El Instituto Federal Suizo de Metrología (METAS) está actualizando actualmente unas trescientas estaciones de medición hidrológica en Suiza con el último estado de la técnica. Una de las estaciones registra la salida del Gran Glaciar Aletsch. Para obtener mediciones fiables a pesar de las difíciles condiciones ambientales, el METAS se basa en un sistema de control de B&R.
La Oficina Federal del Medio Ambiente (FOEN) opera 314 estaciones de medición hidrológica en toda Suiza para vigilar sus recursos acuíferos. Las estaciones de medición realizan mediciones cuantitativas y cualitativas en los ríos, lagos, arroyos y aguas subterráneas de Suiza. El Instituto Federal Suizo de Metrología (METAS) se encarga de la instrumentación y la administración técnica de la red en la que están integradas las estaciones. Los sensores y registradores de datos de las estaciones de medición habían estado en funcionamiento durante unos 30 años cuando el METAS comenzó a renovar gradualmente la instrumentación.
"Sabíamos que queríamos utilizar soluciones de automatización estándar en las estaciones", explica Daniel Lussi, jefe del proyecto de renovación de la estación de medición METAS. "Esto nos permite reaccionar a las diferentes condiciones locales de las estaciones de medición individuales e integrar fácilmente nuevas tecnologías en el futuro. El concepto no sólo es adecuado para las estaciones de medición hidrológica, sino que también puede aplicarse fácilmente a otras estaciones de medición ambiental.
La estación de medición de Massa Blatten en el Gran Glaciar Aletsch
La estación de medición modernizada del Gran Glaciar Aletsch está situada cerca de Massa Blatten y se puso en funcionamiento a finales de septiembre de 2017. Con una longitud de unos 23 kilómetros, el Gran Glaciar Aletsch es el glaciar más largo de los Alpes.
"Un glaciar no es un cuerpo de agua, por lo que no lo medimos", explica Lussi, "pero de lo que son responsables FOEN y METAS es de monitorear lo que se llama descarga glacial. En el Massa Blatten medimos el volumen y la temperatura del agua derretida. Otras estaciones de medición también registran otros parámetros, como la agitación". Entre otras cosas, FOEN utiliza estos parámetros para aprender más sobre las consecuencias del calentamiento global.
A la estación de medición de Massa Blatten sólo se puede llegar a través del teleférico operado por la central eléctrica de EnAlpin AG. "En un lugar así, es difícil realizar el mantenimiento a corto plazo, por lo que todos los componentes deben ser especialmente fiables", dice Lussi, explicando uno de los requisitos fundamentales del sistema de control. Otro criterio importante en la selección de un proveedor fue que el sistema fuera OPC UA capaz de comunicarse con el sistema SCADA existente y otras aplicaciones, como la base de datos histórica y los sistemas de información, alarma y presentación de informes.
B&R delivers winning combination with OPC UA and Automation Studio
La solución de control modular e integrado de B&R prevaleció sobre múltiples competidores en el proceso de selección de las estaciones de medición. En ese momento, en 2015, B&R se destacó entre la competencia por su temprana implementación de la OPC UA. B&R también ofreció un número impresionante de módulos de E/S y librerías de software en su entorno de desarrollo Automation Studio.
"Automation Studio de B&R proporciona una gran variedad de funciones y librerías. Esto hace que sea muy fácil hacer cosas como integrar el protocolo HART en una solución B&R. Tenemos muchos dispositivos de bus HART en el campo, que no sólo necesitan ser leídos, sino también configurados. Con el DTM (device type manager) de los dispositivos de bus HART integrados en Automation Studio, nos ahorramos un gran esfuerzo de implementación", dice Lussi. "B&R también fue capaz de ofrecernos la trazabilidad de los componentes que es tan importante para nosotros".
Debido a las a menudo duras condiciones del lugar, todos los dispositivos tenían que ser robustos y fiables y adecuados tanto para altas como para bajas temperaturas. La tecnología de B&R también cumple con este requisito. Al final, a B&R se le adjudicó el contrato de la solución de control que incluye un controlador X20, controladores de bus, módulos de E/S y paneles de operador T30 para introducir los parámetros en el campo.
Comunicación POWERLINK
La comunicación dentro de la red METAS se basa en la clásica pirámide de automatización: Los valores medidos son registrados por los sensores y comunicados al controlador. A su vez, el controlador se comunica a través de Ethernet y OPC UA con el sistema SCADA de más alto nivel que METAS utiliza para el control, la parametrización y la supervisión de todos los sistemas de medición. Los datos también están disponibles para todas las aplicaciones de la red METAS a través de OPC UA.
"La estación de medición en Massa Blatten no tiene recepción de teléfono móvil y no hay línea fija disponible", explica Lussi. Por lo tanto, la instalación principal estaba situada en una caverna de la central eléctrica a 350 metros de distancia. Desde el armario de control principal de la caverna, un cable de fibra óptica conduce a un controlador de bus en la propia estación de medición. Los datos se envían desde la estación remota al controlador en tiempo real a través de POWERLINK.
Flexibilidad de aplicación con la tecnología B&R
"En lugar de tener una configuración separada para cada estación de medición, podemos cubrir la mayoría de los sistemas con una selección de configuraciones estándar. Esto mantiene el esfuerzo de integrar nuevas estaciones de medición en la red METAS a un mínimo absoluto - sólo toma unos pocos minutos", dice Lussi. Si ninguna de las configuraciones estándar encaja, como fue el caso en Massa Blatten, crear una nueva configuración tampoco añade mucho esfuerzo.
"Gracias al diseño de la tecnología de control de B&R y a Automation Studio, no nos lleva más de una hora", informa Lussi. La capacidad de implementar diferentes configuraciones de hardware en un solo proyecto es una gran ventaja que la tecnología de B&R y Automation Studio ofrece sobre los competidores. Por ejemplo, todas las estaciones de medición utilizan las mismas direcciones IP para los paneles HMI y los controladores. "Esto simplifica considerablemente la instalación", señala Lussi. "El uso de la tecnología de B&R no sólo ha aumentado nuestra flexibilidad, sino que también ha mejorado enormemente la fiabilidad de nuestros sistemas de medición.
Daniel Lussi Jefe de Redes de Metrología, METAS "Trabajar con B&R ha sido una experiencia muy positiva. El contacto directo con el soporte técnico de B&R es rápido y sin complicaciones. Esto fue muy importante para el éxito de nuestro proyecto". |