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La remota AXPLC-100 es un sistema de adquisición, procesamiento y elaboración de datos para su transmisión a un elemento superior mediante radio TETRA o GPRS
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AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 1 Agosto 2009
Proyecto Remota Adquisición Hidrológica
Documento Remota Adquisición AXPLC-100
Denominación Dirección Técnica / Proyectos
Referencia PR.002.01.003
Cliente Confederación Hidrográfica del Ebro
Remota AXPLC-100
Manual de equipo
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 2 Agosto 2009
Registro de documentos:
Edición Fecha Comentarios Elaborado Revisado Aprobado
1 15/10/09 A.Piñeiro M. Bibudis M. Bibudis
2 3/12/09 A.Piñeiro M. Bibudis M. Bibudis
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 3 Agosto 2009
Indice
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 5
2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ............................................................................................ 5
3. DESCRIPCIÓN FÍSICA AXPLC-100 ....................................................................................... 6
3.1 ARMARIO RITTAL DE 3 CUERPOS............................................................................................. 6 3.2 RACK DE RADIO TETRA ......................................................................................................... 7 3.3 RACK DE MODEM GPRS (OPCIONAL) ....................................................................................... 7 3.4 RACK DE ENERGÍA ............................................................................................................... 9 3.5 EQUIPOS DE LÓGICA Y ADQUISICIÓN ...................................................................................... 10 3.6 PANTALLA TÁCTIL TFT 8’’.................................................................................................... 11 3.7 INTERFAZ USUARIO, 1USB, 1 RJ45, 1 D9-SUB ....................................................................... 13 3.8 CABLEADO INTERNO PARA 16 ENTRADAS DIGITALES, 4 ANALÓGICAS, 1 CONTADOR, ASÍ COMO SUS BORNAS
Y PROTECCIONES. ................................................................................................................... 13 3.9 MÓDULO DESCARGADOR DE SOBRETENSIÓN 2 NIVELES PARA CONDUCTORES BIPOLARES DE MANDO. ..... 15 3.10 INTERRUPTORES MAGNETOTÉRMICOS IDPN. ......................................................................... 16
4. INSTALACIÓN ................................................................................................................. 16
5. ADQUISICIÓN DE DATOS ................................................................................................. 18
5.1 SEÑALES DIGITALES ........................................................................................................... 18 5.2 ENTRADAS ANALÓGICAS..................................................................................................... 19
6. COMUNICACIONES ......................................................................................................... 20
6.1 CARACTERÍSTICAS DEL GESTOR AX ........................................................................................ 20 6.2 PUERTOS DE COMUNICACIONES DEL GESTOR AX ....................................................................... 21 6.3 COMUNICACIÓN NIVEL SUPERIOR ......................................................................................... 21
7. MONITORIZACIÓN ......................................................................................................... 21
7.1 PANTALLA TÁCTIL .............................................................................................................. 22 HIDROLOGÍA ................................................................................................................................... 24 TABLAS ........................................................................................................................................... 24 ESTADO ACTUAL .............................................................................................................................. 25 ANALÓGICAS ................................................................................................................................... 26 DIGITALES ....................................................................................................................................... 26 DATOS ............................................................................................................................................ 28 INCIDENCIAS ................................................................................................................................... 29
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 4 Agosto 2009
GRÁFICAS ....................................................................................................................................... 29 CONFIGURACIÓN ............................................................................................................................. 30 CONFIGURACIÓN GENERAL ................................................................................................................ 30 CONFIGURACIÓN SEÑALES ................................................................................................................. 31 7.2 APLICACIÓN WEB ............................................................................................................ 31 ÚLTIMOS DATOS ............................................................................................................................... 33 INCIDENCIAS ................................................................................................................................... 34 GRÁFICAS ....................................................................................................................................... 34 MONITORIZAR OTRAS REMOTAS ......................................................................................................... 35 ESTADO PLC ................................................................................................................................... 35 ADMINISTRACIÓN ............................................................................................................................ 36 LOGS SISTEMA ................................................................................................................................. 36
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 5 Agosto 2009
1. Introducción
En el presente documento se define el manual de operaciones de la remota AXPLC-100.
Este documento se complementa junto con los siguientes manuales, WAGO I/O System
750 Manual y el Axotec Developers System Manual.
Este equipo ha sido diseñado para la adquisición de datos hidrológicos según las
especificaciones de la Confederación Hidrográfica del Ebro.
En el presente manual se describe la forma de operar de la remota, las características
principales de la misma y su integración en el Sistema Automático de Información
Hidrológica (SAIH) del Ebro.
Se ha optado por un diseño modular, de manera que es escalable en todas sus
características funcionales facilitando su ampliación y el mantenimiento correctivo.
2. Características Técnicas
La remota AXPLC-100 es un sistema de adquisición, procesamiento y elaboración de
datos para su transmisión a un elemento superior mediante radio TETRA o GPRS (fig. 1).
