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1
Tecnologías de la Información Aplicadas a los Procesos de
Automatización Industrial
2
Técnicas control manual
Consiste en transferir todas o parte de las funciones de coordinación ejecutadas por un operario en un proceso productivo, a un equipo industrial.
Evolución de los Sistemas de Automatización
Tecnologías cableadas
Sistemas en “Tiempo Real”
Tecnologíasprogramables
2
3
Macro Estructura Empresa Manufacturera Actual
Dirección deOperaciones
ProveedoresSistema deAlmacenaje
Fabricación FlexibleProductos Intermedios
Sistemas deInformación Centro de
Ingeniería
Recepción de pedidosComprasContabilidad y CostesPlanif. y Control de Producción
DiseñoPlanificación de ProcesoProgramación controladoresPlanif. de Control de Calidad
Máquinas transformadorasRobotsC.N.C.Controladores Programables
MontajeVerificación y PruebaEmbalajeControladores Programables
ClientesIntranet de EmpresaExtranet con Proveedores y Clientes
Fabricación FlexibleMontaje final y Pruebas
Distribución
Flujos deInformación
Flujos de Material
Suministro de Materias Primas Entrega de Productos Acabados
Empresas
4
Integración de la Automatización Industrial
• Dada la evolución en la competencia del sector industrial este necesita cada vez mas sistemas de información que permitan adaptarse al cambio de forma efectiva y rápida.
Sensores, actuadores, instrumentación
Autómatas Variadores,motores
Adquisiciónde datos
Controlmanual
SISTEMAS DE CONTROLHMI/SCADA
SAP Ingeniería de productoy de proceso
Gestión de lacadena de suministro
Controlfinanciero
Gestión de ventasy servicio
Control
Gestión
3
5
1. Rapidez de respuesta para adaptarse al cambio2. Flexibilidad de las arquitecturas de automatización3. Capacidad de captación y análisis de la información4. Abertura e interacción de los sistemas tradicionales 5. Coordinación entre los componentes del proceso.6. Reutilización de códigos de programación
Necesidades de la industria actual
SOLUCIONES DE ALTO VALOR
AÑADIDO
6
4
7
• Una arquitectura de automatización es un conjunto de dispositivos, cuyo objetivo es el de coordinar las funciones de producción de unamáquina.
Tipos de Arquitecturas de automatización
Arquitecturas deAutomatización
All in one Device
All in one Panel
Distributed Peripherical
Entorno Colaborativo
ArmariosUnidades de
Control
0 1
1 1
n 1
n n
8
• Definir el campo de aplicación con el número y tipo de las E/S del proceso concreto
• Análisis de los equipos disponibles para la función deseada y su interoperabilidad con la solución prevista : sensores, detectores, variadores, terminales,…..
• Integración de los gestores con la plataforma de control existente / prevista: acopladores, pasarelas,protocolos de comunicación, etc
• DiagnósticosüDisponibilidad de indicadores / acceso a diagnósticos en los dispositivosüDisponibilidad de indicadores / acceso a diag. en los acopladores / pasarelasüProfundidad de los diagnósticos para tareas de mantenimiento
• Determinar los requerimientos y características del sistema en función de los distintos dispositivos a coordinar: información, tiempos, determinismo, etc.
Criterios para la Automatización de sistemas
5
9
• DefiniciónConsiste en una combinación de dispositivos integrados en una caja, con unainteracción exclusiva entre sí, y la capacidad de realizar una determinadafunción de forma autónoma.
All in One Device
sensores
Control
E/S
Ejes
Motor
Fuente de alimentación
Funcionesdedicadas
ServidorWEB
Protecciones
Pre Actuadores
Seguridad
Variadores de Velocidad
Autómatas programables
10
• DefiniciónEs una arquitectura donde la mayoría de los productos se sitúan en único un panel o cuadro con ún único controlador que coordina las acciones del restode dispositivos.
