Agapito Domnguez C. 42Col. GuayabalVillahermosa C. TabascoMxicoC.P. 86090Tel. +52 (993) 3 52-0907www.metrikalab.com.mxtitulo del DOCUMENTodiseo scada version 1.1

numero de doc.MTK_dis_0001

Proyectoac-007/14-03-02ELABOROJCLLfECHA DE revision28/02/2015

Diseo del SCADAVersin 1.1

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ContenidoIntroduccin3Arquitectura del SCADA4Arquitectura General del SCADA4Arquitectura del SCADA en la Estacin5Arquitectura de Comunicacin del iHistorian6Arquitectura del SCADA Web7Modelo de Componentes del SCADA Web8Modelo de Componentes del SCADA8Mdulos del SCADA iFIX10Conexiones Remotas11Conexin usando el Panel PC12Capacidad del Servidor12Software Instalado13Seguridad en iFIX13Seguridad en el SCADA Web14Roles15Acciones por Rol16Rol Administrador16Rol Administrador Operativo17Rol Administrador de Estacin18Rol Coordinador de la Estacin19Rol Control Inventario20Rol Operador21

Introduccin

El Sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) es un sistema que implementa el control de inventarios de combustibles de aviacin al interior de las estaciones de almacenamiento de ASA.El SCADA es un componente tecnolgico fundamental en el control de combustibles donde tiene como objetivo principal la medicin de combustibles en procesos de lotes, diarios y horarios, particularmente en la cuantificacin de combustibles en la recepcin de los Autotanques PEMEX, medicin en los tanques de almacenamiento as como la entrega de combustible en los Autotanques ASA.El SCADA bsicamente est conformado por los siguientes componentes:1. Pgina web.- Conformado por el Diagrama General de la Estacin, Patn de Recepcin, Patn de Entrega, Descargaderas, Llenaderas y Reportes.2. Panel PC.- Es una interfaz web donde permite a los Operadores (TOCA) realizar una descarga o recarga de un Autotanque.3. SCADA iFIX.- Es una interfaz HMI donde se muestra el Diagrama General de la Estacin, Patn de Recepcin, Patn de Entrega, Descargaderas y Llenaderas as como la ejecucin de la rutina de calibracin del Patn de Entrada de Mxico.El SCADA actualmente se encuentra instalado en 5 estaciones de combustibles las cuales se mencionan a continuacin:1. Mxico2. Guadalajara3. Cancn4. Monterrey5. Puerto VallartaEstos SCADAs incluyen los siguientes procesos:1. Recepcin de Combustible a travs de Autotanques proveniente de PEMEX.2. Recepcin de Combustible a travs del Turbosinoducto de Mxico proveniente de PEMEX.3. Almacenamiento de Combustible en los Tanques de Combustible.4. Entrega de Combustible a los Autotanques ASA.5. Recargas, Circulaciones y Drenado de Combustibles en los Autotanques ASA.

Arquitectura del SCADA

La arquitectura cumple con los siguientes lineamientos: Sencillez Fcil administracin y mantenimiento Reduccin de licenciamiento Robustez Confiabilidad Seguridad Interfaz web Exportacin de reportes a formato PDF y Excel Sin limitacin de usuarios

Arquitectura General del SCADA

En el siguiente diagrama se muestran las bases de datos que involucradas en el Scada as como el Servidor Central cuya funcin es la de brindar un solo punto de acceso entre los servidores de las estaciones y las bases de datos de los diferentes sistemas que alimentan de informacin a los Scadas instalados en las estaciones y tambin se muestra la vinculacin directa que tendrn los servidores Scadas de las estaciones con el iHistorian Server sin intervenir el Servidor Central ya que los colectores del iHistorian no permiten enviar tags a un servidor diferente al iHistorian.

