ble y dotado de una gran disponibi- lidad (continuidad del servicio de explotación, incluso ante varias ave- rías sucesivas).
Las instalaciones necesitan res- ponder con total seguridad desde el primer incidente/accidente sin per- turbar la explotación y la continuidad del servicio, dando la máxima infor- mación para que los operadores to- men las decisiones correctas.
Para los túneles de más de 1.000 metros, las directrices comunitarias establecen pautas de control de los elementos de señalización y seguri- dad. Sistemas de seguridad SIL 3, como el Simatic S7-400 FH unido al centro de control con WinCC, per- miten cumplir con estas especifica- ciones. Gracias a la utilización de esta arquitectura redundante con Si- matic S7-400H y WinCC, tres túne- les construidos recientemente a lo largo de la costa entre Antalya y Alan- ya (Turquía) permiten realizar este trayecto de una forma más rápida y, sobre todo, más segura.
Dado el éxito de este proyecto, las autoridades turcas responsables de la construcción de infraestructuras viarias declararon este modelo como modelo estándar para futuros pro- yectos de túneles.
La arquitectura propuesta está or- ganizada alrededor de los productos de Automatización de la gama TIA (Automatización Totalmente Inte- grada) de Siemens, donde los con-
troladores Simatic son el corazón de la estructura.
El sistema de gestión técnica será el encargado de realizar el telecon- trol y la supervisión remota de las ins- talaciones del túnel. Este sistema centralizará la información suminis- trada por los diferentes dispositivos situados en las instalaciones y en consecuencia tomará acciones re- motamente, de forma automática o semiautomática.
El sistema de gestión técnica se utilizará para supervisar y operar las siguientes instalaciones del túnel: ventilación, alumbrado, sistemas de suministro de energía, señalización vertical luminosa, control del tráfico,
centrales de auscultación y sistemas rociadores del túnel.
Además, se controlará a otros sis- temas del túnel que se caracterizan por tener una red propia de comu- nicaciones y unos equipos de control dedicados. Todos ellos tendrán una unidad de control central situada en el centro de control que garantizará la comunicación con los ordenadores centrales del sistema de gestión téc- nica. Estos sistemas son:
• Sistema de control de celdas de media tensión.
• Detección de incendios (túnel y locales técnicos).
• Postes SOS.
• Sistema de detección automáti- ca de incidentes (DAI). • Sistema CCTV. • Sistema de megafonía. • Sistema de radiocomunicacio- nes. • Centralita de telefonía.
• Sistema de control de accesos.
Descripción de la solución Simatic
Las funciones del sistema deben per- mitir garantizar la puesta en marcha de escenarios en pocos segundos (menos de 3 segundos) sea cual sea el tipo de accidente. En caso de in- cendio se puede originar una ava- lancha de alarmas que pueden per- turbar al operador en la toma de decisiones y dañar la buena conduc- ción de la instalación.
La solución Siemens está basada
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Automática e Instrumentación■ Controlador redundante de alta disponibilidad Simatic S7-400H/F.
■ Arquitectura propuesta para la automatización de un túnel gobernado por controlado- res Simatic.
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Abril 2008 / n.º 395en autómatas Simatic S7 400H/F, “Es- pejo” de última generación y alrede- dor de una red Profibus de campo cumpliendo las normas internacio- nales CEI.
Esta solución basada en entra- das/salidas descentralizadas permite recuperar todas las informaciones del campo garantizando un gran aho- rro en el cableado, siendo utilizada en numerosas instalaciones de túneles en la actualidad, como por ejemplo Mont Blanc/Vuache/ RN205/ST Char- les/la Vierge/Fourvière, etc.
Este sistema responde a las nece- sidades de disponibilidad y de con- tinuidad de servicio de las instala- ciones en el caso de siniestros que causan una pérdida parcial o total
de una zona (Directiva del CETU, agosto 2000)
La necesidad de hacer evolucio- nar la instalación en explotación (li- mitando las peticiones de cierre) se convierte en un elemento muy im- portante y el sistema Simatic S7 400H/F responde a estas necesida- des. La evolución de una instalación puede incluir pequeñas o grandes modificaciones (incorporación/su- presión de entradas/salidas o bien necesidad de añadir en marcha es- taciones completas tipo Simatic ET200M). Las tarjetas de periferia Si- matic ET200M son las utilizadas en los autómatas de la gama Simatic S7- 300. Este sistema Simatic S7-400H/F permite añadir en funcionamiento
tarjetas estándar de entrada/salida o de seguridad tipo SIL 2-3 , acopla- dores de comunicaciones, como es- taciones completas Simatic ET200M (varios centenares de entradas/sali- das), al mismo tiempo que se con- serva su muy alta disponibilidad. Esto permite planificar la evolu- ción del túnel en sus fases de reno- vación y conservación de la explota- ción de la instalación. También el mantenimiento es más fácil gracias a la flexibilidad del sistema.
El sistema de supervisión Scada WinCC permite integrar toda esta funcionalidad con un planteamiento del sistema sobre una base de datos común proporcionada por las arqui- tecturas Simatic S7-400H/F.
Sistema de supervisión
El sistema de gestión técnica de las instalaciones del túnel debe posibi- litar las siguientes funcionalidades básicas: monitorización del estado de las instalaciones, recepción de las alarmas y señales enviadas desde las instalaciones y realizar operaciones sobre los elementos del sistema.
La comunicación recíproca entre los operadores del centro de control y las instalaciones del túnel se reali- za mediante el intercambio de dife- rentes tipos de señales:
• Alarmas: señales enviadas por las instalaciones del túnel hacia el centro de control para reclamar la atención de los operadores.
