anteriormente expuesto, manifiesta el riesgo latente de que todos estos
procesos operacionales que ejecuta el SCADA, se vean afectados; en este sentido, es
necesario migrar al SCADA Guardián del ALBA para garantizar el funcionamiento
óptimo del servicio, evitando desembolsos por concepto de licencia, soporte o
actualización y contar con un sistema actualizado, seguro, que minimice los tiempos
de respuesta y esté adaptado a las necesidades de la Planta.
Por otra parte, es imprescindible cumplir con lo establecido en el decreto
3.390 sobre el uso de software libre, siempre que se pueda, y de esa forma servir de
ejemplo para otras empresas e impulsar el desarrollo de software en el país, así como
humanizar el aspecto tecnológico, crear conciencia y sentido de pertenencia de los
recursos de la nación.
Para llevar a cabo la migración al SCADA Guardián del ALBA, se propone el
análisis de los requerimientos de la situación actual del sistema de automatización
PlantScape utilizado en la Planta de Distribución de Combustible Puerto Ordaz, con
ello diagnosticar y proponer soluciones a los problemas existentes. De igual forma, se
pretende migrar la base de datos de variables analógicas y digitales; los datos
provenientes de otras plantas no serán tomados en cuenta para la nueva base de datos,
así mismo se establece desarrollar un aproximado de 30 despliegues, donde su
alcance de visualización y operación se limitara únicamente a esta misma planta. Por
último se realizaran pruebas para validar el comportamiento de los dispositivos al ser
manipulados por el SCADA Guardián del ALBA.
Para cada una de las tareas a ejecutar se utilizaran los módulos de desarrollo
del SCADA Guardián del ALBA, adicionalmente, para el diseño de objetos gráficos,
se emplearan las herramientas de modelado 3D Blender, diseño vectorial InkScape,
diseño de imágenes Gimp y editor de texto Geany. Para manipular documentos en
general, se hará uso del paquete de ofimática LibreOffice.
17
OBJETIVOS
Objetivo General
Migrar base de datos y despliegues del SCADA PlantScape R200 para el
Proceso de Recepción, Almacenamiento y Despacho de Combustible, al SCADA
Guardián del ALBA, en la Empresa SISOR-PDVSA, Puerto Ordaz.
Objetivos Específicos
• Determinar problemas y requerimientos para el proceso de Migración.
• Migrar y optimizar base de datos del SCADA PlantScape R200 al SCADA
Guardián del ALBA.
• Diseñar al menos 30 despliegues del proceso de recepción,
almacenamiento y despacho de combustible.
• Desarrollar despliegues del proceso de recepción, almacenamiento y
despacho de combustible.
• Realizar pruebas con el SCADA Guardián del ALBA para validar la
comunicación, ejecución de comandos, cambios de estados de los
dispositivos y reconocimientos de fallas en cada unos de los despliegues
desarrollados.
Descripción de las Actividades del Plan de Trabajo
Para realizar la migración hacia el Sistema de Control Industrial Guardián del
ALBA, fueron necesarias 6 actividades (ver Anexo A), las cuales se describen a
continuación:
• Actividad 1, Ingeniería de Requisitos: Se observó y diagnosticó el
funcionamiento del sistema actual, se entrevistaron a los operadores, se
determinaron los requerimientos. También se estudió el manual de
operaciones de la Planta, cada uno de los manuales del SCADA Guardián
del ALBA, listado de señales, estructura de la base de datos del SCADA
PlantScape R200 y la del Guardián del ALBA, arquitectura de red y
protocolo de comunicación utilizado.
• Actividad 2, Acondicionamiento del Entorno de Trabajo: Se instalaron
todas las herramientas de trabajo; el Sistema Operativo Debian Lenny
5.04, los módulos del SCADA Guardián del ALBA en el orden
especificado en el manual de instalación y las herramientas de
manipulación de imágenes, gráficos y documentos.
• Actividad 3, Migrar Base de Datos del SCADA PlantScape R200 al
SCADA Guardián del ALBA: Esta actividad se basó en depurar la base de
datos, validando que cada tag hacía referencia al dispositivo correcto. Se
migraron y optimizaron los datos con el módulo de base de datos y fueron
exportados a una plantilla compatible con el SCADA Guardián del ALBA,
generada para agilizar el trabajo; se configuraron las alarmas y se probó la
comunicación de cada dispositivo entre el Controlador Lógico
Programable (PLC) y el SCADA Guardián del ALBA.
• Actividad 4, Desarrollo y Configuración de Esquemáticos (IHM): Se
analizaron los despliegues del sistema actual, se establecieron estándares
de diseño, se diseñaron los gráficos de animación de cada dispositivo, se
diseñó una plantilla base para los despliegues. Se desarrollaron y
configuraron en un entorno de programación los despliegues del proceso
de recepción, almacenamiento y despacho, posteriormente fueron probados
y depurados.
19
• Actividad 5, Pruebas y Depuración Final: Se evaluó el rendimiento y
comportamiento del SCADA Guardián del ALBA; se llevaron a cabo
pruebas para diagnosticar la comunicación del SCADA con el controlador,
se realizaron pruebas experimentales con bombas y válvulas motorizadas
enviando comandos de encendido y apagado, para abrir y cerrar, también
se hicieron pruebas experimentales de escritura en variables analógicas. Se
visualizó el comportamiento de cada dispositivo como prueba final de los
despliegues, se corrigieron los errores y se reportaron las fallas
encontradas.
• Actividad 6, Elaboración de Documentación: Se documentaron los
problemas encontrados, los requerimientos de la empresa, las
modificaciones hechas en base de datos, la descripción de los estados,
fallas de los dispositivos y la nomenclatura utilizada. También se tomó
notas del proceso de instalación del SCADA Guardián del ALBA. Se
realizó la documentación técnica de los despliegues según la metodología
utilizada, se elaboró el informe final y el manual de usuarios de los
despliegues desarrollados.
20
LOGROS DEL PLAN DE TRABAJO
En este punto se especifican los logros del plan de trabajo acordado, donde se
detalla el método utilizado y la metodología de desarrollo de software. Los logros
obtenidos en el proceso de migración comprenden el producto terminado de cada
actividad. Cabe destacar que del plan de trabajo inicial fueron cambiados los nombres
de ciertas actividades para abarcar tareas agregadas posteriormente por no ser
especificadas en el plan inicial para el proceso de migración; el desarrollo de estas
actividades y sus correspondientes resultados serán descritos siguiendo el orden en el
que fueron realizadas.
Servicios de Asistencia Técnica. (2011), define a la migración de sistema
como “un procedimiento mediante el cual se cambia el actual sistema operativo o
motor de bases de datos por otros productos o por versiones que se adapten mejor a
las necesidades de la organización”. Esta migración consiste en cambiar un SCADA
Propietario por el cual se paga licencia por otro desarrollado por PDVSA basado en
Software Libre.
GNU Operating System, (2010), dice que el software libre “es una cuestión de
la libertad de los usuarios de ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, cambiar y mejorar el
software”.
Metodologías Utilizadas
• Tipo de Investigación
El objetivo de este punto es describir la táctica metodológica que se
empleó para realizar el levantamiento de información, describir los problemas y
requerimientos de cada actividad del plan de trabajo.
Según el estudio, la investigación es descriptiva, Tamayo (2003; p. 46),
la define como “ la descripción, registro, análisis e interpretación y la
composición o procesos de los fenómenos”.