All in One Panel
Seguridad
Fuente
Motion
I/O
Variador Arrancador I/O
HMI Controlador
Bus Máquina
6
11
All in One Panel
12
• Definition :Es una arquitectura con un único controlador y varios dispositivos de E/S distribuidos por la instalación.
Arquitectura con Periferia Distribuida
IP67
SafetyPowersupply
Motion
SCADA
I/O blockIP67
Control
Motorstarter
HMI
Ethernet ModbusTCP/IP low cost
CAN Open
Panel de Control
ModularI/O
Ethernet
I/O
ArrancadorHMI
LocalModular
I/O
IP55-IP67
ArmariosRemotos
E/S distribuidas
Advantys
7
13
Serie
Captadores / accionadores
Serie punto a punto
Serie dedicada
Interfaces E/S
Arquitectura con Periferia Distribuida
14
Captadores / accionadores
Arquitectura con Periferia Distribuida
8
15
Arquitectura con Periferia Distribuida
E/SFTB
ETHERNET
E/SOTB
TerminalXBTN
E/SSTB
E/S STB E/S STB
16
Arquitectura con Periferia Distribuida en BUS Máquina
9
17
• Definición :Consiste en una série de dispositivos de terceras marcas integrados en unamisma arquitectura
Entorno Colaborativo
Control ModularI/O ATV
EthernetModbus TCP/IP
220VAlimentaciónbus
Fuente
Panel de AutomationIP55- IP67
WebHMI
LocalHMI *
Webserver*
Webserver
Control
Control
18
Máquina 1 Máquina 2 Máquina 3
3 máquinas independientesETHERNET
Premium ZeroMicroTwido
Periférico serie
Pantalla
Entorno Colaborativo
10
19
Maquinaria Manufacturero Semi-continuo Continuo
aplic
ació
nau
tóno
ma
aplic
ació
ndi
strib
uida
aplic
ació
nce
ntra
lizad
a
TSX Micro
TSX Premium
Plataformas de Control y Automatización
Twido
Quantum
Pantallas
PCsIndustriales
SCADA
E/S distribuidas
20
ü Alimentación del dispositivo AC / DC y modularidad
ü Tipos de Salidas Relé 2A / Transistor 500 mA
ü Resolución de las vías analógicas
ü Capacidad de diagnóstico de los dispositivos con displays integrados
ü Vías de contaje/descontaje (20 KHz) configurables como E de evento.
ü Tiempos de procesado instrucciones booleanas 0,3 µs
ü Grados de protección IP de los dispositivos para ambientes industriales
ü Puertos de comunicaciones integrados u opciones de comunicación
ü Funcionalidades HotSwap y Hot Satandby.
ü Lenguajes de programación
ü Capacidades de importación/exportación y simulación
Características de los Controladores
11
21
10 16 24 20 40
0
4
7
Hasta 152 E/S
Hasta 244 E/S
E/S de base
Nº de expansiones
Hasta 148 E/S
Hasta 264 E/S
ControladoresModulares
ControladoresCompactos
Autómata TWIDO
22
• Características comunes:
ü Alimentación DC
ü Salidas Transistor 0,3 A (una referencia con 6 salidas Relé 2 A ).
ü 2 Contadores rápidos de 2 fases hasta 20KHz + 2 contadores 1 fase hasta 5
KHz configurables como entradas de evento.
ü 2 Salidas de Pulsos: PWM y PLS.
ü 1 Potenciómetro Integrado.
ü Segundo Puerto Serie Opcional.
ü 1 Entrada Analógica Integrada de 8 bits.
ü 1 Puerto serie RS485 con Modbus Maestro/Esclavo y ASCII.
