desarrollo de scadas con conectividad a plcs y pac
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Academic Days 09
15 de Octubre, 2009Ciudad de México
Foro Técnico para Desarrollo de Sistemas Gráficos
28 de Abril,
2010
Ciudad de México28 de Abril,
2010Tijuana, B.C
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Desarrollo de SCADAs con
Conectividad a PLCs y PACsConectividad a PLCs y PACs
Gustavo ValdésTechnical Marketing Engineer
National Instruments Mexico
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Controladores Automáticos
Programables (PAC)
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¿Qué es un Sistema HMI/SCADA?
• HMI (Human Machine Interface) se define como un panel através del cual el operador es capaz de controlar lamaquinaria y ver diferentes procesos en una planta
• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) es unsistema completo que incluye HMIs y además es capaz deregistrar datos, generar alarmas y administrar un sistema decontrol distribuido a través de una red de hardware(usualmente PLCs y PACs)
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Componentes de un Sistema SCADA
Estación Maestra / Computadoras HMIInfraestructura de
Comunicaciones
Múltiples Unidades de Terminal Remota
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Módulos de LabVIEW
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¿Qué es LabVIEW DSC?• Módulo adicional de LabVIEW para aplicaciones grandes y
distribuidas– Aplicaciones HMI / SCADA
– Sistemas de pruebas o medición de gran número de canales
• Basado en configuración– Registro de datos
– Alarmas– Alarmas
– Seguridad
– Históricos
• Integración con hardware de terceros– OPC y Modbus
• Herramientas poderosas de programación
• Librería de gráficos industriales
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¿Qué es LabVIEW DSC?
LABVIEW 2009
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¿Cómo Extiende a LabVIEW?
PSP ServerOPC ServerAlarm Server
Alarming
HistoricalPlug-in
Logging
LabVIEW DSCScaling
LabVIEW
Shared Variable
cFP / DAQmxOPC Client (3rd Party IO)
CustomIO Server
LabVIEW DSCLabVIEW
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Características Adicionales de
LabVIEW
• Crecimiento de la aplicación durante su ejecución
– Creación programática de miles de variables instantáneamente
– VIs Express para crear I/O servers (ie: OPC, Modbus, etc.)
• Envío de alarmas y eventos a una impresora conforme van ocurriendo
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Interfaz Gráfica al Operador
• Interfaz de usuario industrial
con controles o indicadores
intuitivos
• Tendencias históricas y de
tiempo realtiempo real
• Más de 4,000 gráficos
• Implementaciones de
seguridad
– Por dominio de la red
– Por elemento visual
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Comunicación
• Un servidor es una aplicación que se comunica y
administra dispositivos de entrada/salida como PLCs,
unidades remotas de E/S, y dispositivos de adquisición
de datos (DAQ).
• I/O Servers: Método desde LabVIEW que permite la
comunicación con diferentes dispositivos en la red:
– Servidores OPC
– Dispositivos Modbus (maestro o esclavo)
– Servidores a la medida
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E/S Digitales
Comunicaciones
3 Métodos para Conectar LabVIEW con
Dispositivos Industriales
PLCs PACs
Comunicaciones
Industriales
OPC
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Comunicación via Modbus
• Protocolo de
comunicación a nivel
aplicación que
proporciona una
comunicación cliente-
• Soporte para Modbus Serial
(RTU y ASCII) y Modbus TCP
• Modbus maestro & Modbus
esclavocomunicación cliente-
servidor entre
dispositivos conectados
en diferentes buses o
redes
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Conectividad via OPC
• Estándar industrial abierto
de arquitectura cliente -
servidor
• NI OPC Servers permite la
comunicación a una gran
variedad de PLCsvariedad de PLCs
• Versión de evaluación junto
con LabVIEW DSC
• LabVIEW incluye la opción de
diagnosticar problemas
generando logs
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¿Qué es OPC?
• OLE para Control de
Procesos
• Especificación de
cliente/servidor para
compartir datos
PC basado en Windows
compartir datos
– Servidor específico del
dispositivo
– Cliente común
• Tecnología basada en
Windows
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Nuevos Servidores OPC para Hardware de
Terceros
• Más de 100 controladores para tarjetas
de comunicación
• Trabaja con el cliente OPC de LabVIEW
DSC
• Versión de evaluación incluida con • Versión de evaluación incluida con
LabVIEW DSC
• Requiere de activación
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Comunicaciones Industriales
• LabVIEW Native Communication
CANopenPROFIBUS DeviceNet
FOUNDATION Fieldbus Modbus ControlNet
EtherNetIP Serial And more…
– Modbus TCP and Serial
– Plug-in boards
• Gateways
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Cliente
Allen-BradleyOPC Server
Siemens
PC basado en Windows
EtherNet/IP
LabVIEW
Servidores OPC de NI – Conexión de LabVIEW a Cualquier PLC
ClienteOPC
SiemensOPC Server
MitsubishiOPC Server
PLCsServidor OPC Específico
del Dispositivo
PROFINET
CCLink
Cliente OPC
PACs de NI
LabVIEWVariable
Compartida
Driver
OPC
LabVIEWDSC
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Variable Compartida en LabVIEW
• Un API de comunicación
• Integración con el ambiente de LabVIEW
• Capaz de crecer de pequeñas a grandes aplicaciones
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Variables y Etiquetas
• Las etiquetas se ligan a variables en LabVIEW
• Dos tipos de variables
– Variables de memoria: pueden almacenar un resultado o cálculo
– Variables de E/S: ligadas a un recurso – Variables de E/S: ligadas a un recurso de hardware (a través de etiquetas)
• Nodo nativo en LabVIEW con mejoras en su tiempo de edición
• ¡¡No hay límite de etiquetas en LabVIEW!!
