Sistemas SCADA de Cuarta Generación: Modernizando la Monitorización Remota en Entornos Industriales

Fourth Generation SCADA

Los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) existen desde hace más de 40 años y han permitido a una plétora de industrias la mejora continua en sus procesos de gestión, monitorización y control con la ayuda de controladores lógicos programables (PLCs) y PCs industriales (IPCs).

Los sistemas SCADA modernos están siendo transformados actualmente por el advenimiento de la Internet de las Cosas (IoT) y las tecnologías de computación en nube que pueden proporcionar escalabilidad, interoperabilidad mejorada y mejor seguridad a través de una gama más amplia de tecnologías que nunca antes. Esta transformación está construyendo lo que se ha denominado la cuarta generación de sistemas SCADA y también es parte de un impulso tecnológico mucho más amplio conocido como la Cuarta Revolución Industrial.

Los sistemas SCADA se suelen implementar para gestionar y monitorizar procesos físicos mediante el uso de sensores, controladores lógicos programables, computadoras industriales, comunicaciones de datos en red e interfaces gráficas de usuario. Su adopción generalizada los ha llevado a integrarse en un gran número de procesos cotidianos, desde la gestión de la transmisión y el transporte de gas y electricidad hasta la gestión de sistemas de gestión del tráfico y otras redes y funciones de transporte inteligentes.

Sin embargo, con el IoT y las tecnologías de computación en nube, se han diseñado y desarrollado muchas nuevas aplicaciones y actualizaciones para estos sistemas con el fin de integrar aún más los sistemas SCADA en el futuro.

 

4 Generaciones de Sistemas SCADA

Ahora, con toda esta charla sobre sistemas SCADA de cuarta generación, puede que estés pensando «Espera, ¿cuáles fueron los tres primeros?» Por lo tanto, repasemos brevemente las diferencias y capacidades de las cuatro generaciones de sistemas de control de supervisión y adquisición de datos.

Primera Generación SCADA

Los primeros sistemas SCADA que se utilizaron funcionaban en minicomputadoras más grandes, sistemas informáticos que eran mucho más pequeños que el mainframe y ordenadores de tamaño mediano también disponibles en ese momento. Estos sistemas SCADA no estaban conectados en red ya que los servicios de red aún no existían y, por lo tanto, los primeros sistemas SCADA eran completamente independientes sin más conectividad con otros sistemas disponibles, o incluso posibles. Los sistemas SCADA de primera generación se volvieron redundantes cuando los sistemas mainframe de respaldo se conectaron a todos los sitios de las unidades terminales remotas y luego se utilizaron si alguna vez había una falla en el sistema mainframe primario.

SCADA de segunda generación

Los sistemas SCADA de segunda generación tenían un procesamiento de información y comandos distribuido en múltiples estaciones que luego se conectaban a través de una red de área extensa (LAN) usando protocolos de comunicación propietarios. Esto significaba que la información podía compartirse casi en tiempo real y que cada una de las estaciones conectadas era responsable de una tarea u operación específica. La seguridad de los sistemas SCADA normalmente se pasaba por alto en este momento, ya que pocas personas, además de los desarrolladores, sabían lo suficiente sobre estos sistemas como para analizarlos y evaluar su seguridad frente a la explotación. Los sistemas SCADA de segunda generación también proporcionaron algunos ahorros de costos en comparación con sus modelos padres de primera generación.

ICS in Distributed Network Protocal

SCADA de tercera generación

Como es bastante normal con cualquier tecnología o aplicación funcional, el ahorro de costos continuó siendo una fuerza impulsora detrás del desarrollo de sistemas SCADA de tercera generación, ya que un mayor enfoque en el diseño de la red significaba que los sistemas SCADA podían extenderse mucho más a través de múltiples redes LAN, una arquitectura conocida como red de control de procesos (PCN). Gracias a la arquitectura en red, los complejos sistemas SCADA pudieron reducirse a sus componentes más sencillos y conectarse a través de protocolos de comunicación estandarizados. Esto, a su vez, permitió que las empresas y organizaciones que implementaron sistemas SCADA más complejos en distancias geográficas mucho más grandes lograran un mayor ahorro de costes.

Cuarta Generación SCADA

Volviendo a tiempos mucho más recientes, la cuarta generación de sistemas de control de supervisión y adquisición de datos se ha visto impulsada principalmente por los avances en el cloud computing y el continuo crecimiento de Internet de las Cosas. Utilizando tecnologías de IoT y computación en nube como WebHMI y HTML5, los sistemas SCADA de cuarta generación son capaces de reportar el estado en tiempo real desde sitios remotos diseminados a grandes distancias, así como aprovechar los entornos de computación en nube para implementar algoritmos de control mucho más avanzados. La seguridad para los sistemas SCADA también ha recibido un enorme aumento en el enfoque gracias en parte a las preocupaciones de seguridad sobre el Internet de los objetos y la computación en nube. Esto, a su vez, ha llevado a muchos desarrolladores y fabricantes a adoptar un enfoque «seguridad por diseño» para los sistemas SCADA, cloud e IoT.

Conductores de la Cuarta Generación SCADA

El advenimiento de la Internet de los objetos y la computación en nube ha cambiado fundamentalmente la forma en que, no sólo los sistemas SCADA en sí, sino también otros procesos de monitoreo, control de supervisión, vigilancia, seguridad y gestión se tratan en muchos sectores industriales y comerciales diferentes. Uno de los principales problemas con la creciente implementación de la IoT y las tecnologías basadas en la nube en los sistemas SCADA es la forma en que los datos descentralizados son gestionados por los sistemas SCADA. En los sistemas SCADA típicos que no son de IoT, los datos se almacenan en direcciones de memoria programables específicas del controlador lógico. Sin embargo, cuando se utilizan sistemas SCADA con tecnologías de IoT integradas, los datos pueden proceder de toda una serie de sensores, bases de datos y controladores diferentes.

Una de las soluciones propuestas para abordar esta cuestión es la modelización de datos. Usando este método, se construye una representación virtual de todos los diferentes dispositivos y unidades conectadas a un sistema dentro del sistema SCADA. Estas representaciones incluyen datos de mapeo de direcciones, así como otra información útil que podría ser requerida por otras partes del sistema. SCADA es también un sistema vital en la revolución de automatización en curso, junto con otras tecnologías como la inteligencia artificial (IA) y las tecnologías de comunicaciones inalámbricas. Con la continua implementación y desarrollo de tecnologías tales como redes de comunicaciones inalámbricas 5G y análisis avanzados de IA en seguridad cibernética, los sistemas SCADA de cuarta generación y los que vendrán en el futuro podrían parecer muy diferentes de sus antepasados de primera generación.


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