En la versión 100 las características técnicas son las siguientes:
4 Entradas analógicas
20 Entradas Digitales
2 Contadores
4 Salidas Digitales
Almacenamiento 1 mes de datos Quinceminutales
Almacenamiento 1 mes de datos minutales
Buffer circular 4000 incidencias
Baterías internas para autonomía hasta 3 días
Pantalla táctil 8''
Comunicaciones TETRA y GPRS
Conexión a otras remotas
Monitorización local y remota
Protocolo comunicaciones ACP
Temperatura de operación de -5 a +70 ºC
En versiones superiores se ofrecen las siguientes características:
Procesamiento de imágenes
Hasta 256 Entradas/Salidas
SCADA local
Protocolos comunicaciones SNMP, 104
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 6 Agosto 2009
Entradas
contadores
Entradas
digitales
Entradas
analógicas
Salidas
digitales
PLC WAGO 750-860
Gestor
AX TETRAGPRS
PANTALLA
Fig. 1
La monitorización local del estado de la remota se realiza desde la parte frontal, sin necesidad de acceder al interior de la misma ya que en la parte frontal se encuentra la pantalla táctil y el interfaz adecuado para conectar con la aplicación web. Existe la posibilidad de conectarse desde una remota a otra para consultar datos o supervisar el estado de la misma, esta operación se realiza a través de la aplicación web.
3. Descripción Física AXPLC-100
La remota AXPLC-100 desde el punto de vista de sus componentes hardware consta de:
3.1 Armario Rittal de 3 cuerpos
- Caja de distribución mural de 19’’ de tres cuerpos
- Una parte fija a la pared que incluye dos placas de entradas de cable superior e inferior
- Una parte central pivotante y perfiles de 19’’ ajustables en profundidad, y una puerta frontal transparente de diseño
- Protección IP55
- Placa de montaje
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 7 Agosto 2009
Fig. 2
3.2 Rack de radio Tetra
La red tetra es un sistema de radiocomunicaciones móviles para aplicaciones privadas, se trata de un sistema estandarizado de arquitectura celular para comunicaciones digitales. Se consigue una mayor capacidad de tráfico y proporciona más funcionalidades y mejoras. Los usuarios comparten los recursos del sistema de forma automática y organizada. Los terminales fijos MTM800 para montaje en mueble tipo rack, por lo tanto, son terminales móviles MTM800 con los elementos necesario para su montaje en un rack.
Fig. 3
El terminal fijo MTM800 para montaje en rack o sobremesa, se compone de los siguientes elementos:
Terminal móvil MTM800.
Armario de aluminio, de 2U de altura y dimensiones máximas de 86 x 482 x 386 mm (alto x ancho x fondo) para su montaje en rack de 19"
Panel frontal de aluminio, mecanizado, terminación en pintura y serigrafía personalizada.
Panel trasero de aluminio, mecanizado.
Altavoz interno para potencia de 5w.
Conector DB-15 para conexión de datos.
Conector antena, tipo N-hembra.
Cableado de interconexión de los distintos elementos.
3.3 Rack de modem GPRS (opcional)
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 8 Agosto 2009
El modem GPRS utilizado para la remota es el que se muestra en la siguiente fotografía:
Fig. 4
Los conectores que van unidos a la carcasa permiten las conexiones de entrada y salida.
Se utiliza un soporte extraíble para introducir la tarjeta SIM. Un led nos indicara los
modos de operatividad del modem.
Fig. 5
Conector SMA para la conexión de la antena.
La alimentación del modem GPRS se realiza mediante un conector del tipo 4-pin Micro
FIT, la descripción de los pines del conector es la siguiente:
1 2
3 4
Fig. 6
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 9 Agosto 2009
Pin Señal I/O Tipo señal Descripción
1 V + I Tensión alimentación Tensión entrada
5.5 V min. 32 V max.
2 GND Tensión alimentación Ground
3 GPIO21 I/O 2V8 Input/output
4 GPIO25 I/O 2V8 Input/output
Conector sub HD de 15 pines:
12345
678910
1112131415
Fig. 7
Pin Signal
(CCITT / EIA) I/O Tipo señal Descripción
1 CDCD/CT109 O STANDARD
RS232
2 CTXD/CT103 I STANDARD
RS232
3 BOOT I CMOS
Esta señal no se debe conectar, está reservada
por el fabricante.
4 CMIC2P I Analog
5 CMIC2N I Analog
6 CRXD/CT104 O STANDARD
RS232
7 CDSR/CT107 O STANDARD
RS232
8 CDTR/CT108-2 I STANDARD
RS232
9 GND - GND
10 CSPK2P O Analog
11 CCTS/CT106 O STANDARD
RS232
12 CRTS/CT105 I STANDARD
RS232
13 CRI/CT125 O STANDARD
RS232
14 RESET I/O Schmitt Active low
15 CSPK2N O Analog
3.4 Rack de energía
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 10 Agosto 2009
La remota AXPLC-100 está diseñada para funcionar con una tensión de entrada de 24 Vcc. El equipo dispone de un módulo de alimentación en el que se integran los convertidores de tensión continua para aislar y adaptar la tensión de entrada a la de funcionamiento interno de la remota. Se trata de dos convertidores de corriente continua de 24/12 Vcc y otro de 24/24 Vcc. En este módulo de alimentación se encuentran alojadas las baterías de respaldo para alimentar el PLC en el caso que exista un fallo en el suministro eléctrico a la remota AXPLC-100.