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Administración de Variables
LabVIEW DSC permite administrar
variables de distintas maneras:
• Project explorer
• Multiple Variable Editor
• Creación en línea de librerías y variables.• Creación en línea de librerías y variables.
• Dividir librerías de gran tamaño para que
sean mas manejables:
– ~ 500 variables por librería.
– Librerías jerárquicas.
– Afecta el tiempo de despliegue.
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Multiple Variable Editor
• Maneja grandes
cantidades de
variables
• Exporta configuración
a Excel
• Crea la unión a
objetos en la red
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Bases de Datos• ¿Porqué registrar datos en periodos
extendidos de tiempo?
– Use los datos almacenados para analizar un proceso y buscar cosas a mejorar, depurar y localizar errores, o validar algo a un comité
• Dos tipos de bases de datos– Bases de datos relacionales
• Ideales para captura de datos
• Datos organizados y accedidos por relación (colección de tablas)
• P. ej.: MySQL, Oracle
– Bases de datos streaming• Ideales para datos de procesos
• La información es indexada
• P. ej: Citadel
ÍNDICE
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Variable Compartida – Registro en Base de
Datos
• Utiliza la base de datos de Citadel (compatible con ODBC)
• No requiere • No requiere programación
• API para manejo programático de datos
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Bases de Datos Optimizadas
• Optimizadas para estabilidad y tamaño
– Sólo guarda información cuando se producen cambios
• Zona muerta y resolución apropiadas:apropiadas:
– A mayor valor menor el tamaño de la base de datos
• Reducir el tiempo de vida de los datos históricos:
– Sobreescribir información antigua con información reciente
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Monitoreo de Alarmas y Eventos
• Seis niveles de alarmas disponibles para cada etiqueta, que le dan gran flexibilidad al usuario
• Registro de alarmas y eventos a la base de datos
• Notifica al operador si el valor de la etiqueta es mayor/menor al límite determinado
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Seguridad y Permisos
• Permite al administrador del sistema definir diferentes niveles de usuario: operador, supervisor, administrador, etc.
• Seguridad por dominio• Seguridad por dominio
• Seguridad para leer/escribir de etiquetas
• Controla el acceso a elementos de la UI: indicadores y controles
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•Monitoreo y control
•Registro de datos
•Registro condición de maquina
•Manufactura
Aplicaciones Comunes
•Automatización
•Bases de datos
•Supervisión Inalambrica
•Analisis estadístico de procesos
•SAP – Sistemas de información.
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Sistema SCADA en PEMEX
• Control de inventario del 43% de la producción mexicana (1,520,000 bpd)
• Más de 3,000 variables en línea
• Integración con sistemas anteriores
• Reportes basados en Web
• Utiliza mecanismos de seguridad estándar
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Automatización de Líneas de
Producción
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Comparación Licencias de DSC y otros
SCADA
LabVIEW DSC Otros SCADA
Licencia de Servidor Sólo el runtime de DSC Licencia de servidor
Licencia de Clientes Sin costo si no usan
OPC o Citadel (runtime
sin costo de LabVIEW)
Licencia de cliente
Licencia por etiquetas Ilimitada 5,10, 20 ,100 o
Ilimitada.
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Windows
Demostración: Conexión de LabVIEW a un PLC MicroLogix
Allen-BradleyMicroLogix PLC
Ethernet
Allen-Bradley DF1 OPC Server
LabVIEW DSCServidor OPC de NI
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Resumen
• El módulo de Datalogging and Supervisory Control
permite el diseño de sistemas SCADA/HMI y con las
características como el direccionamiento dinámico y la
modularidad se pueden programar sistemas con
Redundancia y de Arquitectura MVC.
• Características • Características
– etiquetas ilimitadas sin costo
– comunicación abierta con otros dispositivos y aplicaciones
• Se puede realizar un monitoreo de eventos y alarmas a
demás de agregar permisos y seguridad a las
aplicaciones.
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¿PREGUNTAS?
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Academic Days