➢ Diseño de la Investigación
De a acuerdo a las características de la investigación, la naturaleza
es de campo, la cual consiste, ”en el análisis sistemático de problemas en
la realidad, con el propósito bien sea de describirlos, interpretarlos,
entender su naturaleza y factores constituyentes, explicar sus causas y
efectos, o predecir su ocurrencia, haciendo uso de métodos característicos
de cualquiera de los paradigmas o enfoques de investigación conocidos o
en desarrollo” (UPEL, 2005; p. 14).
Igualmente se considera que la investigación es documental
porque, “es un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis,
críptica e interpretación de datos secundarios, es decir, los obtenidos y
registrados por otro investigadores en fuentes documentales: impresas,
audiovisuales o electrónicas”, (Arias, 2006; p. 27).
➢ Población y Muestra
La población está formada por los operadores del sistema en los
tres turnos de guardia de la sala de control de la planta y el
administrador del sistema.
Para la muestra solo se tomó en cuanta a el administrador del
sistema y a los operadores que estaban de guardia durante el horario de
pasantía, de 7:00 am a 3:00 pm.
➢ Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
Las técnicas de recolección de datos permitieron obtener la
información necesaria para determinar los problemas y las necesidades en
la planta. Según Tamayo y Tamayo (2001), “Es la parte operativa del
22
diseño investigativo, hace relación al procesamiento , condiciones y lugar
de recolección de datos.” (p. 20). Como técnicas e instrumentos se de
recolección se utilizaron:
Observación libre o no estructurada: Es la que se ejecuta en función de
un objetivo, pero sin una guía prediseñada que especifique cada uno de
los aspectos que deben ser observados. (Arias F, 2006; p. 70). La
Entrevista: Más que un simple interrogatorio, es una técnica basada en un
diálogo o conversación “cara a cara”, entre el entrevistador y el
entrevistado acerca de un tema previamente determinado, de tal manera
que el entrevistador pueda obtener la información requerida. (Arias F,
2006; p. 73).
Revisión Documental: Se estudió el manual operativo del proceso de
recepción, almacenamiento y despacho de combustible, asimismo se
estudiaron los manuales del SCADA Guardián del ALBA y otras fuentes
teóricas que sirvieron de base para las tareas realizadas.
• Selección de un Modelo de Proceso para la Migración
Para realizar la migración del SCADA PlantScape R200 al SCADA
Guardián del ALBA, fue necesario establecer un modelo de proceso de
desarrollo de software que se adaptara a los requerimientos del proyecto.
Según Pressman (2005), el Proceso de Desarrollo de Software, “Es el marco
de trabajo de las tareas que se requieren para construir software de
calidad”(pag. 13).
A pesar de que el título de este documento es migración, las etapas que
se llevan a cabo, son en algunos casos, las mismas que las de un proceso de
desarrollo de software debido a las tareas que se deben desarrollar en cada una
de ellas; en este sentido, las tareas deben estar inmersas en un plan y seguir un
orden que permita controlar la ejecución del proceso.
23
Para la migración se diseñó un modelo híbrido de desarrollo de
software compuesto por un modelo de proceso ágil y un modelo de proceso
convencional, los cuales de describen a continuación:
➢ Modelo de Proceso Convencional Espiral:
Pressman (2005), lo define como “un modelo de proceso de
software evolutivo, que conjuga la naturaleza iterativa de construcción
de prototipos, con los aspectos controlados y sistemático del modelo
lineal secuencial.
Se eligió este modelo de proceso porque se adapta a las
características del proyecto en cuanto a lo siguiente:
✔ Varias actividades del plan de trabajo representa una iteración
donde se dan las etapas de análisis, diseño, desarrollo o
implantación y pruebas.
✔ Cada actividad de plan de trabajo representa una entrega que
puede o no se funcional.
✔ En cada iteración se pueden hacer correcciones a la actividad
anterior si las amerita.
✔ Se valoran los riesgos que puedan a afectar la migración.
➢ Modelo de Proceso Agil Programación Extrema
Mendoza (2004), la define como “una de las metodología de
desarrollo de software para proyectos de rápida ejecución, de corto
plazo, con pocas personas y donde se incluye al cliente como parte del
equipo”.
Este modelo de proceso cumple con las siguientes
características para el proyecto:
✔ Proyecto de corto tiempo, 5 meses.
✔ Trabajo en conjunto con el cliente.
24
✔ Comunicación con otros usuarios y equipos de desarrollo.
✔ Pruebas unitarias sin haber terminado la fase de desarrollo de
un ciclo y pruebas finales.
Ingeniería de Requisitos
En esta fase se identificaron, analizaron y especificaron los requisitos de la
migración del SCADA PlantScape R200 al SCADA Guardián del ALBA, a través de
una investigación realizada en la sala de control donde residen los servidores del
SCADA PlantScape R200 y los documentos tanto del sistema como del proceso que
se da en la planta.
Según Pressman, la ingeniería de requisitos facilita el mecanismo para
comprender lo que quiere el cliente, analizando las necesidades, confirmando su
viabilidad, negociando una solución razonable, especificando las soluciones sin
ambigüedad, validando la especificación y gestionando los requisitos para que se
transformen en un sistema operacional”. (2005, p. 171).
• Identificación de Requerimientos
En esta fase se aplicaron las técnicas de investigación para identificar
los problemas presentes en el sistema y como solucionarlos, las peticiones
hechas por el cliente, y los objetivos del proyecto; la investigación se realizo
mediante entrevistas no formales al administrador y a los operadores del
SCADA PlantScape R200, tomando nota en cada caso de las respuestas
obtenidas. También se estudiaron los documentos del proceso de recepción,
almacenamiento y despacho de combustible, el manual de operaciones de la
Planta, el manual de instalación, de configuración del SCADA Guardián del
ALBA.
• Análisis de Requerimientos
Se tabularon los datos obtenidos, clasificados por ámbito y problemas
observados. Posteriormente se estudiaron y propusieron soluciones, esto fue
25
realizado con la participación del administrador del sistema.
• Resultados Obtenidos
El sistema esta compuesto por tres (3) clientes (estaciones de trabajo) y
dos (2) servidores en redundancia, en los cuales esta instalado el SCADA
PlantScape R200 bajo el sistema operativo Windows 2000. Cuenta con dos (2)
controladores modelo PLC5 de la empresa Allen Bradley. El driver de
comunicación utilizado entre el PlantScape y el PLC es el ABEthenet.
PlantScape sirve los datos a otras plantas a través de un servidor OPC que
provee el PlantScape y obtiene los datos a través de un cliente OPC.
La arquitectura de red actual es la siguiente:
Gráfico 2. Arquitectura de Red SCADA PlantScape SISOR Puerto Ordaz.
Fuente SISOR-PDVSA.
Los problemas observados en cuanto a la plataforma fueron los
siguientes:
➢ Los equipos que funcionan como servidores y clientes, se encuentran
26
obsoletos en comparación con lo que esta actualmente están en el
mercado.
➢ El Sistemas operativo utilizado es Windows 2000, para la fecha está
obsoleto, no dispone de actualizaciones ni soporte por parte de la
empresa que lo desarrollo y además se debe pagar licencia.
➢ Se corre el riesgo de que en cualquier comento ocurran fallas en el
sistema ocasionando esto la paralización del proceso lo cual afecta el
servicio que presta la planta.
