Desarrollo de SCADAs Con Conectividad a PLCs y PAC

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

Desarrollo de SCADAs con

Conectividad a PLCs y PACsConectividad a PLCs y PACs

Gustavo ValdésTechnical Marketing Engineer

National Instruments Mexico

Controladores Automáticos

Programables (PAC)

¿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)

Componentes de un Sistema SCADA

Estación Maestra / Computadoras HMIInfraestructura de

Comunicaciones

Múltiples Unidades de Terminal Remota

Módulos de LabVIEW

¿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

¿Qué es LabVIEW DSC?

LABVIEW 2009

¿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

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

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

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

E/S Digitales

Comunicaciones

3 Métodos para Conectar LabVIEW con

Dispositivos Industriales

PLCs PACs

Comunicaciones

Industriales

OPC

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

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

¿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

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

Comunicaciones Industriales

• LabVIEW Native Communication

CANopenPROFIBUS DeviceNet

FOUNDATION Fieldbus Modbus ControlNet

EtherNetIP Serial And more…

– Modbus TCP and Serial

– Plug-in boards

• Gateways

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

Variable Compartida en LabVIEW

• Un API de comunicación

• Integración con el ambiente de LabVIEW

• Capaz de crecer de pequeñas a grandes aplicaciones

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!!

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.

Multiple Variable Editor

• Maneja grandes

cantidades de

variables

• Exporta configuración

a Excel

• Crea la unión a

objetos en la red

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

Página 1

Página 3

Página 2

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

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

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

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

•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.

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

Automatización de Líneas de

Producción

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.

Windows

Demostración: Conexión de LabVIEW a un PLC MicroLogix

Allen-BradleyMicroLogix PLC

Ethernet

Allen-Bradley DF1 OPC Server

LabVIEW DSCServidor OPC de NI

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.

¿PREGUNTAS?

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