Controladores Modulares
12
23
Funciones disponibles en las diversas CPUs
Referencia Twido %MDs %MFs Flancos Bits Internos
3000 %MWs
Tareas de Evento
Asi PID PLS PWM
TWDLMDA40DUK √ √ √ √ √ √ √ √TWDLMDA40DTK √ √ √ √ √ √ √ √TWDLMDA20DRT √ √ √ √ √ √ √ √TWDLMDA20DTK √ √ √ √ √ √ √TWDLMDA20DUK √ √ √ √ √ √ √TWDLCAA24DRF √ √ √ √ √ √ √TWDLCAA16DRF √ √ √ √TWDLCAA10DRF √ √
24
TSX 37- 22TSX 37- 21TSX 37- 10
Aplicacionesde pocao media
complejidad
Aplicacionesque necesiten
mucha memoria(prog/datos)
y/o communicación
Aplicacionesque necesiten E/S
analógicaseconómicas y contaje rápido
Gama de unidades centrales TSX 37
TSX 37- 08TSX 37- 05
Compacto y extensible
Ampliación de memoria
y comunicación
Integración económicade funcionesespeciales
CPU compactapara adaptarse ajusto lo necesario
Aplicaciones simples típicas de pequeño autómata
no extensible extensible
13
25
Comunicaciones TSX Micro
UNITELWAYMODBUS esclavo (RTU)ASCII (protocolo abierto)
AS-i MaestroSTZ10 E/S remotas mediante bus TSX07
UNITELWAYMODBUS /Jbus (RTU o
ASCII)ASCII (protocolo abierto)
TomaTerminal
RS-485
FIPIO AgenteFIPWAY MODBUS+MODEM telefónico RTCCANOPEN…….
RS-232RS-485B. C.
AlojamientoPCMCIA
26
Bluetooth
Tecnologías para comunicaciones en PLC’s
Wi-Fi
14
27
Elementos que componen un rack PREMIUM
RACKsmodulares4 / 6 / 8 / 12 slots, extensibles o no.
MóduloAlimentación Procesador CPU
Módulos DedicadosTOR, ANA, Comunic., Contaje ...
Finales de línea
CablesBus X
28
Formato en rack TSX 57-103 57-153 57-203 57-253 57-303 57-353 57-453Formato bus ISA para PC-based PCX 57-203 57-353E/S digitales 512 512 1024 1024 1024 1024 2048E/S Analógicas 24 24 80 80 128 128 256Vías especiales (com asín, cont., pesaje, ejes,…) 8 8 24 24 32 32 64Racks locales 4 4 16 16 16 16 16Buses X remotos 2 2 2 2 2 2 2Redes (ETH, FIP, MB+) 1 1 1 1 3 3 4Bus sensores AS-i 2 2 4 4 8 8 8Bus de campo Interbus-S, Profibus-DP 0 0 1 1 2 2 2Bus de campo CanOpen 0 0 1 1 1 1 1Dispositivos en FipIO 63 127 127 127Memoria Fip 128 Kb 128 Kb 128 Kb 256 KbBucles de Regulación completos 0 0 10 10 15 15 20Bucles de Regulación simples 0 0 30 30 45 45 60Datos palabras %MW 32 Kw 32 Kw 32 Kw 32 Kw 32 Kw 32 Kw 32 KwDatos bits %M 4 K 4 K 8 K 8 K 16 K 16 K 32 KMemoria PCMCIA para aplicación 64 Kw 64 Kw 160 Kw 160 Kw 384 Kw 384 Kw 512 KwMemoria RAM integrada (apli +datos) 32 Kw 32 Kw 48 Kw 64 Kw 64 Kw 80 Kw 96 KwMemoria RAM int para datos si hay PCMCIA " " " " 80 Kw 96 Kw 176 KwPuerto de programación TTER 2 x RS485 - UNITELWAY Velocidad programación 19200 bps max 115 Kbps max Funciones COM cliente 16 16 32 32 48 48 64Capacidad Servidor UNI-TE Port 0 4 4 8 8 12 12 16Número de interrupciones EVT 32 32 64 64 64 64 64
1 puerto Ethernet TCP/IP integrado en la CPU 57-2623 57-2823 57-3623 57-4823
Procesadores Premium – Atrium
15
29
AUTOMATAS QUANTUM
• Función Hot Swap(Función de Intercambio con alimentación)
– I/O – Fuentes de Alimentación– Opciones Inteligentes– No produce daños a:
• Módulos• Backplane• Sistema
• Cualquier Módulo en Cualquier Slot– Sin dependencias del slot– Direccionamiento por Software
• ID de Módulos Electrónica– La Configuración y el Módulo
deben coincidir– Permite detectar en modo
configuración el módulo insertado en un slot
Bastidor
30
QUANTUM
PREMIUM
MICRO
TWIDO
J:=101
;
FOR I=1
TO 20
0 DO
IF W(I)=
'KEY' THEN
LD 15ST C10.PV
LD %IX10
FBD : Bloques Función
IL : Lista Instrucciones
LD : Diagrama contactos
SFC : Grafcet
ST : Texto estructurado
Programación de la gama según IEC 61131-3
16
31
Pantalla de configuración de un PID
UNITY herramienta de desarrollo para
instalaciones automatizadas
17
33
Dispositivos de E/S distribuidos
El formato puede depender del grado IP – IP20 : módulos para montaje en armario,– IP67 : módulos para montaje exterior.