Diagrama 1. Arquitectura General del SCADA

Arquitectura del SCADA en la Estacin

La arquitectura en la estacin se basa en dos servidores:1. El Servidor SCADA iFIX que tienen por terminacin las IP X.X.X.150, cuya funcin es la de interactuar con los PLCs, Computador de Flujo, el Servidor iHistorian y proporciona una interfaz HMI de los diferentes procesos del SCADA.2. El Servidor SCADA Web & SQL que tiene como finalidad proporcionar una pgina web para a los Panel PC y los usuarios de la estacin para que puedan visualizar las pantallas del SCADA as como obtener sus reportes de operacin.En el siguiente diagrama se muestra la arquitectura empleada en el cuarto de control de cada estacin:

Diagrama 2. Arquitectura SCADA en la Estacin

Arquitectura de Comunicacin del iHistorian

En el siguiente diagrama se muestra el iHistorian Collector en el servidor SCADA iFIX de las estaciones quienes se encargaran de recolectar los Tags del Database Manager y del OPC Server y lo enviaran al servidor iHistorian que se encuentra en el Site de Informtica de Mxico. Este servidor contiene la base de datos iHistorian.

Diagrama 3. Comunicacin del iHistorian

Cuando no exista comunicacin con el servidor iHistorian, los colectores guardaran los datos localmente hasta detectar que existe comunicacin con el servidor iHistorian, enviaran la informacin de los Tags.

Arquitectura del SCADA Web

La arquitectura Web est basada en el patrn MVC (Model View Controller) tanto del lado del servidor IIS como del lado del Browser en JavaScript utilizando el framework Sencha ExtJs de Adobe. Para generar los reportes se utiliza el Runtime de Crystal Report XI y para las paginas ASP .Net se utiliza C# en el code behind.El proceso de envi y obtencin de datos entre el browser y el servidor web se realiza a travs de llamadas asncronas usando Ajax y el formato json.

Diagrama 4. Arquitectura Scada Web

Modelo de Componentes del SCADA Web

Los componentes que integran la versin web se muestran en el siguiente diagrama:

Diagrama 5. Componentes del SCADA Web

Modelo de Componentes del SCADA

En el modelo de componentes se muestran los distintos elementos que ensamblaran el SCADA como se muestra en la siguiente imagen:

Diagrama 6. Componentes del SCADA

Los computadores de flujo y los PLCs se encuentran al final de los componentes ya que son los que se comunican directamente a un bajo nivel con los instrumentos de medicin; en un nivel superior a ellos se encuentra el sistema operativo que proporciona la funcionalidad de comunicacin del servidor con el hardware. Pero para que el sistema operativo pueda comunicarse con los computadores y PLCs se requiere que exista un OPC Server, el cual contiene la configuracin de comunicacin de los componentes OPC usando IGS, estos servidores OPCs instalados en el servidor son los que contienen las direcciones fsicas de los OPC para poder enviar y recibir datos de los componentes OPC a un nivel inferior.Encima de esta capa se ubica el SCADA desarrollado en iFIX, dentro de l se encuentran diversos componentes como son: Database Manager.- Permite llevar una base de datos de Tags para poder vincular los Tags de los OPC Servers. SCU.- Es un administrador de la configuracin del iFIX a bajo nivel. Pictures.- Contiene la interfaces HMI o pantallas que se ve al ejecutar el WorkSpace del SCADA. WorkSpace.- Es un proceso que ejecuta el IFIX para poder cargar las pantallas o pictures HMIs. Windows Services.- Son los servicios del iFIX que ejecuta el Runtime para poder estar monitoreando en background los OPC Servers. Schedulers.- Son rutinas (junto con los Windows Services) que se encargan de estar monitoreando los OPC y poder detectar los cambios de los valores de los tags, por ejemplo para detectar los inicios y fin de lotes en las descargaderas.En la capa superior al SCADA se encuentra los colectores del iHistorian, que se encargan de recolectar los valores de los Tags del Database Manager y los enva al Servidor iHistorian.De igual forma se encuentra la base de datos SQL server que recibe informacin procedente del SCADA.En el Internet Information Services (IIS) se encuentra instalado se encuentra instalado el SCADA versin Web para proporcionar acceso al Panel PC para la descargaderas y llenaderas as como para la pgina web para obtener reportes, consultar pantallas, etc.En la parte superior del diagrama se encuentra la aplicacin Siamco la cual tiene el objetivo de recibir informacin procedente del SCADA.Mdulos del SCADA iFIX