➢ La supervisión y control de los niveles o estados no deseados de los
dispositivos es vital, en caso de que falle el sistema, se corre el riesgo
de que ocurran accidentes, daños en los dispositivos y las personas que
laboran en la planta.
➢ El PlantScape se encuentra obsoleto para la fecha, tampoco dispone de
soporte e implica altos costos de mantenimiento. Adicionalmente este
sistema es privativo y se paga licencia por su uso.
➢ No se cumple con el decreto 3.390
Entre los requerimientos hechos por la empresa, están:
➢ Migrar base de datos del SCADA PlantScape R200 al SCADA
Guardián del ALBA.
➢ Diseñar, desarrollar y configurar, los despliegues del proceso de
recepción, almacenamiento y despacho de combustibles, los más
parecido posible a los despliegues actuales para reducir el impacto en
los operadores.
➢ Configurar un proyecto con toda la información de la planta requerida
por el SCADA Guardián del ALBA, cumpliendo con los estándares
establecidos.
➢ Instalar dos servidores con sistema operativo Debian Lenny 5.04.
27
➢ Instalar en cada servidor el SCADA Guardián del ALBA.
➢ Los servidores deben estar sincronizados (modo redundante) para
garantizar la continuidad del servicio en caso de que algunos de ellos
falle.
✔ Comunicación y Adquisición de Datos
✔ Configuración, Seguridad e Históricos
✔ Ambiente Gráfico de Configuración, Edición y Ejecución
➢ Realizar pruebas de comunicación entre el PLC, ejecutar comandos
sobre los dispositivos en campos, validar el comportamiento y
reconocer fallas.
Adicionalmente la arquitectura establecida para el Guardián del ALBA es:
Gráfico 3. Arquitectura de Red SCADA Guardián del ALBA SISOR Puerto
Ordaz. Fuente SISOR-PDVSA.
28
La diferencia con respecto a la arquitectura del PlantScape, es que los
servidores se sincronizan directamente a través de una conexión punto punto y
se debe implementar un Servidor OLE for Process Control (OPC), el servidor
OPC es la fuente de datos (como un dispositivo hardware a nivel de planta) y
cualquier aplicación basada en OPC puede acceder a dicho servidor para
leer/escribir cualquiera variable que ofrezca el servidor. Es una solución
abierta y flexible al clásico problema de los drivers propietarios.
Acondicionamiento de la Plataforma de Trabajo
En esta etapa se estudiaron e instalaron todas las herramientas de software
necesarias para trabajar .
• Análisis Previo: de acuerdo a los requerimientos establecidos, se realizo una
lista de las posibles herramientas que servirían para realizar cada unas de las
tareas. Estas herramientas tenían que ser libres para no tener problemas por
derechos de autor y para ir en pro de la soberanía tecnológica.
Las herramientas seleccionadas adicionales al Guardián del ALBA,
son:
➢ Sistema Operativo Debian Lenny 5.04: Debian es un sistema operativo
(S.O.) libre, para su computadora. El sistema operativo es el conjunto de
programas básicos y utilidades que hacen que funcione su computadora.
Debian utiliza el núcleo Linux (el corazón del sistema operativo), pero la
mayor parte de las herramientas básicas vienen del Proyecto GNU; de ahí
el nombre GNU/Linux.
➢ SCADA Guardián del ALBA: Es un sistema de control industrial,
dirigido a cubrir inicialmente, las necesidades de la industria petrolera
nacional, adicionalmente se visualiza como una solución a ser implantada
en cualquier industria de los pueblos del ALBA, tales como industrias de
alimentos, mineras, eléctricas, de manufacturas, entre otras. Esta formado
29
por los siguientes módulos:
✔ Módulo de Comunicación: Este modulo es quien comunica a los
demás componentes del SCADA, recibe dos parámetros de
configuración, uno es la dirección IP del servidor y el otro el puerto
por donde escucharan las peticiones.
✔ Módulo de Adquisición de Datos: Este modulo es el encargado de
adquirir los datos monitorizando en tiempo real a cada dispositivo,
procesa las acciones de control y las alarmas. Soporta dos modelos
de Funcionamiento:
No Redundante: Este modelo de funcionamiento no admite
sincronización de datos con otro servidor. Solo recibe la dirección
IP y el puerto, el nombre de usuario y la contraseña del
administrador de la base de datos general del sistema.
Redundante: Admite sincronización de datos con otro servidor de
forma directa (punto a punto), a través de direcciones privadas,
cada servidor recibe una dirección diferente. También se debe
indicar el nombre de usuario y la contraseña del administrador de la
base de datos general del sistema.
➢ Módulo de Configuración: Este modulo se encarga de almacenar, y
suministrar la información base para el funcionamiento de los demás
módulos. El recibe como parámetros la dirección ip y el puerto del
servidor, el nombre de la base de datos general del sistema, el
administrador de la base de datos y la contraseña.
➢ Módulo de Seguridad: Este modulo provee las funciones necesarias
para garantizar el trabajo autorizado de usuario, además brinda
herramientas para la protección contra ataques maliciosos. Él recibe
como parámetros de configuración, la dirección ip y el puerto del
servidor, el nombre la base de datos de seguridad, el usuario
30
administrador de la base de datos y la contraseña.
➢ Módulo de Históricos: Este modulo se encarga de almacenar los
eventos de alarmas, comportamiento de los dispositivos con el fin de
tener un respaldo que luego sea de utilidad. El recibe como parámetros
de configuración, la dirección ip el puerto del servidor, el nombre de la
base de datos, el usuario que la administrara y la contraseña.
➢ Módulo de Base de Datos: Consta de una interfaz gráfica para
configurar los proyectos de base de datos. Aquí se define todos los
datos del controlador, los roles de usuarios, canales de comunicación y
sobre todo las variables analógicas y digitales. El proyecto debe ser
cargado en el servidor para que los datos puedan ser leídos por los
demás componentes del SCADA.
➢ Módulo de Desarrollo de Despliegues: Este es el modulo para crear los
despliegues, estos son interfaces gráficas de usuarios que permiten
supervisar y realizar acciones de control en un proceso, supervisar
alarmas, eventos, generar reportes. Usa como lenguaje de
programación Java y Netbeans como IDE. Consta de varios
componentes predefinidos para estandarizar la creación de despliegues.
➢ Módulo de Visualización: Este modulo es el que permite que los
usuarios (operadores) interactúen con los despliegues para supervisar y
controlar el proceso de recepción, almacenamiento y despacho de
combustible. Lo único que hay que configurar de este modulo es un
archivo que contiene los nombres y rutas de los despliegues.
➢ Recolector Gráfico: Permite verificar el correcto funcionamiento de los
drivers y dispositivos, sin la necesidad de ejecutar e instalar otros
componentes del Guardián del ALBA.
➢ Objetos Gráficos: Este es un paquete que contiene solamente objetos
gráficos para usarlos en el diseño de los despliegues. Cada modulo a su
31
vez instala otros paquetes como dependencias, algunos son librerías
propias y otras del sistema operativo.
➢ Blender: Es un programa informático multiplataforma, dedicado
especialmente al modelado, animación y creación de gráficos
tridimensionales.
➢ Gimp: Es un programa de edición de imágenes digitales en forma de
mapa de bits, tanto dibujos como fotografías.
