Sistemas SCADA en Entornos Multivendedor (y II) · · 2018-04-15Para el caso de la conexión de datos vía MPI con un PLC Siemens S7-300, ... eldriver SIMATIC S7 Protocol ... la

Sistemas SCADA en Entornos Multivendedor (y II)

Escrito por gm2Jueves, 07 de Julio de 2011 09:21

OPC KepWare ServerEn este apartado se muestra la configuración y puesta en marcha de un servidor OPC conconexión a los PLCs Omron y Siemens a través de sus distintas interfaces (excepto ProfiBus,que no se dispone de driver para la tarjeta en el PC). Este servidor se utilizará en aquelloscasos en los que no exista una conexión directa entre un SCADA y cierto tipo de PLC.

El primer paso que se debe realizar es añadir un canal de comunicación (figura 10). Una vezseleccionada la opción adecuada de comunicación (driver), se debe añadir un dispositivo. Si setiene un canal de comunicación que soporta comunicaciones multipunto, se pueden añadirvarios dispositivos al mismo canal. El último paso consiste en ir creando las distintas variables(tags) para cada dispositivo, atendiendo al tipo de PLC y a su propio direccionamiento devariables.En la Figura 11 se muestra la pantalla principal de configuración del sistema servidor.

Omron ToolbusPara el protocolo de comunicación serie Toolbus se deben proporcionar distintos valores deconfiguración, como se muestra en la Figura 12.En el caso de Toolbus, al ser un protocolo punto a punto, sólo se puede añadir un interlocutoren dicho canal. En la Figura 13 se muestra la selección del tipo de PLC e identificación en lared.

Conexión Ethernet con protocolo FINSEl servidor OPC multimarca, dispone de drivers para los distintos protocolos y tipos de PLCs.Para realizar la conexión Ethernet con un PLC Omron a través del protocolo FINS, seselecciona el protocolo adecuado y dispositivo concreto. En las Figuras 14 y 15 se muestra laselección realizada, así como la identificación única del dispositivo en la red.Para cada protocolo se tienen más o menos parámetros adicionales de configuración, en este

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caso, el tamaño de la trama Ethernet a intercambiar con el equipo remoto, y la definición deparámetros FINS.

Conexión Siemens S7 MPIPara el caso de la conexión de datos vía MPI con un PLC Siemens S7-300, se debeseleccionar el driver mostrado en la Figura 16. Siendo la comunicación serie sólo existe dichoequipo en la red, debiendo parametrizar el puerto serie COMx.

Conexión Siemens TCP/IP EthernetPara ello, se debe configurar el canal de comunicaciones Ethernet TCP/IP y posteriormente irincluyendo los diferentes interlocutores a monitorizar en dicha red (figura 17).En este caso se deben proporcionar ciertos valores adicionales, indicando al driver decomunicaciones el slot que ocupa la CP de comunicaciones en el rack de la cpu S7-300, asícomo el tipo de codificación de los datos (figura 18).

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Variables OPCUna vez se han añadido los canales y dispositivos con sus respectivas configuraciones, sóloresta añadir las variables de cada dispositivo a las que se desea acceder por el canal al cualpertenece. De esta manera, se proporciona al servidor OPC el nombre de las distintas variables, ladirección que ocupa en el rango de memoria del dispositivo (PLC), el tamaño (boolean, byte,long…) y el tipo (lectura ó lectura/escritura). En la Figura 19 se muestra una variable digitalPULSO de un PLC Omron.Finalmente, el proyecto tendrá una apariencia similar a la que puede verse en la Figura 20. Cliente OPC En el propio servidor OPC existe una aplicación cliente OPC que permite comprobar si lacomunicación de variables configurada entre PLC y Servidor OPC es correcta (Figura 21). SCADA WinCCA la hora de realizar la conexión entre un PLC y WINCC se analizan las posibilidades deconexión disponibles en el PLC de forma directa. También se ha conectado empleando elservidor OPC KEPServerEx como pasarela entre PLC y WINCC. En la Tabla I se muestra la distinta configuración del SCADA en función del canal decomunicación y PLC concreto.Para un PLC Siemens se soportan todas las posibles conexiones de forma directa sobre elSCADA: la conexión vía serie a través del protocolo MPI, la conexión vía Ethernet conprotocolo TCP/IP y la conexión mediante protocolo PROFIBUS.