La aplicacin SCADA en el ambiente iFIX estar compuesta por los siguientes mdulos: Configuracin.- Define los mtodos y funciones que van a incluirse para poder registrar datos de configuracin del Scada. Acceso a Datos.- Se incluirn las funciones y mtodos que van a interactuar con el SQL server y con el Siamco. Reportes.- Incluir las funciones y mtodos para poder obtener y ejecutar los reportes en el sistema. Validacin.- Implementa rutinas para validar las entradas de los datos para brindar robustez en el procesos de clculos internos y evitar comportamientos extraos en el Scada as como divisiones infinitas. Seguridad.- Tiene la responsabilidad de tener los mtodos para poder autentificar los usuarios as como la administracin de ellos y sus respectivos roles. Interfaces HMI.- Contendr las pantallas del Scada (pictures). Database Manager.- Contendr la informacin de los Tags del sistema Scada donde se encuentran la vinculacin con el IGS. Bitcora.- Contendr los mtodos y funciones para poder llevar una bitcora de los sucesos del sistema.

Diagrama 7. Mdulos del SCADA IFIX

Conexiones Remotas

Se tienen dos medios de conexin, como se menciona a continuacin:1. Scada Web.- Usando este medio no se tendr limitacin de usuarios y podr verse ciertas variables a travs de un Browser.2. Terminal Server (Remote Desktop de Windows).- Permite conectarse al servidor usando las licencias CALC de Windows y no puede tenerse abierta dos instancias del nodo SCADA iFIX.

Diagrama 8. Tipos de Conexin al SCADA

Conexin usando el Panel PC

Los paneles PC se conectan usando un visor embebido del Internet Explorer y no hay limitacin de usuarios ni se requiere licenciamiento por cada panel pc adicional que se agregue, nicamente se deber asignar un identificador al panel y el tipo de funcin que realiza as como su ubicacin fsica del panel a travs de unos parmetros de configuracin en el acceso directo que se tenga en el Panel PC.

Diagrama 9. Conexin desde el Panel PC

Capacidad del Servidor

Los servidores SCADAs iFIX y SCADA Web tienen las siguientes caractersticas de hardware: Dell PowerEdge R510 Tipo Rack Intel Xeon E5530 @2.40Ghz 4 ncleos 64 bits 8 GB en Memoria Ram 1 DVD RW 2 Tarjetas Broadcom BCM5716C NetXtreme II GigE (NDIS VBD Client) 1 Disco Duro Lgico 272GB 4 Discos 146 GB 15K SAS 6 GB 2 Puertos USB Posteriores 2 Puertos USB FrontalesSoftware Instalado

El servidor Scada iFIX (IP X.X.X.150) tiene instalado el siguiente software: Windows 2008 Server R2 x64 English Proficy iFIX 5.8 IGS 7.58 Symbol Factory ActiveX 1.00.129 Acrobat PDF Reader XI Winrar 4.20 iHistorian Collector Microsoft Excel Viewer Microsoft Word Viewer PDF Creator 1.7.3 Proficy Historian .Net Framework 4.5

El servidor SCADA Web (IP X.X.X.151) tiene instalado el siguiente software: Windows 2008 Server R2 x64 English iFIX 5.8 Client SQL Server 2008 R2 x64 IIS Acrobat PDF Reader XI Winrar 5.0.1 .Net Framework 2.0 .Net Framework 3.5 .Net Framework 4.0 Crystal Report Runtime Libraries 13.0.0.99Seguridad en iFIX

La seguridad en IFIX se usara combinara usando la configuracin del SCU y la base de datos SQL Server.Los roles se guardan en el SCU del iFIX sin embargo los permisos y acciones que puede realizar en el SCADA iFIX se guardan en la base de SQL Server.Considere el siguiente ejemplo:El jefe de estacin se loguea (l tiene el rol de Supervisor) y el iFIX verifica el password usando el SCU iFIX, cuando el SCU le permite el acceso en ese momento se verifica que permisos tiene y que operaciones puede realizar usando la base de datos SQL Server.

Diagrama 10. Seguridad en iFIX

Seguridad en el SCADA Web

Los roles se guardan en la base de datos a diferencia del iFIX (en este se guarda en el SCU). La base de datos SQL Server tendr los roles, usuarios, permisos y operaciones que los usuarios pueden realizar en el SCADA Web. Cuando un usuario se logue en la pgina web el sistema lo buscara en la base de datos SQL Server y le asignara el rol dependiendo de su perfil y sus permisos que tiene en la pgina.