➢ InkScape: Es una herramienta de dibujo libre y multiplataforma para
gráficos vectoriales SVG.
➢ Geany:Es un editor de texto ligero con características básicas de
entorno de desarrollo integrado (IDE).
➢ LibreOffice: LibreOffice es una suite gratuita de productividad personal
de código abierto para Windows, Macintosh y Linux, que le da 6
aplicaciones ricas en funcionalidades para todas sus necesidades de
producción de documentos y procesamiento de datos: Writer, Calc,
Impress, Draw, Base y Math.
➢ Planner: es una herramienta para planear, programar y seguir proyectos
• Proceso de Instalación:
Se instalo el sistema operativo y posteriormente se realizó una
actualización del sistema como medida de seguridad para garantizar
estabilidad del sistema. Luego se instalo el Guardián del ALBA, esta es la
instalación más importante; y fue realizada como lo indica su manual de
instalación, todo el proceso de fue realizado desde el interprete de comandos
de debian, posteriormente fue necesario realizar algunas configuraciones
necesarias por algunos de los módulos, indispensables para que funcione el
SCADA.
Por ultimo se instalaron los programas: Gimp, InkScape, Blender,
32
LibreOffice y Planner, todos estos programas se encuentran en los repositorios
de Debian.
• Ejecución de los Módulos del SCADA: Los módulos del sistema no son
cargados completamente de forma automática, por lo que fue necesario crear
un script para arrancar y detener los servicios de cada módulo en el siguiente
orden: comunicación, configuración, adquisición, seguridad e históricos. Para
detener los servicios debe hacerse en orden inverso.
Migración de Base de Datos del SCADA PlantScape R200 al SCADA Guardián del
ALBA
La migración de datos, comprendió varias tareas importantes y de sumo
cuidado, porque los datos que se manipularon son un recurso valioso para la empresa.
Los datos manejados se denominan variables o puntos, donde cada variable de
proceso se representa como un dato simple que se transmite hacia los niveles
superiores indicando el estado de los dispositivos, los cuales permiten tener una
visión clara de la planta. Como toda migración, se debe seguir un plan, el cual se
describe como sigue:
• Identificar los Datos para la Migración: Los datos a migrar estaban
almacenados en los servidores del SCADA PlantScape R200; estos fueron
exportados a un archivo de tipo hoja de calculo (.xls) por el administrador del
sistema. La base de datos, constaba de dos archivos de tipo xls, uno contenía
las variables digitales y el otro las variables analógicas. También se obtuvo la
información almacenada en el PLC sobre los dispositivos, en un archivo
Portable Document Format (PDF).
• Planificación de la Migración: en esta etapa se establecieron las tareas, las
herramientas necesarias para realizar la migración y como iba a realizarse el
proceso.
33
➢ Tareas:
✔ Eliminación de variables repetidas o no usadas
✔ Corrección de variables con nombre o dirección errónea.
✔ Creación de la nueva base de datos partiendo de la corregida
✔ Combinar variables para optimizar reducir el tamaño de la base
de datos
✔ Agregar nuevas variables
✔ Configuración de alarmas
✔ Crear Proyecto de configuración del SCADA Guardián del
ALBA.
➢ Herramientas:
✔ Modulo de Base de Datos: Utilizado para crear, modificar y
eliminar las variables analógicas y digitales. Una captura se
muestra en el Anexo B.
✔ Calc: es un paquete de la Suite de LibreOffice para manipular
hojas de calculo.
➢ Tiempo: Se estipulo una duración de dos meses.
• Ejecución de la Migración:
➢ Se realizo un exhaustivo trabajo de comparación para cada tipo de
dispositivo (analógico y digital), a un aproximado de 1000 datos, donde
se buscaron inconsistencias entre direcciones para cada dato,
identificadores o tags, descripción. El proceso fue realizado de forma
manual, de uno en uno. Esto permitió encontrar desigualdades, datos
que no se utilizan, datos repetidos. Lo cual sirvió para eliminar y
corregir en cada caso las variables afectadas y de esta forma contar con
una base de datos sin ambigüedades y sin datos innecesarios.
34
➢ Luego como una propuesta para optimizar la base de datos, se considero
unir en un solo tag varias variables para ciertos dispositivos, con lo que
ahora en vez usar dos tag en las llamadas a base de datos, se usara uno
solo.
➢ Posteriormente se creo la nueva base de datos partiendo de la anterior,
y se realizó de la siguiente forma, con el modulo de base de datos se
crearon todas las variables que hacen referencia a un único dispositivo,
como en la tabla que sigue:
Tabla 1. Ejemplo Básico de Variables para un Dispositivo Digital
tag Dirección estado Acción de Control
Variable1 N10:20/1 Estado de encendido Si
Variable2 N20:20/1 Estado de fallas Si
Variable3 N10:30/2 Estado de fallas 2 Si
Variable4 N20:30/2 Estado de local/remoto Si
Fuente propia, Antony Petrocelli.
Luego a través de una opción del programa, se exportó a un archivo de
tipo CSV ese único punto, luego se editó dicho archivo con Calc, el
cual se visualizaba como una plantilla, donde cada columna indica y
un atributo del dispositivo por cada variable. Como muchos
dispositivos son iguales, se duplicaron tantas variables por dispositivos
en la plantilla y se cambiaron los nombres y direcciones para no crear
conflictos, de esta forma se evitó crear cada punto desde la interfaz
gráfica lo cual facilitó y aceleró el trabajo. Esto se realizó para cada
dispositivo analógico y digital diferente en la base de datos.
➢ Se configuraron las alarmas tal cual como estaban en la base de datos
anterior una vez creada la base datos.
35
➢ Se configuró el proyecto con la descripción de la planta, los
controladores y sus direcciones, canales de comunicación, los perfiles
y usuarios del sistema, entre otros detalles.
Este proceso dio como resultado una base de de datos de 149 variables
analógicas y 595 variables digitales compatible con el SCADA Guardián del
ALBA donde se eliminaron y corrigieron algunas variables, también se
optimizo y se redujo su tamaño. Se realizaron las pruebas para diagnosticar la
comunicación, para verificar que no hubieran errores en los datos. Las
estructuras resumidas de las plantillas se describen a continuación:
• Diccionario de Datos de las Plantillas Utilizadas
Puntos Digitales: Hace referencia a los dispositivos que funcionan por estados
(apagado, encendido, abierto, cerrado).
Tabla 2. Plantilla de Puntos Digitales
Nombre Campo Tipo Descripción
PointName string Nombre de la variable asociada a cada punto
Description string Descripción de la variable
Group string Grupo operacional de privilegios del proyecto
PointType string Indica el tipo de entrada
Device string Nombre del Controlador (PLC)
Frecuency integer Frecuencia de muestreo
InputDataType varios Tipo de datos de la entrada
InputBit integer Numero de bits de la entrada
InputBitsBySegment integer Numero de segmentos de entrada
InputAddress string Dirección de entrada por sgmento
InputAssociatedBit integer Bit asociado a la dirección
NumbersBit integer Tamaño en bits por segmento
Estado string Estado del dispositivo (abierto, apagado)
StateAlarmIsEnable integre Habilita alarma de estado (0-1)
36
StateAlarmSeverity integer Severidad de estado de alarma
StateAlarmPriority Integer Prioridad del estado de la alarma
CommandFailAlarmIsEna integer Habilita falla de ejecución de comando
CommandFailAlarmSever integer Severidad de la falla ejecución de comando
Output integer Tipo de control
TimeOut integer Tiempo de espera de envío de comando
TransferTime integer Tiempo de espera por ejecución de comando
OutputBit integer Numero de Bits de salida
OutputSegmentCount integer Numero de segmentos de salida
OutputType integer Tipo de salida
OutputTypeTime integer Tiempo de duración del pulso
OutputAddress string Dirección de salida por sgmento
OutputAssociatedBit integer Bit asociado a la dirección
NumbersBit integer Tamaño en bits por segmento
ActionSimul string Estado de salida (encender, apagar, abrir)
StateReturnSimul integer Es estado
Historical string Indica grupo de histórico configurado
Fuente SISOR-PDVSA.