Fig. 8
Tensión de entrada ..................................................................................................... 24 Vcc (17 a 30Vcc) Tensión de salida VS1 ....................................................................................................... 23-27 Vcc 100W Tensión de salida Vs2 ............................................................................................................... 12 Vcc 100W Formato.......................................................................................................................... Rack 19” 2Ux265mm En el interior de la caja R19” 2U se ubicarían 2 Uds. de 2 baterías de 12 V 7Ah. Tensión e intensidad de salida ajustable mediante potenciometros multivuelta
3.5 Equipos de lógica y adquisición
Los equipos de lógica y adquisición son los siguientes: - Gestor de comunicaciones AX - Equipo adquisición PLC Gestor de Comunicaciones AX Este módulo lo forma una “single board computer”, se trata de una placa de tamaño reducido con un microprocesador, memoria y dispositivos E/S. Las principales características de este modulo son las siguientes: Machine Spider-III Embedded Linux Server. Linux version 2.6.17.3axo-s05 CPU: ARM920T 32-Bit RISC 180MHz. S.O: Linux kernel version 2.6 Sistema de ficheros: JFFS2 RAM: 64 MB, Flash: 4 MB, Tarjeta Multimedia MMC de hasta 2GB. 10/100Base Ethernet interface. 3 Serial interfaces: ttyS0, ttyS3, ttyS4 USB device interface conector.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 11 Agosto 2009
Este módulo es el encargado de la gestión de la pantalla táctil, el servidor web, las comunicaciones, el control de radio TETRA y GPRS, bases de datos, etc. Equipo de adquisición PLC Se trata de un sistema PLC “Programmable Logic Controller” hardware industrial de adquisición de datos. La particularidad de este PLC es que está basado en el sistema operativo Linux, por lo que se puede programar en lenguaje C, dando soporte a desarrollos de software con algoritmos más complejos y específicos a la aplicación desarrollada. El PLC va a estar formado por la que llamamos cabecera y es la que tiene el microprocesador y hace el control del bus de campo. Por otro lado tenemos los módulos de señales, estos son independientes, ampliables y de diferentes características dependiendo del tipo de señal que queremos medir. Las principales características de este modulo son las siguientes: Sistema: PLC Wago Linux fielbus coupler 750-860. CPU: ARM7 TDMI 32-Bit RISC 44MHz. S.O: uClinux kernel version 2.6 RAM: 16 MB, NOVRAM: 32 KB, Flash: 4 MB Interface: 10/100Base Ethernet, Serial interface, Internal bus interface. Numero máximo de Entradas/Salidas 256. Numero máximo de módulos I/O 64. Configuración por defecto: 4 Entradas Analógicas, 20 Entradas Digitales, 4 Salidas Digitales, 2 Contadores. 3.6 Pantalla táctil TFT 8’’
Requisitos de cableado Los diversos equipos requieren distintos tipos de cable. La longitud del cable no exceda los 150 m para los dispositivos RS485/422 y los 15 m para los RS232, afin de evitar problemas en la comunicación. El indicador luminoso (COM) del frontal del MT‐8000 se enciende cuando se establece la comunicación Ethernet. En caso de que se utilicen tramos largos de cable o de que los cables pasen por un entorno con ruido eléctrico, se debe emplear cable blindado. No se deben colocar los cables cerca de las líneas de alimentación de corriente alterna o de fuentes de ruido eléctrico. Designación de pines Asignación de pines del conector SUB‐D hembra de nueve pines de los puertos COM1 [RS‐232] y COM2 [RS‐232].
PIN Símbolo COM1 [RS-232] COM2 [RS-232]
1 Sin usar
2 RxD Recepción datos
3 TxD Transmisión datos
4 TxD Transmisión datos
5 GND Señal de tierra Señal de tierra
6 RxD Recepción datos
7 RTS Salida preparada
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 12 Agosto 2009
para envío
8 CTS Entrada limpia para envío
9 Sin usar
Asignación de pines del conector SUB‐D hembra COM1 [RS‐485], COM3[RS‐485] y COM3 [RS‐232]
PIN Símbolo COM1 [RS-485]2W
COM1 [RS-485]4W
COM3 [RS-485]
COM3 [RS-485]
1 Rx- Datos - Rx-
2 Rx+ Datos + Rx+
3 Tx- Tx-
4 Tx+ Tx+
5 GND Señal de tierra Señal de tierra Señal de tierra Señal de tierra
6 Datos - Datos -
7 TxD Transmitir
8 RxD Recibir
9 Datos + Datos +
USB Host port soporta varios dispositivos con interfaz USB, como ratón, teclado, lápiz
de memoria, impresora, etc.
MT8‐Ethernet/RZC045120: Conexión directa (cable Ethernet cruzado)
Conmutador DIP:
SW1 SW2 SW3 SW4 Modo
ON OFF OFF OFF Modo calibración pantalla
OFF ON OFF OFF Reservado
OFF OFF ON OFF Modo carga
OFF OFF OFF ON Reservado
OFF OFF OFF OFF Normal
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 13 Agosto 2009
Vista frontal
Vista inferior
Vista posterior
Dimensiones recorte
Fig. 9
3.7 Interfaz usuario, 1USB, 1 RJ45, 1 D9-SUB
En el frontal de la remota hay una interfaz para realizar un acceso rápido según la
conectividad que tengamos ya sea USB, RJ 45 o D9-SUB. Con ello tenemos un sistema con
el que poder conectarnos para realizar una programación o mantenimiento de los
componentes que forman la remota.
