Implementación de la interfaz hombre máquina para el sistema de automática Dunas 5

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Automática y Sistemas Computacionales. TRABAJO DE DIPLOMA Implementación de la Interfaz Hombre-Máquina para el Sistema de Automática Dunas 5. Autor: Yandrey Amador Contreras. Tutor: Ing. Vladimir Nodal Gómez. Santa Clara 2011 "Año del 52 Aniversario del triunfo de la Revolución".

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Automática y Sistemas Computacionales. TRABAJO DE DIPLOMA Implementación de la Interfaz Hombre-Máquina para el Sistema de Automática Dunas 5. Autor: Yandrey Amador Contreras e-mail: [email protected]. Tutor: Ing. Vladimir Nodal Gómez Especialista en Automática. COPEXTEL. VC e-mail: [email protected]. Santa Clara 2011 "Año del 52 Aniversario del triunfo de la Revolución".

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Automática, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Autor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) i. PENSAMIENTO. Saber no es suficiente, debemos aplicar. Desear no es suficiente, debemos hacer. Johann W. Von Goethe..

(5) ii. DEDICATORIA. A mis padres, por cuidarme y llenar mi vida de amor. A mi hermana, por su apoyo y su cariño incondicional. A mi cuñado por su ayuda. A mis abuelos, por ser tan especiales. A mis tíos, mis primos y toda mi familia, por estar siempre para mí. A todos mis amigos..

(6) iii. AGRADECIMIENTOS. A mi familia. A mis amigos. A los ingenieros de Copextel, Vladimir, Coca, Montejo, Yanoski, Marcelino, Damián, y toda la gente buena que nos atendió en el tiempo que pasamos por allá. A todos mis compañeros. A los profesores de la carrera. Muchas gracias a todos..

(7) iv. RESUMEN El objetivo principal de este trabajo es implementar la interfaz hombre- máquina para el Sistema de Automática del Hotel Dunas 5, utilizando el software MOVICON X2. Para lograrlo se hizo un estudio de las características de los sistemas SCADA, así como, de los software a utilizar para la comunicación con los PLC. Se implementó la interfaz hombre- máquina y la comunicación con los PLC mediante el uso del estándar OPC. Se realizó además un análisis económico del proyecto basándose en experiencias de una instalación similar, donde se pudo ver claramente las ventajas que trae este sistema, dentro de las cuales se destaca el bajo presupuesto de inversió n y la rapidez con que se amortiza. La supervisión y control de los dispositivos de la instalación brindará facilidades de trabajo a los operadores y reducirá notablemente el consumo eléctrico, lo que permitirá una mejor explotación del hotel, predominando la seguridad y el ahorro. Se requiere la ejecución del proyecto debido a la necesidad de brindar un servicio de alta calidad minimizando los gastos, ya que este es capaz de administrar los recursos y dispositivos con que cuenta la entidad, independientemente de su distribución espacial, los cuales en su mayoría son de alto costo..

(8) v. TABLA DE CONTENIDOS PENSAMIENTO .....................................................................................................................i DEDICATORIA .................................................................................................................... ii AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ iii RESUMEN.............................................................................................................................iv TABLA DE CONTENIDOS ..................................................................................................v INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1 CAPÍTULO 1. 1.1. Características de los SCADA. ...................................................................4. Aspectos generales. .................................................................................................4. 1.1.1. Justificación del trabajo. .................................................................................4. 1.1.2. Solución del problema. ...................................................................................5. 1.2 1.2.1. Historia de los SCADA...........................................................................................5 Definición general de SCADA. ......................................................................6. 1.2.2 Arquitectura de los SCADA. ................................................................................7 1.2.3. Necesidad de un sistema SCADA.................................................................10. 1.2.4 Componentes de los SCADA..............................................................................11 1.2.5. Funciones de un sistema SCADA. ................................................................15. 1.2.6 Ventajas y desventajas de los sistemas SCADA. ................................................17 1.2.7 1.3. Principales sistemas SCADA........................................................................17 OPC.......................................................................................................................18. 1.3.1 Ventajas y desventajas del OPC. ........................................................................19 1.3.2 1.4 1.4.1. Tipos de servidores OPC definidos por la Fundación OPC..........................20 Ejemplos de aplicaciones de SCADA...................................................................21 Aplicaciones en la Industria Nacional. .........................................................23.

(9) vi CAPÍTULO 2. 2.1. MATERIALES Y MÉTODOS. ................................................................25. MOVICON como herramienta para la Supervisión y el Control. ........................25. 2.1.1. Principales características de MOVICON. ...................................................26. 2.1.2 Ventajas y desventajas de MOVICON X2 .........................................................29 2.1.3 Requerimientos de Hardware..................................................................................30 2.2. Implementación de la interfaz hombre- máquina. .................................................30. 2.2.1. RTDB (Base de Datos de Tiempo Real). ......................................................31. 2.2.2 Objetos Evento. ...................................................................................................32 2.2.3 Los Sinópticos....................................................................................................33 2.2.4. Menú. ............................................................................................................34. 2.2.5. Alarmas. ........................................................................................................36. 2.2.6. Data Loggers y Recetas.................................................................................37. 2.3. OPC.......................................................................................................................38. 2.3.1 2.4. Requerimientos. ............................................................................................39 TAC RSPD............................................................................................................40. CAPÍTULO 3. 3.1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. .............................................................41. Elementos a controlar o supervisar. ......................................................................42. 3.2 HMI para el sistema de automática Dunas 5. ............................................................42 3.2.1 3.3. Pantallas auxiliares........................................................................................43 Características de la comunicación. ......................................................................49. 3.3.1. OPC...............................................................................................................51. 3.3.2. TAC RSPD....................................................................................................54. 3.4. Análisis económico ...............................................................................................56. 3.5. Análisis Medioambiental ......................................................................................60.

(10) vii 3.6. Conclusiones del capitulo. ....................................................................................61. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................62 Conclusiones .....................................................................................................................62 Recomendaciones..............................................................................................................62 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................63 ANEXOS ..............................................................................................................................68 Anexo I. Arquitectura general del sistema de automática Dunas 5(Z-BW). ..............68. Anexo II. Relación de Señales por Panel de Control. ...................................................69.

(11) INTRODUCCIÓN. 1. INTRODUCCIÓN. A lo largo de la historia, la humanidad ha ido cubriendo sus necesidades, dando solución a la gran mayoría de los problemas con que se ha tropezado. Con el paso de los años han surgido nuevos problemas y el hombre ha sentido la necesidad de emplear recursos y métodos para dar solución a sus viejas y nuevas problemáticas, con el fin de facilitar el trabajo y hacer que este sea más seguro, rápido y con mayores ventajas económicas. Es así que surge la automática, primero presentándose en sistemas sencillos y luego ganando en complejidad y prestaciones, convirtiéndose en una herramienta muy poderosa, que hoy en día es usada en casi todas las ramas. El desarrollo científico alcanzado en los últimos 30 años en materias como electrónica y computación, ha permitido que hoy contemos con la tecnología necesaria para realizar proyectos que años atrás ni siquiera pasaban por la mente del hombre. Un ejemplo claro del desarrollo alcanzado lo constituyen los SCADA, los cuales han pasado en poco tiempo de ser sistemas muy simples que solo eran capaces de brindar reportes periódicos de variables de campo, a sistemas muy complejos con módulos de software disponibles para cualquier variante de supervisión y control, permitiendo que su diseño pueda ser aplicado en las más variadas industrias. Existe gran cantidad de proveedores de este tipo de software, dentro de los que se destacan: Siemens con WinnCC; OMROM, con SYSMAC SCS y National Instrument que desarrolla LabView. Otra empresa dedicada a la elaboración de este tipo de software es Progea, que comercializa MOVICON, el cual se ha convertido en una de las principales herramientas para la implementación de aplicaciones de supervisión en nuestro país. Empresas como COPEXTEL y CEDAI son puntales en el diseño e instalación de SCADA en nuestro país. Este trabajo forma parte de un proyecto de automatización contratado a la.