• Puntos Analógicos: Hace referencia a dispositivos que trabajan con valores
continuos.
Tabla 3: Plantilla de Puntos Analógicos
Nombre Campo Tipo Descripción
PointName string Nombre de la variable asociada a cada punto
Description string Descripción de la variable
Group string Grupo operacional de privilegios del proyecto
PointType string Indica el tipo de entrada
Device string Nombre del Controlador (PLC)
InputAddress string Dirección de entrada por sgmento
InputDataType varios Tipo de datos de la entrada
Frecuency integer Frecuencia de muestreo
DeabBand integer
InputConvertion integer Habilita conversión de datos de entrada
37
InputMinFieldUnits integer Unidad minima de entrada
InputMaxFieldUnits integer Unidad Maxima de entrada
InputIngenUnits string Entrada de unidad de medida de ingenieria
InputMinIngenUnits integer Valor mínimo de entrada unidad de ingeniería
InputMaxIngenUnits integer Valor maximo de entrada unidad de ingeniería
LevelAlarm IsEnable integer Habilita el nivel de alarma (0-1)
LevelAlarm Value integer Valor del nivel de alarma
LevelAlarm Severity integer Severidad del nivel de alarma
LevelAlarm Priority integer Prioridad del nivel de la alarma
TimeOut integer Tiempo de espera de envío de comando
TransferTime integer Tiempo de espera por ejecución de comando
OutputConvertion integer Habilita conversión de datos de salida
OutputMinFieldUnits integer Unidad minima de salida
OutputMaxFieldUnits integer Unidad Maxima de salida
OutputMinIngenUnits integer Valor minimo de salida unidad de medida de
ingenieria
OutputMaxIngenUnits integer Valor maximo de salida unidad de medida de
ingenieria
Historical string Indica grupo de histórico configurado
Valor Inicial real Valor inicial por defecto de la variable
Fuente SISOR-PDVSA.
• Algunos dispositivos del proceso de recepción, almacenamiento y despacho
de combustible
➢ Digitales
✔ Bombas
✔ Válvulas Motorizadas
✔ Válvula Controladora de Presión
✔ Válvulas de Control de Flujo
✔ Switches
➢ Analógicos
✔ Transmisor de Presión
38
✔ Transmisor de Densidad
✔ Transmisor de Temperatura
✔ Transmisor de Flujo
✔ Indicador de Voltaje
✔ Indicador de Nivel
Desarrollo y Configuración de Esquemáticos (IHM)
En esta actividad se vuelve a dar un ciclo donde nuevamente hay que hacer
análisis de requisitos, diseño, desarrollo y realización de pruebas para la elaboración
de los despliegues. Primeramente se analizaron los despliegues del SCADA
PlantScape R200, se diseñaron los borradores correspondientes lo cual sirvió para
crear los escenarios que definieron la utilización de los despliegues.
• Análisis y Modelado de Despliegues, Usuarios y Roles
En esta actividad se realizo el estudio de los despliegues actuales, se
contabilizo el numero de despliegues a desarrollar y sus características.
También se analizaron los usuarios que hacen uso del sistema y los roles de
cada uno, lo que permitió modelar a través de casos de uso, la interacción que
tendrán los usuarios con los despliegues, los mismos se muestran a
continuación.
Caso de Uso: General
Actores: Operador, Supervisor y Administrador
Descripción: Este caso de uso describe las acciones que pueden realizar los
operadores del sistema de forma general. Para poder ingresar al sistema, cada
usuario debe estar registrado, cada usuario debe estar asociado a un perfil, cada
perfil tiene privilegios distintos; supervisar solo puede observar, controlar
puede supervisar y ejecutar comandos, y administrar tiene todos los permisos.
39
Gráfico 4. Caso de Uso General Interacción de Usuario con Despliegues.
Fuente propia, Antony Petrocelli.
Casos de Uso: Recepción y Envío y Múltiple de Recibo
Actores: Operador, Supervisor y Administrador
Descripción: En estos despliegue se controla el proceso de recepción y el
envío de combustible de una planta a otra y a los tanques de la planta, es
necesario supervisar variables analógicas (temperatura, presión, flujo,
densidad) y los estados de los dispositivos digitales (válvulas y bombas), se
puede realizar control sobre los dispositivos que lo permiten. Todos los
usuarios deben estar registrados y cada uno tiene un perfil asociado.
40
Gráfico 5. Casos de Uso Recepción/Envío y Múltiple de Recibo. Fuente
propia, Antony Petrocelli.
Casos de Uso: Almacenamiento
Actores: Operador, Supervisor y Administrador
Descripción:Este despliegue permite supervisar y controlar la recepción,
almacenamiento de gasolina hacía los tanques y el despacho hacia las bombas.
Entre las actividades de de control, están supervisar los niveles, estados de los
tanques y los estados de las válvulas. Las acciones de control son para abrir y
41
cerrar las válvulas presentes en el proceso para cada tipo de combustible,
también se puede controlar el recibo y despacho.
Gráfico 6. Casos de Uso Almacenamiento de Producto. Fuente propia,
Antony Petrocelli.
Casos de Uso: Bombas
Actores: Operador, Supervisor y Administrador
Descripción: En estos despliegues se puede supervisar y controlar las
variables asociadas al proceso de bombeo de combustible a las islas (canal en
42
el que se estaciona una cisterna) de llenadero. Entre las tareas de supervisión
están visualizar los estados de las bombas, las fallas, los estados de las
válvulas. Las acciones de control permitidas son para encender y apagar las
bombas, abrir y cerrar válvulas, y cancelar la operación de bombeo.
Gráfico 7. Casos de Uso de Bombas. Fuente propia, Antony Petrocelli.
Caso de Uso: Despacho
Actores: Operador, Supervisor y Administrador, Sistema
Descripción: Este tipo de despliegue lo conforman todos los despliegues de
despacho de producto, y estos a su vez representan a los despliegues de
bombas y tanques, en ellos solo se puede supervisar y la idea es tener una
visión amplia de varios procesos en uno, en caso de que se genere una falla,
43
alerta o sea necesario realizar una acción de control, se debe ir a el despliegue
correspondiente para ejecutar el comando.
Gráfico 8. Casos de Uso Despacho de Productos. Fuente propia, Antony
Petrocelli.