Fig. 10
3.8 Cableado interno para 16 entradas digitales, 4 entradas analógicas, 1
contador, 4 salidas digitales, así como sus bornas y protecciones.
El equipo AXPLC-100 tiene una serie de bornas en las que se realiza la conexión para las señales de entrada.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 14 Agosto 2009
En las señales de entradas digitales el equipo AXPLC-100 dispone de bornas Wago modelo 859-110, en el interior de la borna se encuentra la protección para este tipo de señales, se trata de una protección varistor.
El varistor protege el circuito de variaciones y picos bruscos de tensión. El varistor suprime picos transitorios, si lo sometemos a una tensión elevada constante, se quemara.
Según podemos observar el equipo tiene cableadas y preparadas para utilizar las siguientes señales digitales:
Bornas 1-4: Entrada para las señales contador. Utilizado contador 1.
Bornas 5-24: Entrada para las señales digitales. Utilizadas 5-20 (16 entradas).
1 2 3 4
CONTADORES
5 6 7 8
ENTRADAS SEÑALES DIGITALES
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Fig. 11
En cuanto a señales analógicas el equipo AXPLC-100 dispone de varios grupos de bornas, según se observa en el siguiente esquema:
1 5 6 7 8 9 10 11 12
+ - + + +- - -A1+ -
2 3 4
ENTRADAS SEÑALES ANALOGICAS
SEÑALES
ANALOGICASPROTECCIONES
ALIMENTACION
24Vcc
A2+ -
A3+ -
A4+ -
Fig. 12
Bornas 1-4: Entrada para las señales analógicas. Se trata de bornas seccionables de Wago modelo 2002-2951.
Bornas 5-8: Protecciones de tipo varistor para la supresión de picos transitorios. Bornas Wago modelo 859-110, en el interior de la borna se encuentra la protección.
Bornas 9-12: Bornas de alimentación de los sensores. Se trata de bornas seccionables de Wago modelo 2002-2951.
En las señales de salidas digitales el equipo AXPLC-100 dispone de bornas Wago modelo 859-304, en el interior de la borna se encuentra un relé miniatura con una tensión máxima de activación de AC 250V – 5A con contacto NA/NC, dicha borna también tiene un led en el frontal para comprobar si está activada la salida.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 15 Agosto 2009
SALIDA SEÑALES
DIGITALES
1 2 3 4
D1 D2 D3 D4
Fig. 13
La remota está provista de una serie de bornas que tienen la función de protección así como distribución de alimentaciones de +24 Vcc para diferentes elementos como pueden ser el PLC, señales digitales, analógicas, GPRS y dos bornas para ampliaciones.
3 4 5 6
BORNAS FUSIBLES
7 8
PLC Digt. Ana. GPRS Resv. Resv.
+ + + ++ +
Fig. 14
Se trata de unas bornas que llevan en su interior un fusible de 1 A, el cual nos sirve de protección para sobre cargas. Las bornas son de Wago modelo 2002-1611.
3.9 Módulo descargador de sobretensión 2 niveles para conductores
bipolares de mando.
Se trata de una protección de para circuitos alimentados a AC/DC 24 V. Además de una
protección de sobrevoltajes, también se protege al equipo de las interferencias por
transitorios.
Fig. 15
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 16 Agosto 2009
3.10 Interruptores magnetotérmicos iDPN.
En la alimentación de los diferentes componentes del AXPLC-100 se dispone de
interruptores magnetotérmicos de 1 A del tipo iDPN curva C 1P+N, para la entrada general
el magnetotermico es de 3 A.
Fig. 16
Este dispositivo proporciona protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas. Está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión
4. Instalación
En el siguiente apartado se detalla la instalación y puesta a punto de una estación remota,
ya sea instalación hardware como software.
En el momento de realizar la instalación de una estación AXPLC-100 , la remota se encuentra completamente montada y cableada, por lo tanto únicamente se detallarán instrucciones para la instalación de software del PLC WAGO modelo 750-860 y el gestor de comunicaciones (Axotec Spyder III). El terminal de radio Tetra, igualmente debe estar correctamente instalada y configurada para su uso como Terminal de datos en la red Tetra del SAIH.
Instalación Hardware
Para la instalación en campo se va a tener en cuenta las entradas externas que puede
disponer la remota, por un lado tenemos la tensión de entrada, las señales a medir y los
elementos radiantes (antenas).
Una vez está colocada y anclada en su ubicación definitiva, se hace la entrada de cables por
la parte inferior de la remota.
En primer lugar hay que asegurarse que todos los interruptores magnetotérmicos que
están en la parte superior izquierda se encuentran bajados, a continuación ya se puede
hacer la conexión de energía. Para ello los cables de energía que llegan a la remota, se
pasan por el prensaestopas que hay en la parte inferior una vez dentro del equipo ya se
puede hacer la conexión en las bornas correspondientes, en este caso están ubicadas en la
parte inferior izquierda, procedemos a conectar el positivo a borna 2, negativo con borna 1
y la tierra con la borna tierra.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 17 Agosto 2009
El siguiente paso es conectar las señales que se van a medir, para ello se pasan los cables a
través de los prensaestopas y se hacen las conexiones en las bornas correspondientes que
se encuentran en la parte inferior, ya sean señales digitales, analógicas o contadores.