(12) INTRODUCCIÓN. empresa COPEXTEL División Villa Clara, la cual nos permitió. 2 formar parte de la. realización del mismo.. El proyecto consiste en el diseño e instalación de un sistema SCADA que permita supervisar y controlar los dispositivos instalados en el hotel Dunas 5, ubicado en el Polo Turístico Cayo Santa María. Es necesario señalar que el presente trabajo de diploma so lo abarca la implementación de la interfaz hombre- máquina. El proyecto responde a la necesidad de una nueva instalación hotelera, la cual exige un alto presupuesto inicial y se hace necesario contar con una herramienta capaz de facilitar la supervisión y control. de los dispositivos con que cuenta la entidad, que garantice. facilidades para sus trabajadores y brinde el estado de diferentes variables, contribuyendo así a la eficiencia y seguridad de la instalación, que son factores importantes para brindar un servicio de calidad. A través de un ambiente gráfico fácil de operar, este sistema permitirá. el chequeo. constante del estado de los dispositivos, su conexión o desconexión de forma remota y programada, el monitoreo de variables de interés, el almace namiento en bases de datos de eventos importantes, así como un sistema de alarmas capaz de actuar con rapidez en caso de cualquier evento extraordinario. Por lo anteriormente expuesto se plantean los siguientes objetivos para la realización de este trabajo: Objetivo general: Implementar la interfaz hombre- máquina del Sistema de Automática a instalar en Dunas 5, utilizando el software MOVICON X2. Objetivos Específicos:  Realizar un estudio sobre los aspectos teóricos fundamentales de los SCADA.  Elaborar las bases de la comunicación con los PLC.  Implementar la interfaz hombre- máquina..

(13) INTRODUCCIÓN. 3. Organización del informe. El presente trabajo cuenta con tres capítulos. En el capítulo uno llamado “Características de los SCADA” se dará a conocer el problema a resolver y una justificación de la realización del trabajo. También se abordarán los principales aspectos teóricos acerca de los SCADA y los servidores OPC. Por último se mostrarán ejemplos de aplicaciones a nivel nacional e internacional. En el capítulo dos titulado ”Materiales y Métodos” se conocerán las principales herramientas utilizadas para la realización del trabajo, mostrando sus principales características y las ventajas que ofrece la utilización de las mismas. Además se abordarán aspectos de interés sobre la comunicación del proyecto. En el tercer capítulo se darán los resultados finales del trabajo, mostrando las principales pantallas diseñadas y una explicación de su forma de explotación; además se hará el análisis económico del proyecto..

(14) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 4. CAPÍTULO 1. Características de los SCADA.. En el presente capítulo se dará una justificación de la realización de este proyecto y se expondrán aspectos de importancia acerca de los SCADA. Se podrá conocer su historia, su definición general, la necesidad de su implementación, sus componentes software y hardware, sus ventajas y desventajas y sus características principales. Se tocarán además aspectos generales sobre los servidores OPC y aplicaciones de los SCADA a nivel internacional y en la industria cubana. 1.1. Aspectos generales.. Este trabajo forma parte de un proyecto desarrollado por la empresa COPEXTEL División Villa Clara, encaminado a lograr la supervisión y control de la instalación turística Dunas 5, ubicada en el Cayo Santa María, municipio Caibarién, provincia Villa Clara. El mismo traerá consigo grandes mejoras económicas para la instalación, así como seguridad y facilidades de trabajo para sus empleados.. 1.1.1. Justificación del trabajo.. Se hace necesario contar con una herramienta que facilite la supervisión y control de los dispositivos de la entidad, ya que esta es una instalación destinada al turismo, y en ella se ha invertido gran cantidad de recursos. Se requiere también archivar datos sobre alarmas o comportamiento de variables, que una vez analizados sirvan para prever y evitar situaciones indeseadas, y en caso de presentarse alguna de estas, actuar con rapidez..

(15) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 5. Debido a la necesidad de ofrecer un servicio de primer nivel, acorde a la categoría de la instalación, se hace necesario el uso de un sistema automatizado que incluya facilidades de trabajo y que garantice seguridad y fiabilidad. Se ha venido trabajando con MOVICON y se piensa seguir usando debido a sus potencialidades como configurador de SCADA, para mantener la tecnología con fin de facilitar el trabajo y además porque COPEXTEL es distribuidor exclusivo de MOVICON en América Latina.. 1.1.2. Solución del problema.. Se necesita supervisar y controlar determinadas variables para asegurar el buen funcionamiento de equipos de diferentes áreas, así como mantener un consumo adecuado y detectar cualquier problema. Basados en su experiencia, los ingenieros de COPEXTEL propusieron el uso de un sistema SCADA para cumplir con estos requisitos, usando el configurador de SCADA MOVICON X2. Este trabajo solo comprende la implementación de la interfaz hombre- máquina.. 1.2. Historia de los SCADA.. Los primeros SCADA eran simples sistemas que proporcionaban reportes periódicos de las variables de campo, vigilando las señales que representaban medidas y/o condiciones del estado de la planta desde ubicaciones generalmente remotas, en muchos casos lo que se hacía era imprimir o registrar en papel la información de las variables de la planta, llevando un histórico de los eventos que ocurrían durante la operación del proceso. Estos sistemas ofrecían capacidades muy simples de monitoreo y control, sin proveer funciones de aplicación alguna. La visión del operador del proceso estaba basada en instrumentos y señalizaciones lumínicas montadas en paneles llenos de indicadores. (Izaguirre, 2008) Con el avance de la tecnología, los ordenadores comenzaron a aplicarse en el control industrial realizando tareas de recolección y almacenamiento de datos, generación de.

(16) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 6. comandos de control, presentando la información sobre una pantalla, que en aquellos tiempos eran monocromáticas. Muchas empresas viendo la necesidad y lo rápido que avanzaba el desarrollo de los ordenadores, fueron realizando programas de aplicación específicos para atender requisitos de algún proyecto particular. Así aparecieron los pequeños SCADA nacidos de empresas desarrolladoras de software, constituyendo una nueva experiencia para muchas de ellas. (Lakhoua, 2009, Chavarría, 2007) La mayoría de los sistemas SCADA modernos que son instalados hoy en día, constituyen parte integral de la estructura de dirección y gerencia de cualquier planta. Estos sistemas ya no son vistos por la gerencia, simplemente, como herramientas operacionales para la supervisión y el control automático; sino, como un recurso importante de información corporativa, sin el cual sería imposible administrar la empresa. (Izaguirre, 2008). 1.2.1. Definición general de SCADA.. SCADA es el acrónimo de Supervisión, Control y Adquisición de Datos (Supervisory Control And Data Acquisition). Un SCADA es un sistema basado en computadoras que permite supervisar y controlar a distancia una instalación de cualquier tipo. A diferencia de los sistemas de control distribuido, el lazo de control es generalmente cerrado por el operador. Hoy día es fácil hallar un sistema SCADA realizando labores de control automático en cualquiera de sus niveles, aunque su labor principal sea de supervisión y control por parte del operador. (D' Sousa, 1997) Permiten desde la pantalla del ordenador supervisar y controlar el proceso de forma automática, a través de la comunicación con los dispositivos de campo y controladores autónomos. (Castellanos, 2008, Díaz, 2009, Autómatas, 2006b) También proveen toda la información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros niveles superiores dentro de la empresa (supervisión, control de la calidad, control de producción, almacenamiento de datos...). (Castellanos, 2008).