Diagrama 11. Seguridad en el SCADA WebRoles

En el iFIX se tendrn registrado los siguientes roles:1. Administrador.- Este rol tendr acceso a todas las funcionalidades del SCADA sin limitacin ninguna, est diseado para las personas expertas en iFIX y Web. 2. Administrador Operativo.- Este rol est diseado para usuarios que requieren administrar el SCADA a nivel operativo conociendo el proceso de todas las estaciones y sin conocer a detalle la forma en que est elaborada internamente el SCADA. No se le permitir realizar configuraciones a nivel servidor ni a nivel iFIX. Tiene el privilegio de poder consultar varias estaciones en el SCADA Central.3. Administrador Estacin.- Este rol est diseado para las operaciones habituales que realiza un jefe de estacin sobre el SCADA. Este rol solo puede consultar especficamente el SCADA de la estacin donde se encuentra asignado su lugar de trabajo.4. Coordinador de Estacin.- Este rol est diseado especficamente para el supervisor o coordinador de la estacin.5. Control Inventario.- Este rol est diseado especficamente para la persona que tenga que realizar actividades de inventario en la estacin.6. Operador.- Este rol es para los operadores de la estacin o TOCA.

Acciones por Rol

A continuacin enlista las operaciones ms a detalles que puede realizar cada rol:

Rol Administrador

Consulta una pantalla de descargadera detalle Consulta una pantalla de llenadera Consulta la Pantalla General Consulta la Pantalla Patn de Recepcin Consulta la Pantalla Patn de Entrega Consulta la Pantalla Llenaderas Consulta la Pantalla Descargaderas Consulta la Pantalla de Tanques de Almacenamiento Administra a los usuarios Administra los Tanques Administra las Estaciones Administra la Constante de Empacado de las Estaciones Consulta la pgina Web del FQ Consulta la pgina Web de la UPS Configura la URL del FQ y del UPS Administra los vnculos de las pginas web de los FQ y UPS Consulta reportes no auditables Administra la Vigencia de Password de las Estaciones Realiza un cambio de contrasea Consulta reportes auditables Replicacin de la Base de Datos Realiza el cambio de estaciones Consulta las operaciones de los envos a SIAMCO Consulta los computadores Administra los roles de los usuarios Consulta la pantalla de control manual de vlvulas Consulta la Pantalla Tendencias Histricas Consulta la Pantalla Tendencias Reales Consulta la Pantalla Alarmas Reconoce las Alarmas Configura las Alarmas Ejecuta el SCU Realiza una operacin de llenado en el Panel PC Realiza una operacin de descarga en el Panel PC Autoriza una descarga que no cumple con las especificaciones de ASA Realiza una operacin de circulacin en el Panel PC Visualiza los paneles de Descargadera y Llenadera en la Web Realiza una operacin de drenado en el Panel PC Cancela una recarga

Rol Administrador Operativo

Administra los roles de los usuarios Consulta los computadores Consulta las operaciones de los envos a Siamco Consulta reportes auditables Realiza el cambio de estaciones Consulta una pantalla de llenadera Consulta reportes no auditables Realiza un cambio de contrasea Administra la vigencia de password de las estaciones Administra los vnculos de las pginas web de los FQ y ups Administra a los usuarios Administra los tanques Administra las estaciones Administra la constante de empacado de las estaciones Consulta la pantalla general Consulta la pantalla patn de recepcin Consulta la pantalla patn de entrega Consulta la pantalla llenaderas Consulta la pantalla descargaderas Consulta la pantalla de tanques de almacenamiento Consulta la pgina web del FQ Consulta la pgina web de la ups Configura la Url del FQ y del ups Consulta una pantalla de descargadera detalle Consulta la pantalla tendencias histricas Consulta la pantalla tendencias reales Consulta la pantalla alarmas Reconoce las alarmas Configura las alarmas Consulta la pantalla de control manual de vlvulas Consulta la pantalla del probador Cancela una recarga Realiza una operacin de circulacin en el Panel PC Realiza una operacin de descarga en el Panel PC Realiza una operacin de drenado en el Panel PC Realiza una operacin de llenado en el Panel PC Visualiza los paneles de descargadera y llenadera en la web