Caso de Uso: Niveles de Tanques
Actores: Operador, Supervisor y Administrador
Descripción: Este es un caso de uso genérico que aplica para los despliegues
tanque subterráneo, resumen de variables y tanques de agua. Tanques
subterráneos muestra los niveles de los tanques 11 y 12, resumen de variables
de tanques muestra todos los niveles y otros datos de tanques de la planta. Los
tanques de agua solo muestran si sus niveles están normales. Básicamente lo
que se puede hacer en estos despliegues es supervisar los niveles y estados de
los elementos presentes en cada uno de ellos, todos los usuarios pueden
realizar esta tarea.
44
Gráfico 9: Caso de Uso Niveles de Tanques. Fuente propia, Antony
Petrocelli.
Caso de Uso Integridad del Sistema
Actor: Administrador
Descripción: Permite supervisar el estado de los dispositivos que forman parte
del sistema de control de la planta, estado de los servidores, el estado de
estaciones de trabajo, el estado del PLC y la comunicación con rack,
adicionalmente se puede habilitar o deshabilitar la comunicación.
Gráfico 10. Caso de Uso Integridad del Sistema. Fuente propia, Antony
Petrocelli.
45
Caso de Uso: Parámetros de Secuencia
Actor: Administrador
Descripción: Provee interfaz para la introducción de ciertos datos requeridas
por las secuencias de recibo para el control de las válvulas de flujo y presión,
tanques y despacho, estos datos son introducidos por teclado numérico y es
realizado por el administrador del sistema.
Gráfico 11. Caso de Uso Parámetros de Secuencia. Fuente propia, Antony
Petrocelli.
Caso de Uso: Habilitar Secuencia
Actor: Administrador
Descripción: Permite habilitar o deshabilitar el modo automático de las
secuencia de recibo, despacho y llenadero, el administrador puede visualizar
los estados establecidos y también puede cambiarlos.
46
Gráfico 12. Caso de Uso Habilitar Secuencia. Fuente propia, Antony
Petrocelli.
• Desarrollo de Despliegues
Este proceso consistió en crear cada despliegue del SCADA
PlantScape R200 en el SCADA Guardián del ALBA para el proceso de
recepción, almacenamiento y despacho de combustible. El requerimiento es
que cada despliegue debe permitir supervisar y controlar un proceso
especifico, en algunos solo se requiere poder supervisar nada más.
Para hacerlo se utilizó el modulo de desarrollo de despliegues el cual
se muestra en (Anexo C). Esta herramienta cuenta con todo lo necesario en
cuanto a diseño y desarrollo de interfaces gráficas usando para esto, objetos
gráficos prediseñados.
Aunque el Guardián dispone de un paquete de gráficos, fue necesario
diseñar la mayoría de los gráficos, adaptados a los dispositivos y las
instalaciones de proceso. Los objetos gráficos se diseñaron con los software
correspondientes, Blender para el modelado 3D de válvulas, bombas y
tuberías, Gimp para la edición que en algunos casos fue necesaria e Inkscape
para armar la base de despliegue. Entre los gráficos utilizados, están los que
simulan el proceso llamados fondos, estos sirven de base o guía para organizar
los objetos que representan a los dispositivos en campo, (ver Anexo D).
Este fondo representa a el despliegue de bombas de gasolina 95, todos
los dispositivos presentes en el, tienen una posición específica y cada
dispositivo esta representado por un objeto gráfico donde este objeto a su vez
esta relacionado con las imágenes que simulan los estados del dispositivo
(misma imagen pero con otros colores) y el o los tags a los cuales hace
referencia en base de datos, las cuales en el momento de ejecución de acuerdo
a su valor, el dispositivo tomara un estado que cumpla la condición
47
establecida.
Ejemplo de imágenes para representar los estados de una bomba:
Gráfico 13. Imágenes de bombas para animar estados. Fuente SISOR-
PDVSA.
A continuación se listan los pasos para crear un despliegue:
➢ Crear un proyecto en el modulo de desarrollo
➢ Insertar un contenedor de objetos y asignarle la imagen de fondo del
despliegue correspondiente.
➢ Insertar todos los objetos (imágenes, niveles, botones, etiquetas) que
representaran a los dispositivos que intervienen en un proceso que se
vaya a simular.
➢ Configurar objetos, cada objeto dependiendo del tipo de dispositivo
(digital o analógico) tendrá una configuración. Si es digital se
configuraran los estados y/o las acciones de control que podrá ejercer.
Cada dispositivo esta referenciado por un tag o varios tags, estas
variables son las que indican los estados del dispositivo, ejemplo: los
estados normales de una bomba serian encendido, pagado o
desconectada y para acciones de control sería encender o apagar, y así
otros casos, de acuerdo a el tipo de dispositivo.
➢ Una vez configurado un dispositivo o terminado el despliegue, se
puede compilar el proyecto.
➢ Luego se debe copiar el proyecto a una carpeta de despliegues que sera
usada por el modulo de visualización de despliegues.
48
➢ Probar el despliegue en el módulo de visualización.
El proceso de desarrollo dio como resultado 31 despliegues, los mismo se
listan en la siguiente tabla y se indica el anexo correspondiente.
Tabla 4. Despliegues Desarrollados
Nº Nombre Funcional Anexo
1 Trampa de Recepción y Envío SI E
2 Múltiple de Recibo SI F
3 Tanques G-95 SI G
4 Tanques G-91 SI
5 Tanques Diesel SI
6 Tanque Reserva1 SI
7 Tanque Reserva2 SI
8 Tanque de Interfase SI H
9 Tanques de Agua SI
10 Bombas de Llenadero G-95 SI
11 Bombas de Llenadero G-91 SI I
12 Bombas de Llenadero Diesel SI
13 Bombas de Llenadero Reserva1 SI
14 Bombas de Llenadero Reserva2 SI
15 Bomba de Transferencia SI
16 Linea de Despacho G-95 SI
17 Linea de Despacho G-91 SI
18 Linea de Despacho Diesel SI J
19 Linea de Despacho Reserva1 SI
20 Linea de Despacho Reserva2 SI
21 Isla 1 SI
22 Isla 2 SI
23 Isla 3 SI
24 Isla 4 SI K
49
25 Resumen de Variables de Tanques SI L
26 Comunicación Entre Servidores NO M
27 Estado de las Remotas NO
28 Integridad del Sistema SI N
29 Parámetros de las Secuencias SI O
30 Tanques Subterráneos Si
31 Habilitación de Secuencia SI Fuente propia, Antony Petrocelli.
• Implementar Despliegues
Esta tarea consiste en copiar todos los proyectos a una carpeta
especificada para los despliegues, la cual se le indica al modulo de
visualización. Adicionalmente se debe hacer referencia a cada despliegue en
un archivo del modulo de visualización, donde se indica el nombre que tendrá
el despliegue cuando sea ejecutado y la ruta y nombre del archivo o proyecto
del despliegue en si. Esto se hace para todos los despliegues que se vayan a
implementar. Posteriormente se ejecuta el modulo de visualización para
probar los despliegues.
• Validación de Despliegues
Se hizo una revisión de la estética, la posición de los objetos, nombres
de los despliegues, cumplimiento de estándares, la visualización en pantalla;
para corregir y aprobar el trabajo realizado. Adicionalmente se realizaron
pruebas para visualizar el comportamiento de los deferentes dispositivos, para
no dejar pasar ningún error y certificar el correcto funcionamiento.
Pruebas Finales
Básicamente las pruebas finales fueron para diagnosticar el funcionamiento
del SCADA Guardián del ALBA en dos aspectos:
50
• Módulos del SCADA: se evaluó la ejecución correcta de módulos, las
seguridad y el rendimiento.