La conexión de las antenas se realiza igualmente metiendo los cables a la remota a través
del prensaestopas y haciendo la conexión correspondiente ya sea en la radio TETRA o en
el modem GPRS.
Una vez se han realizado estas operaciones ya está todo listo para poner en
funcionamiento la remota, ya se puede ir subiendo uno a uno todos los interruptores
magnetotérmicos y se comprueba que todos componentes de la remota empiezan a
funcionar, el siguiente paso es la configuración del software.
Instalación de software
El material necesario para poder realizar la instalación:
- Ordenador Portátil con puerto ethernet. - Cable de red ethernet cruzado.
- Código SAIH y número hardware emplazamiento (con el que obtenemos la IP).
Para la instalación hay que conectarse al gestor de comunicaciones mediante el navegador WEB. Para ello en el PC hay que estar en el mismo rango de red que la remota, dirección IP de la remota (192.168.1.7).
A continuación en un navegador WEB se pone esa dirección IP en la barra de navegación. Se accede al entorno visual de la remota, en el menú esta la opción de Administración desde esta pantalla se realiza la configuración de la remota.
Fig. 17
Hay un menú de Administración Sistema en donde se modifica la fecha y hora, se consultan varios log, se reinicia el sistema.
En el menú de Administración Remota está la opción Configuración en donde se realiza la configuración de los parámetros generales, tales como:
Nombre: El código SAIH donde se va a ubicar la remota.
Descripción: Descripción de la estación.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 18 Agosto 2009
Dirección IP TETRA: Dirección IP asignada a la remota en la red TETRA.
Dirección IP Local: Dirección IP asignada para la supervisión local.
Número hardware: Número hardware del emplazamiento.
Y la configuración de las señales:
Analógicas: Configuración del tag, descripción, unidades, factores multiplicativo y aditivo.
Contadores: Configuración del tag, descripción, unidades, factores multiplicativo y aditivo.
Calculadas: Configuración del tag, descripción, unidades, factores multiplicativo y aditivo.
Tablas de gastos: Configuración de nivel (m) y caudal (m3/s).
Analógicas salidas: Configuración del tag, descripción, unidades, factores multiplicativo y aditivo.
Digitales: Configuración del tag, descripción, etiqueta 0 y 1.
Digitales salidas: Configuración del tag, descripción, etiqueta 0 y 1.
Toda la instalación y configuración se realiza a través del navegador web o con un HyperTerminal.
Mediante el navegador podemos realizar la configuración la descripción de las señales, la dirección de red, etc.
5. Adquisición de datos
En este apartado se describe la adquisición y tratamiento de las señales analógicas,
señales digitales, contadores y alarmas que va a detectar la remota.
La capacidad máxima de señales que puede adquirir el PLC es de 256, aunque se han
definido en esta versión AXPLC-100 las siguientes: cuatro analógicas, veinte entradas
digitales, cuatro salidas digitales y dos contadores.
5.1 Señales digitales
Una señal de entrada digital es un contacto libre de tensión. Cuando el contacto está
abierto la remota interpreta que la entrada digital está desactivada y cuando se cierra este
contacto interpreta que la entrada digital ha sido activada.
La remota dispone de 24 entradas digitales en forma de contactos libres de tensión. De
estas señales digitales hemos reservado las cuatro primeras para utilizarlas como
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 19 Agosto 2009
contador y las veinte restantes como entrada digital lógica. Por lo tanto en función de la
aplicación se le va a dar un tratamiento diferente a estas señales.
1- Entrada digital lógica
Las entradas digitales lógicas se denominan entradas digitales y generan una incidencia
cada vez que hay cambio de estado.
Se ha utilizado el siguiente criterio para informar sobre el estado en que se encuentran
las entradas digitales:
‘0’ contacto abierto señal no activada
‘1’ contacto cerrado señal activada
La remota detecta los cambios de estado de estas señales digitales, y lo almacena en un
buffer circular con una capacidad de 4000 registros. El hardware proporciona un filtro
antirrebote que obliga a la señal a permanecer un determinado periodo de tiempo para
validarlo. También se ha implementado un algoritmo software para el filtrado de las
entradas digitales.
2- Contador
Se han reservado cuatro de las entradas digitales para utilizarlas como contador,
aunque de estas cuatro se han habilitado solamente dos de ellas.
Los contadores se corresponden con las cuatro primeras entradas digitales y tienen un
tratamiento diferente a estas. Los contadores tienen un algoritmo de filtrado y unos
periodos de muestreo también diferentes
La entrada contador se encarga de contar el número de veces que esta entrada cambia
de estado y se incrementa cada vez que esto sucede.
3- Salida digital lógica
Las salidas digitales lógicas se denominan salidas digitales, son unas señales a relé con
contacto NA/NC. Generan una activación por orden directa o también según una lógica
programada dependiendo del estado de algunas de las entradas digitales o de alguna
condición programada, se puede activar alguna de las salidas digitales.