(17) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 7. Existen diferentes opiniones sobre los componentes de un SCADA. De forma general un sistema SCADA está compuesto por: (Corzo, 2010)  Una Interfaz hombre-máquina (HMI) que se encarga de presentar los datos del proceso a un operador humano, y a través de ella el operador supervisa y controla el proceso.  Un sistema de control, encargado de la adquisición de datos del proceso y el envío de comandos para el proceso.  Unidades Terminales Remotas (RTU) reciben las señales directamente de los sensores de campo y a su vez comandan a los actuadores y demás elementos de control final.  La infraestructura de comunicación que conecta el sistema de control con la RTU. (Lakhoua ,2009) Para instalar y aprovechar al máximo las potencialidades que brinda un sistema SCADA se deben cumplir ciertas condiciones: 1. Deben ser sistemas de arquitectura abierta (capaces de adaptarse según las necesidades de la entidad). 2. Deben comunicar con facilidad al usuario con el equipamiento de la planta y con el resto de la entidad (redes locales y de gestión). 3. Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware. (Lozano and Morales, 2009, Autómatas, 2006b). 1.2.2 Arquitectura de los SCADA. Los sistemas SCADA se han desarrollado con el paso de los años. Durante este desarrollo se han podido distinguir tres etapas fundamentales: • Primera Generación: Monolítico. • Segunda Generación: Distribuido. • Tercera Generación: En Red (Networked).

(18) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 8. Sistemas SCADA monolíticos. Cuando los primeros sistemas SCADA fueron desarrollados, las redes generalmente no existían, por lo que carecían de comunicación con otros sistemas. Como consecuencia los sistemas SCADA eran independientes.. Figura 1. 1 Arquitectura monolítica de l os SCADA.. Sistemas SCADA distribuidos. La segunda generación de los sistemas SCADA se aprovechó de los progresos y mejoras en la miniaturización del sistema y la tecnología local con establecimiento de una red de área local (LAN) para distribuir el proceso a través de sistemas múltiples. Las estaciones múltiples tenían una función específica cada una, y fueron conectadas con una red LAN compartiendo la información unas con otras en tiempo real. Estas estaciones eran típicamente mini-ordenadores, más pequeños y menos costosos que los procesadores de primera generación. Ver Figura 1.2. (N.C.S., 2004).

(19) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 9. Figura 1. 2 Arquitectura distribui da de l os SCADA.. Sistemas SCADA en Red (Networked). La tercera y actual generación de las arquitecturas de SCADA se relaciona de forma muy cercana con la de la segunda generación, siendo la diferencia primaria que esta última presenta una arquitectura de sistema abierto, siendo la segunda generación de ambiente propietario. La mejora principal en la tercera generación es la de abrir la arquitectura del.

(20) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 10. sistema, de utilizar estándares y protocolos abiertos y de permitir distribuir la funcionalidad de SCADA a través de una red WAN y no de una red LAN. Ver Figura 1.3. (N.C.S., 2004). Figura 1. 3 Arquitectura en red de l os SCADA.. 1.2.3. Necesidad de un sistema SCADA.. Para evaluar si un sistema SCADA es necesario para manejar una instalación dada, el proceso a controlar debe cumplir las siguientes características: (Castellanos, 2008)  El número de variables del proceso que se necesita monitorear es alto.  El proceso está geográficamente distribuido. Esta condición no es limitativa, ya que puede instalarse un SCADA para la supervisión y control de un proceso concentrado en una localidad.  La información se requiere en tiempo real..

(21) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 11.  Se necesita optimizar y facilitar las operaciones de la planta, así como la toma de decisiones, tanto gerenciales como operativas.  Los beneficios obtenidos en el proceso justifican la inversión en un sistema SCADA.  Estos beneficios pueden reflejarse como aumento de la efectividad de la producción, de los niveles de seguridad, calidad del producto final, etc.  La complejidad y velocidad del proceso permiten que la mayoría de las acciones de control sean iniciadas por un operador. En caso contrario, se requerirá de un sistema de control automático, el cual lo puede constituir un siste ma de control distribuido, PLC, controladores a lazo cerrado o una combinación de ellos.. 1.2.4 Componentes de los SCADA.. Módulos software de los SCADA. (Herrera, 2009) 1. Configuración: Permite al usuario definir el entorno de trabajo de su SCADA, adaptándolo a la aplicación particular que se desea desarrollar. 2. Interfaz Gráfica del Operador: Proporciona al operador las func iones de control y supervisión de la planta. El proceso se representa mediante sinópticos gráficos (HMI). 3. Módulo de Proceso: Ejecuta las acciones de mando pre - programadas a partir de los valores actuales de variables leídas. La programación se realiza po r medio de bloques de programa en lenguaje como C, Basic, etc. 4. Gestión de Archivo de Datos: Se encarga del almacenamiento y procesado ordenado de los datos, de forma que otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos. 5. Comunicación: Se encarga de la transferencia de información entre la planta y la arquitectura hardware que soporta el SCADA, y entre ésta y el resto de elementos informáticos de gestión. (Janus, 2006, Vidal, 2002) Un paquete SCADA debe estar en disposición de ofrecer las siguientes p restaciones:.

(22) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 12.  Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia del operador para reconocer una parada o situación de alarma, con registro de incidencias.  Generación de históricos de señales de la planta, que pueden ser volcados para su proceso sobre una hoja de cálculo.  Posibilidad de programación numérica, que permite realizar cálculos aritméticos de elevada resolución sobre la CPU del ordenador. (Barmex, 2009, Chacón et al., 2001) Componentes Hardware. (Herrera, 2009) 1. Un SCADA está formado por: 2. Ordenador Central o MTU. 3. Ordenadores Remotos o RTU. 4. Red de comunicación. 5. Instrumentación de campo. La MTU. El término MTU "Estación Maestra" se refiere a los servidores y el software, encargados de la comunicación con el equipamiento de campo (RTU, PLC, etc.), en estos se encuentra el software HMI corriendo para las estaciones de trabajo en el cuarto de control, o en cualquier otro lado. En un sistema SCADA pequeño, la estación maestra puede estar en un solo computador. A gran escala, en los sistemas SCADA la estación maestra puede incluir muchos servidores, aplicaciones de software distribuido, y sitios de recuperación de desastres. La parte más visible de un sistema SCADA es la estación central o MTU. Este es el "centro neurálgico" del sistema, y es el componente del cual el personal de operaciones se valdrá para ver la mayoría de la planta. (Chacón et al., 2001) Las funciones principales de la MTU de un SCADA son:  Adquisición de datos: Recolección de datos de los RTU..

(23) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 13.  Trending: Salvar los datos en una base de datos, y ponerlos a disposición de los operadores en forma de gráficos.  Procesamiento de Alarmas: Analizar los datos recogidos de los RTU para ver si han ocurrido condiciones anormales y alertar al personal de operaciones sobre las mismas.  Control: Control a lazo cerrado e iniciados por operador.  Visualizaciones: Gráficos del equipamiento actualizado para reflejar datos del campo.  Informes: La mayoría de los sistemas SCADA tienen un ordenador dedicado a la producción de reportes conectado en red (LAN o similar) con el principal.  Mantenimiento del Sistema Espejo (Mirrow): Es decir, mantener un sistema idéntico con una capacidad segura de asumir el control inmediatamente si el principal falla.  Interfaces con otros sistemas: Transferencia de datos hacia y desde otros sistemas corporativos para, por ejemplo el procesamiento de órdenes de trabajo, de compra, la actualización de bases de datos, etc.  Seguridad: Control de acceso a los distintos componentes del sistema.  Administración de la red: Monitoreo de la red de comunicaciones.  Administración de la Base de datos: Agregar nuevas estaciones, puntos, gráficos, puntos de cambio de alarmas y en general reconfigurar el sistema.  Aplicaciones especiales: Casi todos los sistemas SCADA tendrán cierto software de aplicación especial, asociado generalmente al monitoreo y al control de la planta.  Sistemas expertos, sistemas de modelado: Los más avanzados pueden incluir sistemas expertos incorporados o capacidad de modelado de datos. (Chacón et al., 2001, Castellanos, 2008, Montero et al., 2004) La RTU. Las unidades terminales remotas consisten en una pequeña y robusta computadora que almacena datos y los transmite a la terminal maestra para que esta controle los instrumentos. Es una unidad stand-alone (independiente) de adquisición y control de datos..