• Señales de información: seña- les enviadas por las instalaciones del túnel cuando se solicitan desde los
■ Funcionalidades básicas de WinCC.
puestos de supervisión y control o a intervalos fijos de tiempo.
• Órdenes: señales enviadas por los operadores para realizar actua- ciones en las instalaciones.
• Peticiones de información: se- ñales enviadas desde los puestos de operación hacia las instalaciones para solicitar el estado de algunos senso- res en particular.
Para realizar todo esto, el sistema WinCC de Siemens tiene integrado: • Un potente sistema de gráficos que permite mostrar sinópticos del túnel y del estado en el que se en- cuentra en todo momento, de ma- nera clara y precisa.
• Un completo sistema de alar- mas, archivos e informes para tener constancia de qué es lo que está su- cediendo y de lo que ha sucedido en un momento determinado.
• Interfaces estándar que posibi- litan una gestión sencilla del sistema así como interfaces de programación que facilitan una rápida puesta en marcha.
• La flexibilidad del sis- tema ante futuras amplia- ciones o modificaciones de la instalación.
Los sistemas con redes de comunicación y control propias como el sistema de control de celdas de me- dia tensión, detección de incendios (túnel y locales técnicos), postes SOS, de- tección automática de in- cidentes (DAI), circuito ce- rrado de televisión (CCTV), megafonía, radio- comunicaciones, telefonía y control de accesos se in-
tegran en el sistema de gestión téc- nica en el centro de control del tú- nel. Para ello se establecen enlaces de comunicación con las unidades centrales de control de cada uno de ellos.
Todos los sistemas están goberna- dos y supervisados de forma unificada mediante WinCC, garantizando así una comunicación completa con cada uno de ellos.
Por último, en el centro de con- trol dispone de un sinóptico donde se representan gráficamente los sis- temas del túnel actual y del nuevo, notificando de forma visual y sonora las incidencias que se produzcan con el sistema de alarmas, archivos e in- formes que tiene integrado el siste- ma WinCC.
Puntos de operación
Dentro de la instalación se tienen dos puntos de operación diferenciados: • Puestos de operación, los cuales están constituidos por WinCC, per-
miten la operación y gestión de las ins- talaciones del túnel de forma centra- lizada y están situados en la sala del centro de control y mando del túnel. • Mandos de operación local, me- diante los cuales se realiza la manio- bra local de algunas de las instala- ciones y funcionan bajo WinCC Flexible, que es el sistema que inte- gra las pantallas de Siemens y ofre- ce al usuario un fácil manejo de la ins- talación y una interacción perfecta con WinCC.
Se definen dos niveles diferentes para el gobierno de las instalaciones en función del puesto desde el que éstas sean supervisadas y controla- das: modo local o modo remoto.
Entre las distintas opciones que po- sibilita WinCC se encuentra el Web Navigator, que permite desarrollar una solución para el control y moni- torización vía Intranet/Internet. Con este paquete opcional se abre otro camino para el control del túnel don- de se instala el Web Navigator Server en el servidor al que se va a acceder y el Web Navigator Client en el orde- nador de Intranet/Internet.
El cliente, mediante un navegador de Internet, puede controlar y mo- nitorizar un proyecto de WinCC abier- to en el explorador sin la necesidad de tener instalado el sistema WinCC en el ordenador.
Además del Web Navigator, WinCC dispone de una amplia gama de op- ciones para el tratamiento posterior de datos por medio de herramientas ofimáticas como DataMonitor, Con- nectivity Pack, Industrial Data Brid-
ge, etc.
Tratamiento de las alarmas y archivo de la información
Las alarmas se distribu- yen en tres niveles en fun- ción de la prioridad con la que deban ser atendidas. Las alarmas que se reci- ben en un puesto de su- pervisión se añaden a la cola de espera del nivel correspondiente en fun- ción de la importancia de la misma. Se establece un sistema de prioridad FIFO (la primera que se recibe
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Automática e Instrumentación■ Funcionamiento de WebNavigator.
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Automática e Instrumentación
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Abril 2008 / n.º 395es la primera que se atiende) para la cola de cada nivel.
WinCC permite la con- figuración de los niveles de las alarmas y selec- ciona automáticamente la alarma que debe ser atendida. El operador puede, bajo su respon- sabilidad, cambiar la se- cuencia, de modo que pueda atender una alar- ma de menor prioridad. Las alarmas se pre- sentan en el monitor del ordenador del puesto del operador de instalacio- nes acompañadas de un
aviso acústico que reclama la aten- ción del operador. Al producirse alar- mas en algunos de los sistemas con- trolados a través de la gestión técnica del túnel se provocan una serie de in- teracciones sobre otros sistemas, todo ello gobernado bajo WinCC.
Además, entre las distintas confi- guraciones que se pueden realizar con WinCC está la de utilizar dos ser- vidores para el archivo de alarmas, in- formes y valores de proceso. En esta configuración es posible definir un servidor como maestro y el otro en
modo standby. Así pues, ante cualquier incidencia que suponga un problema para el maestro, el que está en modo pasivo se pone a funcionar. De esta forma, no se pierde información del archivo de los datos del proceso ni de los avisos.
Cuando el funcionamiento transcurre sin fallos, ambos servidores operan de modo completamente paralelo. Es decir, los PLC envían para- lelamente todos los datos a ambos servidores y cada ser- vidor procesa sus datos. En caso de fallar alguno de los servidores, los clientes co- nectados son desviados desde el ser- vidor que ha fallado al servidor re- dundante.
Juan de la Peña Gayo
Siemens
■ Configuración de servidores redundantes.