Se ha utilizado el siguiente criterio para informar sobre el estado en que se encuentran
las salidas digitales:
‘0’ contacto abierto señal no activada
‘1’ contacto cerrado señal activada
5.2 Entradas Analógicas
La remota en esta versión AXPLC-100 está dotada de cuatro entradas analógicas diferenciales con una resolución de 12 bits.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 20 Agosto 2009
El rango de medida de la señal de entrada es de 4-20 mA. Dependiendo de la aplicación estas características podrían variar para ser adaptadas a la señal a medir, ya fuese señales de tensión, otros rangos de corriente o incluso la resolución. También el número de señales a medir es ampliable. Las entradas analógicas se leen de forma cíclica almacenándose para su tratamiento y su filtrado y así formar el dato quinceminutal. El procesamiento de datos cumple con la norma UNE-500540 de validación de datos de nivel 2.
6. Comunicaciones
En lo referente a las comunicaciones se describen primero las que se realizan con un equipo de nivel superior como puede ser un concentrador o Front-End y las comunicaciones entre los dispositivos de la remota (PLC, pantalla táctil, etc.). El protocolo de comunicación con el elemento superior es el protocolo ACP de SAC sobre TCP/IP. Es posible implementar otro tipo de protocolos como el IEC 101 o IEC 104. La comunicación entre los dispositivos de la remota se realiza mediante el protocolo ModBus en sus variantes ModBus RTU y ModBus TCP. El protocolo modbus se trata de un protocolo de comunicaciones muy extendido en el mundo de la industria para la conexión de dispositivos electrónicos. MODBUS es un protocolo maestro/esclavo en que cada solicitud del maestro se trata de forma independiente por el esclavo, sin relación con las anteriores. Esto hace que las comunicaciones de datos sean mas resistentes a rupturas, requiriendo una mínima información de recuperación para mantener una transacción entre cualquiera de los dos terminales. Las razones por las que el ModBus se ha impuesto sobre otros protocolos son: Cada solicitud se trata de forma independiente dando una gran resistencia a los fallos de comunicación. Es fácil de administrar y de expandir, no se requieren herramientas ni desarrollos complejos. Se trata de un protocolo abierto y libre que no necesita software propietario.
6.1 Características del gestor AX
SISTEMA SERVIDOR DE COMUNICACIONES AX: ---------------------------------------------------------------------- Machine: Spider-III Embedded Linux Server. Linux version 2.6.17.3axo-s05 CPU: ARM920T 32-Bit RISC 180MHz. S.O: uClinux kernel version 2.6 Sistema de ficheros: JFFS2 RAM: 64 MB, Flash: 4 MB, Tarjeta Multimedia MMC de 2GB. 1 Interface: 10/100Base Ethernet interface 3 Serial interfaces: ttyS0, ttyS3, ttyS4 USB device interface conector.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 21 Agosto 2009
6.2 Puertos de comunicaciones del gestor AX
Puerto S0: Se trata de un puerto serie RS-232 que comunica con la pantalla táctil mediante protocolo ModBus RTU. Las señales que utilizan para el control son RX, TX y GND. Velocidad 9600 bps. Puerto S3: Se trata de un puerto serie RS-232 que comunica con la radio TETRA y utiliza el protocolo ACP de SAC para comunicar con el elemento superior. Las señales que se utilizan para el control son RX, TX, CTS, RTS y GND. Velocidad 9600 bps. Puerto S4: Se trata de un puerto serie RS-232 que comunica con el MODEM GPRS y que utiliza el protocolo ACP de SAC para comunicar con el elemento superior. Las señales que se utilizan para el control son RX, TX, CTS, RTS, DTR, DSR. Velocidad 9600 bps. Puerto Eth0: Es un puerto Ethernet y se utiliza para comunicar el gestor de comunicaciones AX con el equipo de adquisición PLC, se utiliza el protocolo ModBus TCP. Puerto USB1: Se trata de un puerto USB se utiliza para poder acceder al gestor de comunicaciones AX en modo monitor y se puede hacer mediante Telnet, http, etc.
6.3 Comunicación Nivel superior
La remota está diseñada para comunicar con un elemento de nivel superior en este caso
un Front-End. Este actúa como maestro y la remota como esclavo. Siendo el protocolo de
comunicaciones ACP el utilizado en este caso.
El protocolo de transporte de la red es TCP sobre IP mediante radio TETRA o GPRS, existiendo la posibilidad de redundancia entre ambos medios de transmisión. Los tipos de mensajes del protocolo ACP soportados en esta versión AXPLC-100 son:
DAQUIN: adquisición de datos quinceminutales INCID: petición de incidencias SENV, CARPA, CARDES, DIGPET, MASCAR, CONCAR, CARTAB, CARFOR: carga de
distintos parámetros de configuración.
7. Monitorización
El equipo AXPLC-100 ha sido desarrollado con el fin de facilitar al máximo las
operaciones de mantenimiento, configuración y consulta. Permitiendo fácil acceso a:
Visualizar los valores instantáneos
Visualizar lo valores de las señales calculadas
Visualizar la configuración de la remota
Visualizar los archivos “log” del sistema
Modificar la configuración de la remota
Todas estas operaciones se pueden realizar por los siguientes medios:
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 22 Agosto 2009
Pantalla táctil Se trata de una pantalla táctil que se encuentra situada en el frontal de la remota, se
trata de un terminal de operación denominado genéricamente HMI (Human Machine
Interface).