• Adquisición, Supervisión y Control: se probo la comunicación con el PLC,
visualizar el cambio de lo estados de los diferentes dispositivos, visualizar las
fallas, la ejecución de comandos para encender o apagar bombas, para abrir o
cerrar válvulas, para reconocer fallas, para cambiar parámetros a través de
campos numéricos.
Los despliegues probados dieron buenos resultados, exceptuando la
actualización del valor que se ingresaba a través de los campos numéricos en
el despliegue Parámetros de Secuencia, no se reflejaba el cambio, esto sirvió
para reportar la falla a los desarrolladores del SCADA Guardián del ALBA
para que fuera solventada en próximas versiones.
Esto demuestro que el Guardián del ALBA es un sistema apto para ser
implantado en cualquier planta de distribución de combustible.
51
FACILIDADES Y DIFICULTADES
Facilidades
• Estar en la misma oficina del tutor permitió aclarar dudas en el momento en
que se presentaban.
• La disposición del tutor para explicar temas no manejados en profundidad
sirvió para entender mejor el funcionamiento del sistema y el proceso de la
planta.
• Las tareas asignadas no estuvieron fuera de del área de conocimiento
• Contar con todas las herramientas (hardware y software)
• Uso de aplicaciones manejadas con anterioridad.
• Acceso a internet para buscar información adicional, instalar programas
desde repositorios.
• Tener conocimientos sobre el sistema operativo, instalación de servicios,
sirvió para agilizar las tareas de configuración del SCADA Guardián del
ALBA
• Acceso a la sala de control para estudiar los despliegues y su
comportamiento en el SCADA PlantScape R200
• Disponibilidad de los operadores para aclarar dudas sobre el proceso de la
planta y los dispositivos.
Dificultades
• El inicio de las tareas preliminares fue lento porque no fueron bien
especificados los requerimientos, quedando algunos de estos ambiguos.
• Si el tutor no estaba, no había otra persona que aclarara las dudas sobre
temas técnicos.
• No contar con documentación actualizada.
• No contar con los estándares de base de datos, despliegues.
• Las pruebas tenían que ser supervisadas por medidas de seguridad , lo cual
traía atraso en la continuidad del proceso de las actividades.
A pesar de estas dificultades, se pudo realizar el trabajo y cumplir con los
objetivos; en todo el inicio de proyectos hay dudas que con el pasar de los días se van
aclarando, solo hay que adaptarse al área de trabajo y dedicarse a realizar las tareas
asignadas.
53
CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE LA PASANTÍA
• Se fortalecieron los conocimientos en cuanto a gestión de proyectos
• Se comprobó la importancia de una buena planificación de actividades en
función del tiempo.
• Se aprendió sobre los procedimientos administrativos, normas y deberes que
se deben cumplir en una organización.
• Se reforzaron los conocimientos sobre normas, precauciones y medidas de
seguridad que se deben seguir al laborar en una planta de distribución
combustible.
• Se conoció el proceso de recepción, almacenamiento y despacho de
combustible y se evidencio la importancia del mismo para la comunidad.
• Se reforzó la importancia de tener independencia tecnológica en cuanto a
Tecnologías de Información y Comunicación
• Se adquirieron nuevos conocimientos en cuanto a sistemas de Supervisión,
Control y Adquisición de Datos.
• Se aprendió la importancia de utilizar los estándares.
La pasantía realizada permitió reforzar los conocimientos adquiridos en el
proceso de formación al ponerlos en practica en la ejecución de las actividades.
Queda una experiencia que servirá para afrontar con seguridad y claridad el por venir
en el ámbito laboral.
CONCLUSIONES
• La migración de un SCADA a otro es una actividad que se realiza en un
periodo lago de tiempo, no se debe cambiar un sistema de la noche a la
mañana porque existe un proceso critico que no debe detenerse y se corre el
riesgo de perder la continuidad. Es necesario que el nuevo sistema pase por un
periodo de prueba donde se puedan realizar las validaciones necesarias que
certifiquen el cumplimiento de los requerimientos.
• Es importante que el diseño de los despliegues sea lo más parecido posible a
los despliegues que se vayan a sustituir, porque reduce el impacto en los
usuarios y de esta forma evitar el rechazo al sistema.
• Contar con un sistema actualizado en un indicativo de seguridad y confianza
para el personal que labora en la planta, porque si falla se pone en riesgo la
vida, la vegetación y la perdida material.
• El SCADA Guardián del ALBA en un Software Venezolano que inició por la
necesidad de obtener el control de los sistemas informáticos inicialmente en la
industria petrolera con la visión de ser una alternativa para los Pueblos de
América. Trabajos como este impulsan y contribuyen al crecimiento del país.
• Si la independencia tecnológica es la meta, hay mucho trabajo por hacer,
proyectos como el Guardián del a ALBA hacen la diferencia y el cambio, solo
hay que poner un granito de arena.
55
RECOMENDACIONES
• El proceso de migración de datos es una tarea que quita mucho tiempo si se
realiza manualmente, es preferible contar con un programa o script para
automatizar el proceso.
• Es indispensable contar con las estándares y la documentación actualizada
para evitar hacer doble trabajo.
• Es necesario que en cada versión liberada del Guardián del ALBA sean
publicado los cambios realizado para saber si estos benefician a la planta y no
migrar innecesariamente.
• Dedicar al menos 3 equipos por un Guardián del ALBA para distribuir los
servicios.
• Para la ejecución correcta de los despliegues se sugiere un monitor mayor a 19
pulgadas.
• Automatizar el arranque de los servicios a través para que cuando el sistema
operativo inicie los cargue automáticamente.
56
REFERENCIAS
Allen Bradley, Allen-Bradley Ethernet Driver Help , Recuperado 08 de Octubre
de 2011, de
www.kepware.com/2FSupport_Center/2FSupportDocuments/2FHelp/2Fallenb
radley_ethernet.pdf
Carretero, J. (2001), Sistemas Operativos, España: McGRAW-HILL.
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. (1999). Decreto Oficial
de la República Bolivariana de Venezuela, 3.390, diciembre 23, 2004.
Debian (2011), Debian, Recuperado 08 de Octubre de 2011, de
http://www.debian.org/index.es.html.
Arias, Fidias (2006). El proyecto de investigación: Introducción a la metodología
científica. (5º. ed.) Caracas - Venezuela: Episteme.
GNU Operating System, (2010), La Definición del Software Libre, Recuperado
08 de Octubre de 2011, de http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.es.html.
Herrera, L. (2011), Instrumentación de Procesos Industriales, Recuperado 08 de
Octubre de 2011, de
http://cabierta.uchile.cl/libros/l_herrera/iq54a/especif.htm.
Mendoza, M. (2004), Metodologías De Desarrollo De Software, Recuperado 07
de Octubre de 2011, de
http://www.informatizate.net/articulos/metodologias_de_desarrollo_de_softwa
re_07062004.html
57
Petróleos de Venezuela S.A. (2011), Glosario de Términos, Recuperado 07 de
Octubre de 2011, de http://www.pdvsa.com/ .
PostgreSQL (2011), Sobre PostgreSQL, Recuperado 12 de Octubre de 2011, de
http://www.postgresql.org.es/sobre_postgresql.
Prssman, R. (2005). Ingeniería de Software. España: McGRAW-HILL.