Rol Administrador de Estacin

Administra los vnculos de las pginas web de los FQ y UPS Administra los Tanques Administra la Constante de Empacado de las Estaciones Administra las Estaciones Realiza un cambio de contrasea Consulta la Pantalla General Consulta la Pantalla Patn de Recepcin Consulta la Pantalla Patn de Entrega Consulta la Pantalla Llenaderas Consulta una pantalla de descargadera detalle Consulta la Pantalla Descargaderas Consulta la Pantalla de Tanques de Almacenamiento Consulta la pgina Web del FQ Consulta la pgina Web de la UPS Consulta reportes auditables Consulta una pantalla de llenadera Consulta reportes no auditables Consulta las operaciones de los envos a SIAMCO Consulta la Pantalla Tendencias Histricas Consulta la Pantalla Tendencias Reales Consulta la Pantalla Alarmas Reconoce las Alarmas Realiza una operacin de drenado en el Panel PC Realiza una operacin de llenado en el Panel PC Realiza una operacin de descarga en el Panel PC Autoriza una descarga que no cumple con las especificaciones de ASA Realiza una operacin de circulacin en el Panel PC Visualiza los paneles de Descargadera y Llenadera en la Web Cancela una recarga

Rol Coordinador de la Estacin

Consulta las operaciones de los envos a SIAMCO Consulta reportes auditables Realiza un cambio de contrasea Consulta reportes no auditables Consulta una pantalla de descargadera detalle Consulta la Pantalla General Consulta la Pantalla Patn de Recepcin Consulta la Pantalla Patn de Entrega Consulta la Pantalla Llenaderas Consulta la Pantalla Descargaderas Consulta la Pantalla de Tanques de Almacenamiento Administra los vnculos de las pginas web de los FQ y UPS Administra los Tanques Administra la Constante de Empacado de las Estaciones Administra las Estaciones Consulta una pantalla de llenadera Consulta la pgina Web del FQ Consulta la pgina Web de la UPS Consulta la Pantalla Tendencias Histricas Consulta la Pantalla Tendencias Reales Consulta la Pantalla Alarmas Reconoce las Alarmas Consulta la pantalla de control manual de vlvulas Realiza una operacin de circulacin en el Panel PC Visualiza los paneles de Descargadera y Llenadera en la Web Realiza una operacin de drenado en el Panel PC Autoriza una descarga que no cumple con las especificaciones de ASA Realiza una operacin de descarga en el Panel PC Realiza una operacin de llenado en el Panel PC Cancela una recarga

Rol Control Inventario

Consulta una pantalla de descargadera detalle Consulta la Pantalla General Consulta la Pantalla Patn de Recepcin Consulta la Pantalla Patn de Entrega Consulta la Pantalla Llenaderas Consulta la Pantalla Descargaderas Consulta la Pantalla de Tanques de Almacenamiento Consulta la pgina Web del FQ Consulta la pgina Web de la UPS Administra los vnculos de las pginas web de los FQ y UPS Administra los Tanques Administra la Constante de Empacado de las Estaciones Administra las Estaciones Realiza un cambio de contrasea Consulta reportes no auditables Consulta reportes auditables Consulta las operaciones de los envos a SIAMCO Consulta una pantalla de llenadera Consulta la pantalla de control manual de vlvulas Consulta la pantalla del probador Reconoce las Alarmas Consulta la Pantalla Tendencias Histricas Consulta la Pantalla Tendencias Reales Consulta la Pantalla Alarmas Visualiza los paneles de Descargadera y Llenadera en la Web Realiza una operacin de circulacin en el Panel PC Realiza una operacin de drenado en el Panel PC Autoriza una descarga que no cumple con las especificaciones de ASA Realiza una operacin de descarga en el Panel PC Realiza una operacin de llenado en el Panel PC

Rol Operador

Consulta una pantalla de descargadera detalle Consulta una pantalla de llenadera Consulta la Pantalla General Consulta la Pantalla Patn de Recepcin Consulta la Pantalla Patn de Entrega Consulta la Pantalla Llenaderas Consulta la Pantalla Descargaderas Consulta la Pantalla de Tanques de Almacenamiento Realiza un cambio de contrasea Consulta reportes no auditables Consulta la Pantalla Alarmas Reconoce las Alarmas Realiza una operacin de llenado en el Panel PC Realiza una operacin de descarga en el Panel PC Realiza una operacin de drenado en el Panel PC Realiza una operacin de circulacin en el Panel PC

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