(24) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 14. Su función es controlar el equipamiento de proceso en el sitio remoto, adquirir datos del mismo y transferirlos al sistema central SCADA. Hay dos tipos básicos de RTU "single boards" (de un solo módulo) compactos, que contienen todas las entradas de datos en una sola tarjeta. Una RTU “single board” tiene normalmente I/O fijas y los "modulares" que tienen un modulo CPU separado y pueden tener otros módulos agregados, normalmente enchufándolos en una placa común (similar a una PC con una motherboard (placa madre) donde se montan el procesador y los periféricos). (Montero et al., 2004) Ver Figura 1.4. La mayor parte de las RTU tienen como características principales:  Comunicaciones a través de la red telefónica fija y móvil, radio enlaces, líneas dedicadas, buses de campo.  Adquisición y mando (señales digitales y analógicas, conteos).  Capacidad: entre 280 y 700 variables (según las aplicaciones).  Procesamientos y automatismos parametrables.  Almacenamiento de datos a largo plazo (alarmas, medidas, conteos, informes).  Alerta hacia estaciones maestras, buscapersonas y teléfonos móviles.  Módulos especializados (automatización y gestión de las estaciones de elevación).  Enlaces entre instalaciones (entre remota y remota, entre remotas y módulos).  Compatibilidad con otros productos (autómatas programables, analizadores, controladores, medidores, ordenadores de supervisión.). (Montero et al., 2004).

(25) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 15. Figura 1.4. Diagrama general de una RTU.. El hardware de una RTU tiene los siguientes componentes principales:  CPU y memoria volátil (RAM).  Memoria no volátil para grabar programas y datos.  Capacidad de comunicaciones a través de puertos seriales o a veces con módem incorporado.  Fuente de alimentación segura (con salvaguardia de batería).  “Watchdog timer” (que asegure reiniciar el RTU si algo falla).  Protección eléctrica contra fluctuaciones en la tensión.  Interfaces de entrada-salida DI/DO/AI/AO.  Reloj de tiempo real. (Bailey and Wright, 2006, Montero et al., 2004). 1.2.5. Funciones de un sistema SCADA.. Dentro de las funciones básicas de un sistema SCADA se pueden encontrar las siguientes (Chavarría, 2007):  Supervisión remota de instalaciones y equipos: Permite al operador conocer el estado de desempeño de las instalaciones y los equipos alojados en la planta, lo que permite dirigir las tareas de mantenimiento y estadística de fallas..

(26) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 16.  Control remoto de instalaciones y equipos: Mediante el sistema se puede activar o desactivar los equipos remotamente (por ejemplo abrir válvulas, activar interruptores, prender motores, etc.), de manera automática y también manual. Además es posible ajustar parámetros, valores de referencia, algoritmos de control, etc.  Procesamiento de datos: El conjunto de datos adquiridos conforman la información que alimenta el sistema, esta información es procesada, analizada, y comparada con datos anteriores, y con datos de otros puntos de referencia, dando como resultado una información confiable y veraz.  Visualización gráfica dinámica: El sistema es capaz de brindar imágenes en movimiento que representen el comportamiento del proceso, dándole al operador la impresión de estar presente dentro de una planta real. Estos gráficos también pueden corresponder a curvas de las señales analizadas en el tiempo.  Generación de reportes: El sistema permite generar informes con datos estadísticos del proceso en un tiempo determinado por el operador.  Representación de señales de alarma: A través de las señales de alarma se logra alertar al operador frente a una falla o la presencia de una condición perjudicial o fuera de lo aceptable. Estas señales pueden ser tanto visuales como sonoras.  Almacenamiento de información histórica: Se cuenta con la opción de almacenar los datos adquiridos, esta información puede analizarse posteriormente, el tiempo de almacenamiento dependerá del operador o del autor del programa.  Programación de eventos: Está referido a la posibilidad de programar subprogramas que brinden automáticamente reportes, estadísticas, gráfica de curvas, activación de tareas automáticas, etc..

(27) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 17. 1.2.6 Ventajas y desventajas de los sistemas SCADA. Las principales ventajas de los sistemas SCADA son: (Urquijo ,2009) 1. Reducción de los costos de producción, operación y mantenimiento. 2. Aumento de producción. 3. Diversificación de la producción. 4. Mejoramiento de la coordinación con el área de mantenimiento. 5. Se dispone de información precisa para efectos de estudio, análisis y estadística. 6. No se requiere de personal para realizar labores de lectura de las variables ya que estos son leídos y enviados a centros de cómputos a través de la red. 7. Sistema de medición más rápido y confiable. Las principales desventajas de los sistemas SCADA son (Corzo, 2010): 1. Se requiere de una red industrial fiable, pues resultaría crítico no contar con la misma. 2. Alto costo inicial, por concepto de adquisición de los equipos e implantación del sistema acorde a las necesidades y requisitos exigidos. 3. Se requiere además realizar gastos en conexión a la red de datos.. 1.2.7 Principales sistemas SCADA. Algunos de los principales software para la implementación de SCADA en el mundo son (Autómatas, 2006b):  USDATA de Factory Link 7.  Lab View, Lookout 4.5, de National Instrument.  WinCC HMI Ver. 5.0, Web Control Center (WebCC), Simatic WinAC/ ODK, Simatic PLCSim, Simatic Protocol, HYBREX, de Siemens.  SYSMAC SCS, de OMROM.  Paradym-31, de Advantech..

(28) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 18.  Virgo 2000, de AlterSys Inc.  WizFactory, de eMation.  Cimplicity, de GE Fanuc.  Genesis 32, de Iconics.  MOVICON X2, de Progea.. 1.3 OPC.. Un servidor OPC es una aplicación de software (driver) que cumple con una o más especificaciones establecidas por la Fundación OPC. Los servidores OPC están compuestos por dos partes: la primera parte se comunica con una o muchas fuentes de datos utilizando el protocolo propietario perteneciente a las fuentes de datos, la segunda, se comunica con uno o muchos Clientes OPC utilizando el protocolo estándar OPC. En una arquitectura Cliente OPC/Servidor OPC, el Servidor OPC hace de elemento esclavo mientras que el Cliente OPC hace de maestro. La comunicación entre un Cliente OPC y un servidor OPC es bidireccional lo que significa que el Cliente OPC puede tanto leer como escribir en el Servidor OPC. (Inc., 2009) Gracias a la interfaz unificada los productores de hardware garantizan cada vez más la disponibilidad de interfaz OPC, o productos software OPC Server en la gama de sus productos hardware. De esta forma el usuario posee la garantía de poder intercomunicar los productos adquiridos con cualquier aplicación software que adhiera al standard OPC. (Progea, 2009) OPC se basa en la tecnología OLE/COM de Microsoft. Esta tecnología permite que componentes de software (escritos en C y C++ por expertos en un sector) sean utilizados por una aplicación (escrita en Delphi o Visual Basic para otro sector). De esta forma se desarrollarán componentes en C y C++ que encapsulen los detalles de acceder a los datos.