Rodrigues A. (2007), Sistemas SCADAS 2da Edición, España: MARCOMBO
Servicios de Asistencia Técnica. (2011), Migración de Sistemas , Recuperado 08
de Octubre de 2011, de http://es.devoteam.com/index.php?
option=com_content&task=view&id=266&pays=es&Itemid=446&lang=6
Tamayo, M (2001), Metodología formal de la investigación científica 2a. ed,
Mexico: Editorial Limusa.
Tamayo, M. (2003), El Proceso de la Investigación Cientifica. Mexico: Noriega
Editores.
UPEL, Manual de Trabajos de Grado de Especialización, Maestrías y Tesis
Doctorales. Caracas: FEDUPEL.
58
GLOSARIO DE TERMINOS
• Canal: Se denomina red o canal a un conjunto de dispositivos interconectados
entre sí a través de algún medio físico y cuyo acceso desde el Sistema es
independiente de la interacción con el resto de los dispositivos. Bajo este
concepto podemos identificar como un canal a una red RS-485, que contiene
dispositivos conectados y que se conectan al sistema a través de un puerto
Serie del servidor de recolección.
• Canal Exclusivo: Un canal se denomina exclusivo si, para el funcionamiento
sin conflicto de todas las funciones del protocolo de comunicación del
sistema, con los dispositivos del canal, es necesario que en cada instante de
tiempo solo exista un solo dispositivo ocupado en el canal.
• Canal Compartido: Un canal se denomina compartido si el funcionamiento
sin conflicto del protocolo de comunicación del Sistema con los dispositivos
del canal admite que el número de dispositivos ocupados en el canal sea igual
al número de dispositivos del mismo. Bajo este concepto los protocolos
montados sobre redes TCP/IP, permiten la atención de varios dispositivos en
la misma red.
• Decreto 3.390: Establece que la Administración Pública Nacional empleará
prioritariamente Software Libre desarrollado con Estándares Abiertos, en sus
sistemas, proyectos y servicios informáticos. A tales fines, todos los órganos y
entes de la Administración Pública Nacional iniciarán los procesos de
migración gradual y progresiva de éstos hacia el Software Libre desarrollado
con Estándares Abiertos.
59
• Dispositivo: Se denomina dispositivo a un elemento de hardware que alberga
información de proceso o estado de si mismo, que forma parte de un sistema
automatizado. Comúnmente los dispositivos son Controladores Lógicos
Programables, Computadoras Industriales, Sistemas de Control Distribuidos,
sensores o actuadores inteligentes con capacidad de comunicación.
• Gabarra: Es un barco de suelo plano construido principalmente para el
transporte de bienes pesados a lo largo de ríos y canales. Habitualmente las
gabarras no son autopropulsadas y necesitan ser movidas por un bote
remolcador que tire de ellas o las empuje.
• Hidrocarburos: Son compuestos líquidos y gaseosos, constituidos por carbono
e hidrógeno. Según el número de los átomos de carbono, variarán las
propiedades de los hidrocarburos. A temperatura ambiente y presión
atmosférica los hidrocarburos que tengan hasta 4 átomos de carbono son
gaseosos (metano, etano, propano, butano). Entre 5 y 16 átomos de carbono
son líquidos (ciclo pentano, ciclo hexano, metil ciclo hexano y benceno). Los
hidrocarburos que posean mas de 16 átomos son sólidos (donde predominan
los asfaltos). Los petróleos son mezcla de estas cadenas de hidrocarburos y
según la composición de las mismas se tendrán los diferentes tipos de crudos.
A pesar de la gran diversidad de la composición de los hidrocarburos
presentes en cada petróleo crudo, la proporción de carbono e hidrógeno es casi
constante: 83% a 86% de carbono y 11% a 13% de hidrógeno.
• Polidúcto: Tuberías para transportar productos refinados o petroquímicos
desde las plantas a los centros de distribución y mercado o embarque.
• PostgresSQL: es un sistema de gestión de bases de datos objeto-relacional,
distribuido bajo licencia BSD y con su código fuente disponible libremente.
60
Es el sistema de gestión de bases de datos de código abierto más potente del
mercado y en sus últimas versiones no tiene nada que envidiarle a otras bases
de datos comerciales.
• Driver ABEthernet: El controlador Ethernet de Allen-Bradley proporciona
una manera fácil y confiable para conectar dispositivos Allen-Bradley
Ethernet para aplicaciones cliente OPC, incluyendo HMI, CADA, historiador,
MES, ERP y un sinnúmero de aplicaciones personalizadas. Este controlador
es compatible con la llen Bradley SLC5/05 serie y PLC5 PLCs de la serie.
Rangos de direcciones se abre para apoyar los futuros modelos de esta serie de
PLCs.
• Puntos analógicos: representan información continua en el tiempo, sus
valores pueden tomar cualquiera de los posibles en su rango. Por ejemplo un
punto que representa una variable de proceso como la Temperatura del Horno.
• Puntos Digitales: representan variables que contiene un número finito de
estados. En la versión actual del Guardián del ALBA se representan con 4 bits,
con los cuales se pueden describir hasta 16 estados.
• Sistema de Supervisión de control y adquisición de Datos (SCADA): Es un
software para adquirir datos de procesos industriales, en tiempo real y
representar las condiciones operacionales de forma visual, continua y
dinámica, y realizar remotamente operaciones de control.
• SCADA PlantScape R200: Es un sistema de Adquisición de Datos y Control
Supervisorio de la empresa HoneyWell. Consta de poderosas herramientas
que permiten monitorear y controlar diversos procesos en una planta.
61
• Script: En informática un guion, archivo de órdenes o archivo de
procesamiento por lotes, conocidos popularmente y con gran ingenio como
script, es un programa usualmente simple, que por lo regular se almacena en
un archivo de texto plano. Los guiones son casi siempre interpretados, pero no
todo programa interpretado es considerado un guion. El uso habitual de los
guiones es realizar diversas tareas como combinar componentes, interactuar
con el sistema operativo o con el usuario. Por este uso es frecuente que los
shells sean a la vez intérpretes de este tipo de programas.
• Servidor OPC: Es un estándar de intercambio de datos por excelencia que se
denomina (OLE fro Process Control). Es un estándar abierto que permite un
método fiable para acceder a los datos desde aparatos de campo.
• Sistema Operativo: Es un programa que tiene encomendadas una serie de
funciones diferentes cuyo objetivo es simplificar el manejo y la utilización de
la computadora, haciéndolo seguro y eficiente.
• SubCanal: Se denomina subcanal a un conjunto de dispositivos
interconectados entre sí, que hablan el mismo protocolo. Un Canal puede
albergar varios subcanales, por ejemplo. Un canal RS-485 puede presentar
dispositivos compatibles, que hablen Modbus RTU y dispositivos compatibles
RS-485 que hable Modbus ASCII.
62
ANEXOS
LXIII
ANEXO A
LXIV
ANEXO B
LXV
ANEXO C
LXVI
ANEXO D
LXVII
ANEXO E
LXVIII
ANEXO F
LXIX
ANEXO G
LXX
ANEXO H
LXXI
ANEXO I
LXXII
ANEXO J
LXXIII
ANEXO K
LXXIV
ANEXO L
LXXV
ANEXO M
LXXVI
ANEXO N
LXXVII
ANEXO O
LXXVIII