La navegación por los diferentes menús es sencilla e intuitiva. Se ha intentado mantener
el aspecto de la aplicación web, de forma que el usuario se familiariza rápidamente en el
uso de cualquiera de los dos medios.
Modo terminal Acceso local o remoto al gestor de comunicaciones. Esta es una herramienta muy útil
para detectar fallos o errores y en la que podemos utilizar los comandos típicos de Linux
para realizar un análisis del sistema.
Aplicación web Es una aplicación gráfica accesible desde cualquier navegador web local o
remotamente. La navegación por los diferentes menús es sencilla e intuitiva.
7.1 Pantalla táctil
A continuación se describen las diferentes opciones de monitorización accesibles desde
la pantalla táctil HMI.
Las diferentes pantallas proporcionan información sobre los datos adquiridos por la
remota AXPLC-100 y la configuración de la misma.
Pantalla de inicio
Al arrancar la HMI se visualiza la pantalla de inicio en la que se presenta información
básica con la que podemos empezar a navegar por los menús.
Fig. 18
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 23 Agosto 2009
En esta pantalla se visualiza el nombre de la estación, la hora y fecha. Estos datos son
comunes a todas las pantallas.
En la parte superior tenemos un menú de iconos con las diferentes opciones por las que
nos podemos mover para visualizar los datos deseados. Estos iconos también los vamos a
visualizar en todas las pantallas por las que nos movamos.
La funcionalidad de estos iconos va a ser la siguiente:
Inicio: Este icono nos hace volver a esta pantalla.
Hidrología: Entramos en una pantalla en la que podremos ver los datos
hidrológicos de la remota, nivel, caudal, precipitación. Tanto en formato numérico como
de gráficas.
Estado Actual: Pulsando el icono entramos en otra pantalla en la que se
puede escoger el tipo de señal a consultar, analógicas, digitales, contadores, se trata de
datos instantáneos.
Datos: Entramos en una pantalla en la que podemos acceder a los datos
quinceminutales de las señales analógicas o contadores.
Incidencias: Nos muestra un listado de las últimas diez incidencias.
Gráficas: Tenemos las graficas de las señales analógicas y de los
contadores.
Configuración: Se visualiza la configuración general de la remota y de las
señales.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 24 Agosto 2009
Hidrología En esta pantalla se accede a los datos hidrológicos.
En la parte inferior se encuentran la fecha del QM el nivel, el caudal y la precipitación.
Fig. 19
En la parte inferior izquierda hay dos botones:
Tablas
Al pulsar sobre el botón Tablas nos lleva a otra pantalla en la que tenemos una tabla de
los datos hidrológicos, nivel, caudal y precipitación, si pulsamos sobre la flecha que hay en
la parte inferior izquierda pasamos de una tabla a otra.
Fig. 20
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 25 Agosto 2009
Gráficas
Al pulsar sobre el botón Gráficas nos lleva a otra pantalla en la que tenemos una gráfica
de los datos hidrológicos, nivel, caudal y precipitación.
Pulsando sobre la flecha que hay en la parte inferior izquierda pasamos de una gráfica a
otra. Si pulsamos sobre la gráfica nos mostrará el valor en el campo que hay debajo y
también veremos la hora en la parte superior izquierda de la gráfica.
Fig. 21
Estado Actual Pulsando sobre el icono “Estado Actual” aparece una pantalla como la siguiente:
En ella se nos presenta 3 opciones dependiendo del tipo de señal que queremos
consultar, este tipo de datos son instantáneos.
Fig. 22
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 26 Agosto 2009
Entradas Analógicas Al pulsar sobre la opción “Entradas Analógicas” nos abre esta pantalla en la cual
tenemos el número de señal y el valor en cuentas.
Fig. 23
Entradas Digitales Al pulsar sobre la opción “Entradas Digitales” nos abre esta pantalla en la cual tenemos
el número de señal digital y su estado, alarma (rojo) o normal (verde). Las cuatro primeras
señales digitales están reservadas para contadores.
Fig. 24
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 27 Agosto 2009
En la parte inferior derecha hay un botón, si pulsamos en el, nos lleva a otra pantalla en
la que observamos un esquema de la ubicación de las incidencias principales que se
encuentran activas.
Fig. 25
Contadores
Al pulsar sobre la opción “Contadores” nos abre una pantalla en la cual tenemos el
número de señal, el valor minutal y el acumulado en cuentas.
Fig. 26
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 28 Agosto 2009
Salidas Digitales
Al pulsar sobre la opción “Salidas Digitales” nos abre una pantalla en la cual tenemos el
número de señal digital y su estado, activa (rojo) o normal (verde).
Fig. 27
Datos Pulsando sobre el icono “Datos” aparece una pantalla en la que se presentan diferentes
opciones dependiendo del tipo de señal que queremos consultar. También podremos
consultar las tablas de los datos analógicos y de contadores. Los datos que se van a
consultar desde esta pantalla van a ser datos quinceminutales.