Conexión con drivers Siemens: S7 protocol SuiteDespués de crear el nuevo proyecto, se desea definir las variables haciendo clic con el botónderecho del ratón sobre “Administración de variables” en el árbol del proyecto, eligiendo eldriver SIMATIC S7 Protocol Suite.chn (figura 22).Una vez incluida la suite de protocolos Simatic S7se pueden realizar diferentes conexionescomo MPI / ProfiBus / Ethernet. En la Figura 23 se muestra cada una de las selecciones arealizar para incluir dichos canales.Al elegir “Nueva conexión…” se debe indicar el nombre de la conexión y los parámetros delenlace. En la Figura 24 se muestran los parámetros de la red MPI.En la Figura 25 se muestran las configuraciones particulares para ProfiBus y Ethernet (TCP/IP). Conexión vía OPCPara los casos en los que el SCADA WinCC no proporciona un driver directo a cierto tipo dePLC, WinCC proporciona un canal de comunicación hacia un servidor OPC, como p.e.KEPServerEx, El servidor OPC hace de pasarela para el intercambio de datos entre ambossistemas. Una vez elegido el driver OPC.chn, se pueden crear nuevas conexiones a servidoresOPC a través de la creación de grupos de variables/ítems. Todo lo anterior, se muestra en laFigura 26.

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Asignación de variables en WinCCPor último, queda definir las variables de cada canal/dispositivo. Para ello, sobre la conexióncreada se selecciona la opción “Variable nueva”. Se debe indicar el nombre de la variable, eltipo de dato y dirección de la variable (figura 27).Para el caso de un servidor OPC, sería similar (figura 28) SCADA Cx-Supervisor Conexión con PLCs Omron A la hora de realizar la conexión entre un PLC Omron y CX-Supervisor se ha optado por usarlas dos posibilidades de conexión directa entre el PLC y el SCADA (vía serie con el protocoloToolbus y vía Ethernet mediante protocolo FINS). Posteriormente se muestra la conexiónusando como pasarela el servidor OPC KEPServerEx para otro tipo de PLCs. En la Tabla II se muestra la distinta configuración del SCADA en función del canal decomunicación y PLC concreto.Al iniciar el CX-Supervisor, lo primero será definir los distintos puntos o variables a comunicar.En la Figura 29 se muestra la configuración de una de ellas. Se necesita configurar eldispositivo del cual se tomarán los valores, indicando dispositivo y tipo de red (protocolo) parasu acceso.Se puede hacer uso de un servidor OPC, como se muestra en la Figura 30, modificando elparámetro de comunicación I/O y configurando el grupo/ítem de intercambio de datos OPC.Una vez que se han definido el servidor, el grupo y la variable, se tiene la conexión con lavariable OPC (figura 31).

SCADA Vijeo Citect Drivers de comunicación directo entre equipos de otros fabricantesA la hora de realizar la conexión entre el PLC Omron CJ1M y el Vijeo Citect se ha optado porusar las dos posibilidades de conexión directa entre el PLC y el SCADA (vía serie con elprotocolo Sysmac Way y vía Ethernet mediante protocolo FINS) y también se ha realizado laconexión usando como pasarela el servidor OPC KEPServerEx. A la hora de realizar la conexión entre el PLC Siemens S7-300 y el Vijeo Citect se ha optadopor usar las tres posibilidades de conexión directa entre el PLC y el SCADA (vía serie con elprotocolo MPI, vía Ethernet mediante protocolo TCP/IP y mediante protocolo PROFIBUS) ytambién se ha realizado la conexión usando como pasarela el servidor OPC KEPServerEx. En la Tabla III se muestra la distinta configuración del SCADA en función del canal decomunicación y PLC concreto.Como se puede comprobar, el SCADA Vijeo Citect supera en conectividad al servidor OPCpara esta configuración concreta. Ello se debe a que el SCADA Vijeo Citect ahora propiedad deun gran fabricante de PLCs como es Schneider Electric, fue una compañía de softwareindependiente, por lo que se puede encontrar en el mismo, multitud de drivers integrados paraotros fabricantes. Una vez que se ha creado el proyecto, se mostrarán los diferentes bloquesde configuración, como se muestra en la Figura 32.Para configurar las comunicaciones (carpeta “Comunicaciones”) se debe ir a “Configuraciónrápida de dispositivos de E/S”. En CitectSCADA se crea un servidor de E/S (canal decomunicaciones) y protocolo para cada tipo de PLC. En la Figuras 33 se muestra la selección y configuración de las comunicaciones serie yEthernet con un PLC Omron.Para la configuración de una conexión vía MPI o ProfiBus con un equipo Siemens S7-300, sedebe disponer en el PC donde reside la aplicación CitectSCADA de una tarjeta decomunicaciones a tal fin (figura 34).En el caso de una red Ethernet basta con la tarjeta normal del ordenador. De forma similar,para realizar la selección del canal OPC se debe tener instalado y en funcionamiento elservidor OPC que proporcionará los datos (figura 35). Una vez finalizado la creación de canal/dispositivo, se deben configurar las variables o “Tags”.A la hora de definir los tags, nótese la diferente numeración e identificación de las direccionesde memoria en los distintos PLCs. Para un PLC Omron o Siemens (figura 36).En este caso, la definición del tipo de variable a intercambiar con el servidor OPC depende dedicha aplicación, conteniendo la información de la variable ubicada en el PLC. El tipo de datosy dirección se definen en el espacio de grupos e ítems del servidor (figura 37).