(29) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 19. de un dispositivo, de manera que quienes desarrollen aplicaciones empresariales puedan escribir código en Visual Basic que recoja y utilice datos de planta. El diseño de las interfaces OPC soporta arquitecturas distribuías en red. El acceso a servidores OPC remotos se hace empleando la tecnología DCOM de Microsoft. (Autómatas, 2006a) La figura 1.5 muestra el resultado de la utilización del servidor OPC para la comunicación.. Figura 1.5 Función del Servi dor OPC.. 1.3.1 Ventajas y desventajas del OPC.. Ventajas. (Herrera, 2009)  Apertura de comunicación de los SCADA a los sistemas de automatización, generando una libertad casi total de elección en el hardware.  Apertura de comunicación a plataformas no industriales, como MS Office, permitiendo de esta manera realizar soluciones costo-efectivas a procesos particulares.  Migración gradual de sistemas antiguos: generalmente, lo primero que conviene "modernizar" en un sistema de automatización antiguo es el HMI o SCADA, dado que es lo que se encuentra tecnológicamente más obsoleto. Utilizar OPC permite.

(30) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 20. integrar paquetes nuevos de software SCADA con los sistemas ya existentes, incluso de varias décadas de instalación, cuando se ha perdido o no se han desarrollados interfaces compatibles.  Existe una gran variedad de servidores OPC para todas las marcas y estándares, permitiendo elegir el más adecuado para las necesidades o conocimientos de cada uno. En la web se ofrecen una enorme variedad de alternativas, logrando incluso bajarlas como "demo" o de uso limitado. Desventajas. (Herrera, 2009)  Es una solución de software, con lo que el desempeño en términos de tiempo de respuesta y fiabilidad nunca son los mejores.  El uso de un servidor OPC básico puede ser muy sencillo, pero generalmente son los que tienen menores prestaciones. Los OPC de calidad industrial (que pueden dar respuestas casi en tiempo real) demandan procedimientos de configuración más engorrosos.  Muchas veces, utilizar OPC es más caro que adquirir un SCADA con los drivers apropiados integrados. (Gorenberg, 2005). 1.3.2 Tipos de servidores OPC definidos por la Fundación OPC. Los diferentes tipos de Servidores OPC son (Inc., 2009):  OPC DA Server, Basado en la especificación OPC Data Access. Especialmente diseñado para transmisión de datos en Tiempo Real.  OPC HDA Server, Basado en la especificación OPC Historical Data Access. Provee a los Clientes OPC HDA con datos históricos.  OPC A&E Server, Basado en la especificación OPC Alarmas & Eventos Especialmente transfiere información de Alarmas y Eventos a Clientes OPC A&E..

(31) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 21.  OPC UA Server, Basado en la especificación de Arquitectura Unificada (UA). Basado en OPC UA es la especificación más reciente. Permite al OPC Server trabajar con cualquier tipo de dato.. 1.4. Ejemplos de aplicaciones de SCADA.. Los sistemas supervisores han expandido sus aplicaciones a diversas ramas dentro de las cuales se encuentran:  Automoción, Ferrocarriles, Aeroespacial  Domótica (Building Automation).  Calor y Refrigeración.  Logística.  Maquinaria, Empaquetado y Mecánica.  Química y Petroquímica.  Papel, Cerámica, Madera y Cristal  Plástico, Textil.  Tratamiento de Agua.  Investigación.  Alimentación e Industria de Bebidas.  Potencia y Energía.  Agroindustria. (Progea c, 2009) Un ejemplo es el desarrollo de una aplicación SCADA con el fin de mostrar y supervisar la situación de una grúa prototipo desde un teléfono móvil. La comunicación inalámbrica entre el teléfono móvil y el servidor SCADA se realiza por medio de una estación base a través de GPRS, servicio general de radio por paquetes y de protocolo de aplicación inalámbrica WAP. Los resultados de los ensayos indican que el teléfono móvil podría mejorar el rendimiento de la grúa sin causar un aumento en los tiempos de respuesta. El.

(32) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 22. operador puede visualizar y modificar los parámetros de la planta utilizando su teléfono móvil, sin llegar al sitio. De esta manera los costos de mantenimiento se reducen y la productividad es aumentada. (Ozdemir, 2006) Una aplicación de este tipo, desde un teléfono móvil, se podría lograr utilizando el software Movicon 11, ya que versiones anteriores de Movicon solo permiten el envió de SMS y correos. Otra interesante aplicación es la presentada en la estructura e instalación de un sistema SCADA flexible y de bajo costo, que funciona en una correspondientes interfaz y. PC normal, con sus. software. El sistema fue instalado a una planta de. desalinización en paralelo con el viejo sistema convencional de automatización existente, que utiliza relés, temporizadores, etc. El sistema de automatización permite el control y supervisión remota de la planta, además puede ser usado para medidas adicionales de seguridad para la planta, situada en Rumanía. El análisis de los datos que se obtengan podría utilizarse para la predicción de posibles averías en la planta. (Avlonitis, 2004) Este sistema brinda la completa seguridad de la planta química, aspecto imprescindible en una instalación de este tipo, a la vez que permite ser instalado en una PC de bajas prestaciones, arista muy importante, debido a su menor costo con respecto a los servidores profesionales. Un sistema SCADA diferente de los tradicionales, que permite la comunicación con varios dispositivos E/S en los sistemas de energía renovables y componentes de instalaciones de prueba RESLab, es otro ejemplo de la versatilidad de estos. Este sistema SCADA es particular ya que se apoya en un entorno operativo que cambia continuamente en función de la prueba a realizar. El sistema SCADA se basa en el concepto de tener un servidor Master de E/S y múltiples sistemas informáticos como clientes. Los autores han descrito las principales características y ventajas de este sistema SCADA dinámico, las conexiones de los dispositivos de campo diferentes al servidor máster de E/S, los servidores de dispositivos y el software de múltiples funciones utilizadas en el sistema. (Lakhoua ,2009) La posibilidad de tener un SCADA que sea cambiante en su aspecto es un arma de gran valor, ya que permite su uso en diferentes aplicaciones sin necesidad de rediseñarlo, con lo que se ahorra tiempo y dinero..

(33) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 23. En la rama de la domótica también se han presentado varios trabajos en los últimos años. España es uno de los países que marcha a la vanguardia en esta rama. Uno de ellos es el SCADA para el control de un edificio inteligente, que permite aumentar la seguridad y la calidad de vida de sus ocupantes. El sistema comprende sensores de presencia, gas, flujo, temperatura, luz, humo y actuadores para aires acondicionados, suministro de agua, gas y protección contra incendios. (Figueredo, 2008) Otro trabajo en esta rama es el desarrollo de un sistema SCADA para una vivienda en Madrid. Dicho sistema garantiza seguridad, climatización, gestión energética y comunicación entre otras. El trabajo además recoge una breve historia sobre el surgimiento y desarrollo de la domótica en España. (Alejandre, 2009). 1.4.1 Aplicaciones en la Industria Nacional. En nuestro país los sistemas SCADA se han ido utilizando cada vez con mayor frecuencia, empresas como COPEXTEL y CEDAI marchan a la vanguardia en su implementación y puesta en marcha. La empresa COPEXTEL, por ejemplo,. ha desarrollado. varios proyectos de. automatización entre los que se destacan la fábrica de piensos ¨Chichi Padrón¨ y la Ronera Central ¨Agustín Rodríguez Mena¨. Este último constituye la realización de una aplicación SCADA para la supervisión de las máquinas de embotellado y etiquetado. La baja interconectividad entre las máquinas instaladas y la necesidad de establecer un control estricto sobre los insumos utilizados en la elaboración del producto final, constituían los principales problemas a resolver en esta entidad, además, no se concebía que una empresa dedicada a la fabricación de rones de alta calidad y prestigio a nivel nacional e internacional no contara con un sistema de Supervisión y Control. El trabajo realizado allí permite, entre otras funciones la supervisión de la línea de producción y la generación de un reporte con los datos exactos al final de la jornada de trabajo. Esta aplicación fue implementada utilizando el software MOVICON X2. (Urquijo, 2009).

