Modernización del sistema SCADA del acueducto industrial del lago de Como

 El lago de Como, en el norte de Italia, es servido por casi 40 millas (60 kilómetros) de acueductos. El acueducto obtiene su agua directamente del lago y la bombea a los depósitos de almacenamiento. El agua fluye desde los depósitos a través de acueductos que abastecen a las empresas alrededor del lago. La fiabilidad del abastecimiento de agua es de suma importancia ya que su interrupción conduce a la pérdida de producción a los fabricantes de Como. Después de 30 años de servicio, el sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition: control supervisor y adquisición de datos) necesitaba una modernización.Los costes de la energía en la región han aumentado significativamente durante los últimos 30 años. La geografía del lago situado en terreno montañoso, es particularmente un reto para la gestión del agua. La modernización del sistema SCADA creó la oportunidad no sólo de aprovechar los avances tecnológicos, sino también de revisar los conceptos de gestión del agua y de introducir el concepto de gestión de perfiles de energía.

El bombeo es el mayor porcentaje de la energía consumida. La gestión de perfiles de energía consiste en analizar el consumo diario y compararlo con los niveles del lago, lo que permite extrapolar el almacenamiento requerido. Los valores de consigna para las bombas se gestionan de manera que los depósitos se llenen por la noche cuando la electricidad es más barata. El  funcionamiento diurno de las bombas es posible, pero se minimiza para reducir los costes.

El SCADA recopila otros datos operativos relevantes del sistema, incluidos el registro continuo de la presión, nivel, caudal y las lecturas de los contadores volumétricos. En el futuro, una mayor optimización de los costes de la energía podría ser posible.

En las primeras fases del proyecto se evaluaron las telecomunicaciones. Se tomó la decisión de cambiar a una red basada en Ethernet. Líneas telefónicas terrestres existentes interconectan los PLCs y el servidor (host) SCADA. La HDSL (línea de abonado digital de alta velocidad binaria) proporciona la red Ethernet a través del sistema telefónico.

La red basada en Ethernet ofrece múltiples ventajas a una arquitectura de bus de campo, incluido el potencial de futuras fuentes de ingresos. Por ejemplo, otras empresas de servicio público del lago Como pueden arrendar ancho de banda para sus propios protocolos industriales o puede dar cabida a otras aplicaciones como la vigilancia y la telefonía. El diseño también hizo que las telecomunicaciones fueran independientes de los vendedores de PLCs y SCADA para el proyecto. 

Los los aspectos críticos de la fiabilidad de comunicación que debían abordarse eran la seguridad y la disponibilidad de la red. Para la seguridad, se utilizan prácticas estándar de TI. Los cortafuegos y VPNs (redes privadas virtuales dentro de una infraestructura de red pública) aseguran que se implementa la política apropiada, lo que permite el acceso solo a los usuarios reconocidos del sistema. En segundo lugar, se conectan módems celulares a cada PLC. En el caso de que falle la red de línea fija, los operadores del sistema pueden llegar directamente al PLC mediante dispositivos móviles (teléfonos inteligentes, tabletas...).

Para el SCADA se escogió una arquitectura cliente-servidor. El diseño simplificado se basa en el hardware disponible en el mercado con una arquitectura abierta modular para facilidad de mantenimiento.

PcVue, de ARC Informatique, fue elegido por su versatilidad y su facilidad de mantenimiento. Los gráficos proporcionan una visualización muy eficiente, gracias a los símbolos modernos para visualización y animación. Las variables (tags) en PcVue, que usan una estructura ramificada, minimizan el número de pantallas a desarrollar. La implementación de estaciones clientes es esencialmente automática. Para habilitar los clientes basta que compartan el archivo de proyecto. Cualquier modificación del proyecto se podrá realizar en el servidor y copiarla en los clientes.

El sistema cuenta con cerca de un millar de alarmas, que se dividen en niveles de prioridad. Todas las alarmas se almacenan y están disponibles tanto en forma de texto como de animaciones gráficas. Cuando se disparan las alarmas, el SCADA utiliza lógica contextual para determinar el curso de acción apropiado. Para las alarmas de alta prioridad, se envían mensajes de texto SMS al operador, en base al concepto de que el operador pueda conectarse a la red y confirmar la alarma. Si el operador no responde en un tiempo determinado, el sistema volverá a enviar el mensaje SMS hasta que la alarma se reconozca.

Incluso la elección de la empresa responsable de llevar a cabo el proyecto (contractor) era estratégica. Solo se consideraron los integradores de sistemas calificados, capaces de diseñar e implementar todo el sistema con plena autonomía en el proyecto.

Un aspecto crítico era la entrada en funcionamiento con una interrupción mínima. No fue fácil operar manualmente el sistema y solo era posible en breves periodos durante las emergencias. Para reemplazar el SCADA, se requirió una parada total de las instalaciones de abastecimiento de agua. Equipos bien organizados y coordinados trabajaron de forma simultánea en todas las obras, de forma que se redujera al mínimo la instalación y la puesta en servicio.

El integrador de sistema seleccionado, T.S.A., proporcionó un cuidadoso análisis de los sistemas más avanzados similares existentes. T.S.A., se asoció con Borghi, que anteriormente había sido el responsable del diseño y la instalación de la nueva aparamenta eléctrica y del control. La sinergia entre los dos socios (T.S..A.-Borghi) permitió una propuesta competitiva con un ahorro sustancial de costes. Más importante aún, el equipo tenía la experiencia suficiente en todas las áreas necesarias para ser capaz de ejecutar todas las fases, desde el diseño hasta la puesta en servicio, sin depender de terceros.