ConclusionesEn el presente trabajo se ha realizado un análisis de las diferentes posibilidades que undiseñador/ingeniería dispone para abordar la creciente problemática de equipamientomultimarca. En la Figura 38 se muestra la conectividad de cada uno de los SCADAS y servidorOPC respecto a los PLCs Omron y Siemens y sus distintos canales de comunicaciónconfigurados.Como conclusión se puede decir que parte importante de la elección de un sistema desupervisión SCADA debe ser la posibilidad de interoperabilidad con otros sistemas, dado queposiblemente en el futuro se tenga equipos de otros fabricantes. El coste de licencia de unsoftware servidor OPC propietario o multimarca puede determinar la compra de uno u otroequipamiento, o bien mermar la funcionalidad de monitorización al no contar con dichos datos en el SCADA. AgradecimientosEste trabajo ha sido posible gracias al uso de las instalaciones de automatización disponiblesen los laboratorios del departamento de Electrónica en la Escuela Politécnica Superior de laUniversidad de Alcalá. También agradecer el apoyo y formación brindada por los distintosfabricantes mencionados en el artículo, porque de alguna u otra manera nos han permitidoabordar este trabajo y posibilitar el análisis de sus diferentes equipos y sistemas. Referencias[Mackay et al., 2004]Steve Mackay y otros. “Practical Industrial Data Networks: Design, Installation andTroubleshooting (IDC Technology)”. Oxford - Newnes, 2004. 421 pág. ISBN: 075065807X[Garcia et al., 2007]Andrés García Higuera, Fernando J. Castillo García. “CIM, el computador en la automatizaciónde la producción” Ediciones Universidad Castilla-La Mancha, 2007. España. ISBN:84-8427-444-6[Guerrero et al., 2006]Guerrero, Vicenç, Yuste, Ramon, Martínez, Luis. “COMUNICACIONES INDUSTRIALES”.Editorial: MARCOMBO, S.A. ISBN: 9788426715746. Páginas: 410[Aquilino, 2007]Aquilino Rodríguez Penin. “SISTEMAS SCADA” Editorial: MARCOMBO, S.A. ISBN:9788426714503. Páginas: 44. Edición: 2ª. Año Publicación: 2007[Gordon et al., 2004]Gordon R. Clarke,Deon Reynders,Edwin Wright (B.Sc.). “Practical modern SCADA protocols:DNP3, 60870.5 and related systems”. IDC Publicaciones. 2004. ISBN: 07506 5799 5[Pigan et al.,2008]Raimond Pigan, Mark Metter. “Automating with PROFINET: Industrial communication based onIndustrial Ethernet”. ISBN: 978-3-89578-294-7. 462 pages. Pub. Wiley. October 2008. Autor: Alfredo GARDEL, Ignacio BRAVO, José Luis LÁZARO Dpto. Electrónica – Universidad de Alcalá Edificio Politécnico. Campus Universitario. Alcala de Henares. 28871. (MADRID) Tel/fax: +34-918856585/91 e-mail: [email protected]

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