(34) CAPÍTULO 1. CARA CTERISTICAS DE LOS SCA DA.. 24. En la rama de la domótica también dicha empresa tiene una valiosa experiencia, ya que han acometido varios trabajos vinculados al turismo en hoteles del Ca yo Santa María y Varadero. Uno de ellos es el instalado en el hotel Royal Hideaway Ensenachos que incluye un supervisor de energía, que permite chequear el consumo eléctrico en áreas importantes de la instalación. Además dicho sistema permite monitorear y controlar. lo relacionado con. clima, alumbrado, cisternas, fosos residuales, bombas etc., brindando un sistema de alarmas y creación de reportes muy bueno para el análisis de incidencias. Este sistema se hace casi imprescindible en esta instalación ya que la misma comprende un área de varios kilómetros cuadrados y la explotación manual de los elementos con que cuenta, constituye una tarea excesivamente trabajosa. (Corzo, 2010).

(35) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 25. CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS.. En el presente capítulo se abordarán las características de los software utilizados para la realización del trabajo (MOVICON X2, LGIS OPC Server Ver1.9 y TAC RSPD). Además se podrá ver las ventajas y desventajas de MOVICON X2, así como requerimientos técnicos y una explicación sobre las potencialidades de las herramientas brindadas por el mismo. 2.1. MOVICON como herramienta para la Supervisión y el Control.. En el mundo de la automatización industrial existe un gran número de aplicaciones diseñadas para la supervisión y control de procesos entre los que se pueden nombrar LabView, de National Instrument; WinnCC de la Siemens y SYSMAC SCS de OMROM. (Urquijo, 2009) Otra de ellas es MOVICON X2, propiedad de la compañía italiana Progea, que se dedica a la producción de software para la automatización. MOVICON (Monitoreo, Visión y Control), fue diseñado originalmente para la utilización de las empresas dedicadas a la automatización y control de procesos y edificios inteligentes. Luego de varios años de utilización y constantes mejoras, es hoy una aplicac ión con un gran prestigio internacional y amplio uso, en gran medida porque ha sido capaz de mantener los conceptos de simplicidad, potencia y funcionando siempre como sistema abierto. En nuestro país lo comercializa la empresa COPEXTEL. (Corzo, 2010).

(36) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 2.1.1. 26. Principales características de MOVICON.. MOVICON ha desarrollado el concepto de la supervisión industrial, introduciendo tecnologías extremadamente innovadoras y modernas para sistemas de automatización. Además de las herramientas para la rápida creación de aplicaciones de control y visualización también introduce las últimas tecnologías que permiten integrar fácilmente la aplicación con el resto del mundo. Permite crear potentes y compactos sistemas de visualización de interfaz hombre- máquina. Gracias al mismo, el panel de operador se convierte en una pequeña estación SCADA ofreciendo independencia del. hardware, conectividad con los sistemas superiores de. información, incrementando la potencia de la máquina. (Urquijo, 2009) Mediante los Drivers de MOVICON es posible comunicarse con el proceso con el cual MOVICON deberá interactuar. Los dispositivos de gestión de proceso como PLC, termorreguladores, I/O Boards y PC, podrán ser conectados de esta manera al sistema en el cual MOVICON está instalado a través de líneas seriales, módems, redes de comunicación, entre otros. (Corzo, 2010) Un proyecto MOVICON tendrá como tarea la supervisión de los procesos productivos mediante páginas de video animadas denominadas ventanas sinópticas, o deberá permitir la programación de comandos o set-points en el proceso a través de páginas de video denominadas ventanas de diálogo, junto a innumerables funciones para lograr una gestión de proceso completa y funcional en modo simple y seguro. (Progea, 2009) MOVICON presenta las siguientes características (Coca, 2007, Ambrose, 2004):  Sistema SCADA / HMI para Win32.  Trabaja para sistemas operativos desde Win2000 hasta WinCE.  Es un sistema cliente servidor de 32 bits.  Contiene una amplia biblioteca de símbolos, objetos y gráficos.  Programación en Basic Script que es 100 % compatible con VBA (Visual Basic for Aplication) y multihilo.  Contiene editores de menú y cajas de diálogos..

(37) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 27.  Tiene un Administrador de Alarmas.  Soporte de tecnología ActiveX.  Soporte de OLE2, ODBC, DDE, DAO/ADO, SQL, Y OPC.  Red de Cliente/Servidor de TCP/IP.  Objetos PID integrados.  Integra gráficos y hoja de trabajo.  Un depurador (debugger) integrado.  Administración de estadísticas de evento o producción.  Posibilidad de usar lenguaje de PLC en las lógicas que dispone. MOVICON fue una de las primeras aplicaciones que incursionó en el uso de OPC integrado. Para realizar la comunicación utiliza los siguientes estándares. (Valdivia, 2007)  Cliente OPC versión 1.0 2.0.  Servidor OPC versión 1.0 y 2.0.  OPC DA (Data Access).  OPC AE (Alarmas & Eventos). Los datos de un proyecto hecho en MOVICON son llevados a una base de datos de variables Real Time Data Base (RTDB). La base de datos de variables puede ser importada o exportada a través de ODBC (Open Data Base Connectivity), colecciona todos los datos de los drivers y los distribuye a los recursos del proyecto. La base de datos de variables puede disparar de forma directa a los controles o alarmas. Esta base de datos permite la conexión a través del TCP/IP a estaciones remotas y se conecta dinámicamente a bases de datos externos a través de ODBC, o son disponibles a otras aplicaciones gracias a la funcionalidad del servidor OPC integrado (Morales, 2007). La tecnología MOVICON no se degrada en funcionamiento cuando se aumenta el número de variables porque ellos son mapeados directamente sin que se acceda a la base de datos durante el tiempo de ejecución. Así es como se pueden implementar proyectos con una gran cantidad de datos sin que afecte la eficiencia y funcionamiento del programa. En.

(38) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 28. MOVICON, existe la posibilidad de que las variables puedan considerar retentiva para mantener su estado, en el caso de que la PC donde se está ejecutando el SCADA haya sido apagada. Las variables pueden ser de tipo bit, bytes, Word, double, float y array. El modo de comunicación estándar es OPC (Valdivia, 2007). Cuenta con una biblioteca de símbolos y objetos capaces de crear casi cualquier ambiente gráfico, además posibilita insertar imágenes creadas con otros editores de imágenes como Paint o Photoshop. Los objetos y símbolos cuentan con una ventana de propiedades mediante la cual se programan las acciones que llevarán a cabo los mismos, además el software ofrece una interfaz a Basic Script VBA, suministrando al programador eventos, métodos, propiedades y la libertad de desarrollar sus propias ideas. También brinda la ventana. IL Logic, la cual utiliza un lenguaje lógico similar a los utilizados en la. programación de PLC. De esta manera el usuario puede implementar cualquier tipo de objeto gráfico a través de la manipulación de las funciones. MOVICON es capaz de soportar dos tipos de elementos: símbolos y objetos. Los símbolos se encuentran organizados por clases que son expandibles. Los objetos son elementos vectoriales que tienen una función específica y pueden ser configurados con funciones de estilo y control. También tiene un componente que implementa la interfaz gráfica para el diálogo con el operador del sistema. Este componente, que es una caja de diálogo, se usa para poder manipular los puntos de ajuste, ajustar los datos, selecciones y opciones. El editor de alarmas permite al usuario identificar las anomalías y extraer algunas sugerencias. El Historical Log registra las alarmas y eventos del sistema, así como los tiempos que estuvieron activados, quienes lo atendieron y lo resetearon. El Data Logger permite que: datos de producción, variables de procesos continuos y valores que serán analizados, sean documentados y registrados por tiempo, evento o cambio de estado, dentro de la base de datos ODBC. Además permite al usuario ver el comportamiento gráfico de los datos (Trends) y los reportes del proceso que son de gran importancia para el análisis de la productividad de la planta (Ambrose, 2004)..