Fig. 28
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 29 Agosto 2009
Incidencias Esta opción muestra un listado de las últimas diez incidencias producidas, ordenadas
de más a menos reciente. Enumera la señal, el estado y la fecha en que se ha producido. En
una primera pantalla se visualizan las cinco primeras y pulsando la flecha de avance las
cinco siguientes.
Fig. 29
Gráficas Este icono lleva a una pantalla en la que se muestra la gráfica de las señales y la
representación de los valores minutales. En una primera pantalla se muestran las cuatro
analógicas y avanzando con la flecha tenemos otra gráfica con los contadores. Pulsando
sobre la gráfica, en los campos de la derecha se muestra el valor y en la parte superior
izquierda la hora correspondiente al valor señalado.
Fig. 30
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 30 Agosto 2009
Configuración Esta pantalla permite consultar la configuración general o de las señales. Al pulsar
sobre la opción que deseada se abrirá otra pantalla con los datos.
Fig. 31
Configuración General Esta pantalla muestra información básica de la remota, el nombre, la descripción, el
número de hardware y la dirección IP .Todos estos datos son de consulta, únicamente se
modifican desde la aplicación web.
Fig. 32
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 31 Agosto 2009
Configuración Señales Esta pantalla muestra la configuración de las señales definidas en la remota. Todos
estos datos son de consulta, se modifican desde la aplicación web. Pulsando en la flecha
que hay en la parte inferior se accede a las señales analógicas, digitales y contadores.
Fig. 33
7.2 Aplicación WEB
Otra de las posibilidades de monitorización de la remota AXPLC-100 es mediante un
navegador web.
Se pueden visualizar y modificar las diferentes opciones de configuración del equipo.
Proporciona un acceso amigable para la consulta de datos y configuración del equipo ya
sea de forma local o remota.
El aspecto visual que tiene la aplicación web es muy similar al de la pantalla HMI,
aunque implementa más funcionalidades, por lo tanto el usuario no encontrará dificultad
para monitorizar la remota con cualquiera de los dos sistemas.
A continuación se presentan algunas de las principales pantallas de la web, el usuario al
navegar por ellas no encuentra ninguna dificultad y se acostumbra rápidamente al
entorno.
Pantalla Hidrología
El aspecto de la web es el que se observa en la imagen, con una parte central destinada
a la presentación de los datos.
En el lateral izquierdo hay un menú con las diferentes opciones de mantenimiento y
consulta de datos.
En la parte superior hay unos iconos de acceso rápido desde los que se accede a las
opciones más habituales a la hora de consultar datos, no están incluidas las tareas de
mantenimiento.
Este aspecto es común a todas las pantallas de la web, únicamente cambia la parte
central en la que se presentan los datos, y que depende de la opción elegida en el menú.
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 32 Agosto 2009
La pantalla “Hidrología” nos muestra los principales datos hidrológicos de la estación
remota AXPLC-100, pudiendo acceder desde la parte superior a datos del último día,
últimos 3 días, últimos 10 días o seleccionar la señal y fecha a consultar.
Menú Remota
Espacio presentación datos
Hidrología Estado actual Últimos datos Incidencias Gráficas Otras
remotas
Fig. 34
Pantalla Estado Actual
En la pantalla de estado actual se muestra una lista de todas las señales que están
configuradas en la remota y el estado actual en que se encuentran.
Pasando el puntero sobre el número de la digital da información en forma de texto
alternativo sobre la misma.
Fig. 35
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 33 Agosto 2009
Últimos datos En la opción de últimos datos se presentan los datos del último quinceminutal cerrado
de las señales analógicas y contadores. También se accede a desplegar una tabla en la que
se muestran todos los minutales del quinceminutal.
Fig. 36
Datos Señal Fecha
Esta opción permite elegir el quinceminutal que se desea consultar así como la señal.
Fig. 37
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 34 Agosto 2009
Incidencias Esta pantalla permite escoger las incidencias a visualizar por número de señal.
Permitiendo asimismo limitar el número total de incidencias a mostrar.
Fig. 38
Gráficas La pantalla de gráficas muestra una gráfica de la señal seleccionada. Pudiendo elegir
como representar dicha gráfica, el intervalo, la fecha, el valor. Pasando el puntero por
encima de la gráfica se despliega un cuadro de texto con los detalles del dato.
Fig. 39
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 35 Agosto 2009
Monitorizar Otras Remotas En esta pantalla se muestra un listado de las remotas a las que podemos acceder
remotamente para consultar datos o realizar un mantenimiento remoto.
Fig. 40
Estado PLC
Esta pantalla da el estado en que se encuentra el modulo de adquisición PLC, y las
incidencias que se han producido en el funcionamiento del mismo.
Fig. 41
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 36 Agosto 2009
Administración En esta pantalla hay dos apartados uno que corresponde a la administración del
sistema y otro al de la remota. Ambos tienen un menú en el que se van pueden modificar y
consultar valores de administración y configuración, tales como fecha y hora, descripción
de las señales, etc.
Fig. 42
Logs Sistema En esta opción se accede a la visualización de los archivos log, para poder realizar un
análisis del funcionamiento del sistema o intentar averiguar la causa de posibles fallos.
Fig. 43
AXPLC-100
Ref: PR.002.01.003 37 Agosto 2009
8 Anexos
Listado de Materiales y Esquemas Eléctricos