(39) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 29. 2.1.2 Ventajas y desventajas de MOVICON X2 MOVICON ofrece un gran número de ventajas a los sistemas de automatización entre los que se encuentran (Morales, 2007):  Sistema Abierto: Se puede integrar el mismo proyecto en diferentes terminales de hardware. El mismo software puede permanecer a pesar de que el panel de operador cambie, permitiendo escoger el producto que mejor se adapte a sus necesidades.  Flexibilidad: Tiene la capacidad de integrar la información de la máquina con la planta o con un sistema a un nivel superior en la fábrica.  Potente: Aumenta la calidad gráfica de la Interfaz de Operador (HMI), ya que puede considerarse un pequeño SCADA con el potencial integrado de una plataforma del mismo tipo de alto nivel.  Reducción de costos: Hace posible utilizar un solo software de supervisión tanto para PC como para paneles táctiles, con considerables ahorros en términos de aprendizaje, formación del personal y de mantenimiento. Por su estructura abierta, también se pueden recortar gastos en los equipos, escogiendo aquellos que mejor encajen en las necesidades de la empresa. Las desventajas son:  Aunque su instalación es bastante fácil, solo se obtiene en modo de evaluación y no permite uso prolongado.  Para su funcionamiento en aplicaciones prácticas es necesario la compra de una licencia de aplicación y una de corrida o Run-Time..

(40) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 30. 2.1.3 Requerimientos de Hardware. Para tener un buen funcionamiento MOVICON presenta los siguientes requerimientos de Hardware: (Urquijo, 2009). Tabla 2.1. Requerimientos de hardware Hardware. Mínimo. Aconsejado. CPU. Pentium 350. Pentium 500. RAM. 64 MB. 128 MB. 15 MB. 60 MB. Video. VGA. VGA. Mouse. Sí. Sí. Espacio Libre en Disco Duro. 2.2. Implementación de la inte rfaz hombre-máquina.. Para la implementación de la interfaz hombre- máquina se hizo necesario conocer las prestaciones que debe brindar la misma, para ello se hizo un estudio de las características de. la entidad donde será instalado este sistema y se coordinó con los especialistas. encargados de su posterior explotación. Se entregó también, la información y las herramientas necesarias para la realización del proyecto, entre las que se encontraban el software MOVICON X2 y el servidor OPC que se utilizaría para la comunicación. El siguiente paso fue el estudio del software MOVICON X2, la recopilación de las variables y la creación del mapa de memoria para el intercambio de datos con los PLC..

(41) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 2.2.1. 31. RTDB (Base de Datos de Tiempo Real).. En esta sección fueron creadas las variables a utilizar en el proceso. Estas fueron agrupadas de acuerdo a su función o al lugar donde pertenecen. En la barra de propiedades de las variables se definió para cada una de estas, el nombre, la descripción, si es una variable de entrada o salida y el tipo de señal (bit, byte, Word, etc.). La mayor parte de las variables creadas se definieron como bits, dada la naturaleza del problema a resolver, otras como los contadores y las asociadas al cronograma quedaron definidas como Word. Cada una de ellas podrá ser conectada con las señales de campo que provienen del PLC a través del servidor OPC, y de la misma forma conectarse con las bases de datos, gráficos y los objetos animados en las diferentes pantallas de la interfaz.. Figura 2.1 Lista de variables..

(42) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 32. 2.2.2 Objetos Evento. Los comandos sobre eventos resultan de gran utilidad e n el proyecto cuando deban ser mantenidos bajo control los valores de una o más variables y en base a los cambios de estas variables (evento) deben ser después ejecutados los comandos. De esta forma resulta notablemente abreviado el tiempo de realización en el proyecto de comandos que la planta debe ejecutar en base al valor de variables. Los objetos evento tienen por lo tanto la tarea de ejecutar el comando o la lista de comandos de acuerdo al valor asumido por una determinada variable. Este recurso se encuentra en la ventana "Explorador de Proyecto". El proyecto puede contener un número virtualmente ilimitado de objetos evento, cada uno asociado a una variable diferente, y pueden ser editados mediante la ventana "Propiedades". (Corzo, 2010) El recurso Objetos Eventos ofrece grandes ventajas operativas en cualquier aplicación en la cual es necesario mantener controlado el valor de una o más variables a fin de ejecutar uno o más comandos al variar un determinado valor. Esto evita que el programador tenga que escribir el código necesario para el control de las variables en cuestión. (Progea, 2009).

(43) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 33. Figura 2.2 Objetos Evento.. 2.2.3 Los Sinópticos. Mediante los sinópticos se lleva a cabo la comunicación entre el operador y la PC, por tanto los mismos deben ser sencillos y fáciles de manejar .Para el diseño de los sinópticos se tuvo en cuenta la experiencia acumulada. de trabajos anteriores; así como, la opinión de. especialistas en el tema, manteniendo un estándar en cuanto a símbolos, colores y otros elementos con fin de facilitar el trabajo de supervisión y minimizar el tiempo necesario para preparar al personal en su correcto manejo..

(44) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 34. La aplicación cuenta con pantallas de inicio como Clima y Alumbrado, Cisternas, ATA e Incendio y Alarmas, desde las cuales se puede acceder a los diferentes sinópticos que contienen una representación de los elementos a supervisar o controlar, además cuenta con pantallas específicas para cada elemento (extractores, ventiladores, bombas, alumbrado exterior etc.). Estas pantallas se crean en la sección de “Recursos”, que se muestra a continuación.. Figura 2.3 Recursos .. 2.2.4 Menú. Para trabajar con mayor rapidez y comodidad, se creó un sistema de menú que permite acceder directamente a los diferentes sinópticos. Estos menús se encuentran localizados en la parte superior del sinóptico de inicio, desde el cual se puede acceder a los restantes sinópticos así como a los elementos a controlar o supervisar, los cuales se encuentran.

(45) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 35. agrupados de acuerdo a su tipo y localización. Todo esto se realizó en la sección de Recursos, a través de los Item Menú e Item Popup.. Figura 2.4 Creación de Menú..

(46) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 36. 2.2.5 Alarmas. Para la creación de las alarmas, se tomó en cuenta la mayor cantidad de eventos negativos posibles, ya que el incorrecto funcionamiento de determinados equipos puede traer graves consecuencias para la economía de la entidad y la seguridad de sus trabajadores. En la sección de “Alarmas” fueron definidas las de mayor importancia. Las mismas fueron organizadas en el proyecto por los elementos a los que pertenecen y están asociadas a cada una de las variables que entra en estado crítico. En las propiedades, se especificaron los umbrales y asociaron comandos, los cuales se ejecutarán en cuanto la variable entre en un estado de alarma. A través de esta sección, se podrá supervisar todo lo referente a las alarmas; el estado en que se encuentran, la hora de inicio, el tiempo de duración, entre otros datos de interés.. Figura 2.5 Listado de Alarmas.

(47) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 37. 2.2.6 Data Loggers y Recetas. El “Data Loggers y Recetas” es una herramienta de gran potencia para grabar y simplificar el manejo de los datos en la base de datos. Los diferentes gráficos y reportes podrán ser enlazados con estas bases de datos, tomando la información que se requiera para la realización de un informe de producción. Estos tienen la tarea de muestrear las variables asociadas a las columnas según los modos de grabación definidos en la creación del Data Loggers. Esta herramienta puede tener acceso a archivos de base de datos con acoplamiento ODBC o de IMDB, donde el usuario puede conseguir datos de la producción en el formato que lo prefiera para de esta forma garantizar la veracidad de los datos y la integración hasta los niveles de gestión más jerárquicos dentro de la empresa. (Pro gea, 2003) La creación de las bases de datos constituye unos de los pasos más importantes en la ejecución de un proyecto SCADA. Archivar los datos necesarios para la elaboración de informes económicos, conocer el estado de una variable en un momento determinado en el pasado, aporta para el buen funcionamiento de un sistema de supervisión. (Corzo, 2010) En la sección de “Data Loggers y Recetas” se elaboraron las tablas, las cuales fueron guardadas en formato Access. Mediante el manejo de sus propiedades se puede definir la frecuencia en la que serán guardados los datos y el tiempo que permanecerán en la base de datos para su estudio. Solo se usará la parte de Data Loggers, ya que dadas las características de este proyecto no se requiere de recetas para su buen funcionamiento..

(48) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 38. Figura 2.6 Data Loggers y Recetas.. 2.3. OPC.. Durante los últimos años ha crecido la tendencia de mover la comunicación desde drivers propietarios a la tecnología basada en estándares del servidor OPC. Hay varias razones para esto, pero los factores más importantes son: la interoperabilidad de los datos entre los sistemas de control y la empresa y la disminución del costo de la infraestructura como resultado de la estandarización de los elementos de la misma. (Urquijo, 2009) LGIS OPC Server ofrece gran interoperabilidad entre el equipamiento industrial (PLC, sensores, actuadores) y la aplicación de supervisión y control; comunicando de forma eficiente y veloz los datos en uno y otro sentido. (LG, 2009).

(49) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 2.3.1. Requerimientos..  Sistema Operativo: (LG, 2009)  Windows NT 4.0 SP4  Windows 2000  Windows XP  No se soporta sobre Windows 95/98/ME Requerimientos de Hardware mínimos:  Pentium III 1GHz  Memoria: 64MB  10/100M Ethernet  HDD: 20MB. Figura 2.7 LGIS OPC Server Ver1.9. 39.

(50) CAPÍTULO 2. MATERIA LES Y M ETODOS. 2.4. 40. TAC RSPD. Este software crea puertos series virtuales que son enlazados con las direcciones IP de los convertidores y a los cuales se conecta el LGIS OPC Server. Estos puertos virtuales son tratados por la PC como si fueran puertos físicos y sin embargo pueden estar ubicados a cientos de kilómetros..

(51) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 41. CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.. En el presente capítulo se expondrán los resultados obtenidos en el proyecto. Se darán a conocer los elementos a supervisar y controlar, se hará una breve descripción de la HMI creada, donde se hablará de sus pantallas principales, y se mostrarán los diferentes sinópticos de la aplicación y su forma de explotación. Además se hará referencia a las características de la comunicación usada, donde se hablará de los software utilizados y se mostrarán varias de sus pantallas finales. Por último se hará el análisis económico del proyecto, donde se mostrarán las ventajas económicas que traerá la aplicación de este sistema para la entidad..

(52) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 3.1. 42. Ele mentos a controlar o supervisar.. Los dispositivos que están presentes en la aplicación son: Tabla 3.1. Dispositivos a controlar o supervisar Dispositivos. Cantidad. Extractor. 63. Ventilador- Extractor. 16. Roof Top. 2. Manejadoras de aire. 10. Alumbrado exterior. 3. Grupo ATA e Incendio. 2. Cisterna. 4. Pareja de Bombas. 8. 3.2 HMI para el sistema de automática Dunas 5. Dentro de las pantallas con que cuenta la HMI para el sistema de automática Dunas 5 se encuentran las pantallas de inicio, presentación, Clima/Alumbrado, alarmas, gráficos, cisternas, Reset, Hora/PLC y las pantallas individuales para cada dispositivo. La mayoría de los dispositivos son de clima, por lo que la pantalla Clima/Alumbrado es la principal. Esta pantalla representa el estado de todos los dispositivos de esta categoría, y permite acceder a cada uno de ellos. La aplicación sigue un código de colores que permite al operador. conocer la situación de los equipos instalados fácilmente. Los colores. utilizados son grises, verdes, amarillos y rojos fundamentalmente. El color gris de los objetos representa que no hay comunicación entre el dispositivo y la aplicación, el color verde que hay comunicación y que el dispositivo está encendido y el color amarillo que hay.

(53) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 43. comunicación y está apagado. La banda roja en el borde del botón s ignifica que este dispositivo está en alarma por un funcionamiento incorrecto.. Figura 3.1 Pantalla Cli ma/ Alumbrado. 3.2.1. Pantallas auxiliares.. Las pantallas auxiliares son cargadas desde la pantalla de inicio utilizando el menú o a través de sus respectivas pantallas principales.. Alarmas El sinóptico de alarmas muestra los dispositivos que presentan un funcionamiento incorrecto y brinda datos como: hora de inicio y duración del problema. Permite además que el operador pueda reconocer las alarmas, resetearlas y habilitar/inhabilitar la alarma sonora..

(54) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 44. Figura 3.2. Alarmas. Actualizar Hora del PLC Mediante este sinóptico se pueden modificar la hora y fecha del sistema y de cada PLC en particular, permitiendo actualizar estos parámetros de forma remota. Esto se hace marcando la casilla Selec y aceptando.. Figura 3.3. Hora PLC..

(55) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 45. Reset de Contador Este sinóptico se muestra en pantalla cuando se oprime el botón CRST de un dispositivo determinado. A través de este se puede resetear el contador de hora s de trabajo de dicho dispositivo.. Figura 3.4. Reset.. Extractores Esta pantalla muestra el nombre y el tipo del dispositivo, se puede saber si el equipo tiene comunicación y si está encendido o apagado. También se muestran botones para encender y apagar el dispositivo (ON/OFF), pasar de local a remoto (Loc/Rem), cargar el sinóptico cronograma correspondiente (Cron), el contador de horas de trabajo (xxxxh) y el botón CRST.. Figura 3.5 Extractor 08-EX-01 encendi do.

(56) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 46. Figura 3.6 Extractor 08-EX-01 apagado. Figura 3.7 Extractor 08-EX-01 sin comunicación. Extractor – Ventilador Este sinóptico muestra la pareja de extractor y ventilador. Se puede ver el nombre de cada equipo, si tiene comunicación o no con la aplicación y si está encendido o apagado. Además se muestra el botón CRST, el contador de horas de trabajo y el botón para cargar su cronograma correspondiente..

(57) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. Figura 3.8. Extractor-Ventilador.. Alumbrado Exterior. Figura 3.9. Alumbrado Exterior .. Grupos ATA e Incendio. Cisternas. 47.

(58) CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 48. Este sinóptico muestra el nivel de las cisternas de los grupos ATA y de los depósitos de aguas residuales. El color rojo significa que el nivel está por encima del límite superior, el amarillo que está por debajo del límite inferior y el verde que está en el rango correcto.. Figura 3.10 Cisternas y Grupos de ATA e Incendio. Esto sinóptico muestra el estado de las bombas, el valor del contador de horas de trabajo y el botón para resetearlas.. Cronograma Mediante el cronograma se planifica el horario de trabajo del dispositivo, marcando en verde el tiempo durante el cual estará encendido y en rojo el tiempo de desconexión. Muestra también la hora y fecha del PLC. Cada dispositivo llama a su cronograma correspondiente al oprimir el botón Cron..