BLOQUEBLOQUE MODULARMODULAR BIT MODULARBIT MODULAR
34
Advantys STB
Smart Terminal Blocks
18
35
Dispositivos de E/S distribuidos
36
Bus de máquina
E/SFTB
E/SFTM
E/SSTB
Pantalla XBTG
VariadoresATV31
ETHERNET
IP20 IP67
ArrancadoresTeSys-U
E/SOTB
Dispositivos de E/S distribuidos
19
37
Ordenador con:• Software Scada• Control Active X MB TCP + aplicación usuario (VB, C++, Excel)• Servidor de datos OPC con aplicación usuario (VB, C++, Excel)
E/SFTB
ETHERNET
Recolección de datos de planta
E/SOTB
TerminalXBTN
E/SSTB
E/S STB
Dispositivos de E/S distribuidos
38
El objetivo de la supervisión es:
- Visualizar datos provenientes del automatismo,
- Modificar parámetros del automatismo.
- Mandar el automatismo mediante comandos Todo o Nada, empleando las teclas.
- Almacenar y registrar datos
Máquina o accionamientos
SupervisiónConceptos Generales
20
39
Antecedentes
40
Conceptos Generales
2 ideas clave
RIQUEZA DE INFORMACION
LENGUAJE DE EXPLOTACION
4 Útil de observación dinámica de las instalaciones.
4 Útil de observación dinámica de alarmas.
4 Fácil utilización con un mínimo aprendizaje.
4 Mensajes claros sea cual sea la naturaleza de la información.
21
41
Teclas dinámicas de funciones
Piloto de comunicación
Piloto de pulsaciones
Teclas estáticas de funciones
Teclas para modificación de los parámetros del automatismo
Pantalla
Descripción general
42
Los terminales HMI desempeñan funciones de diálogo, tales como:
- Visualizar datos provenientes del automatismo,
- Modificar parámetros del automatismo.
- Mandar el automatismo mediante comandos Todo o Nada, empleando las teclas.
Funciones básicas
22
43
Software terminales de supervisiónVijeo Designer
Lista de propiedades
Resultados
Caja deherramientas
Navegador
Visor deinformación
Lista de objetos
44
1
Barra de herramientas1- Editor gráfico2- Herramientas de manejo de objetos (rotar, duplicar, alinear …)3- Abrir una ventana del entorno de trabajo (propiedades, lista de objetos …)
2
Barra de herramientas
3
Software terminales de supervisiónVijeo Designer
23
45
Navegador:1-Acceso a las pantallas2-Acceso a los programas en Java3-Acceso al grupo de alarmas4-Acceso a las ventanas emergentes5-Acceso a los idiomas6-Acceso a los ficheros de datos7-Acceso a las comunicaciones
1
2
4
5
76
3
Software terminales de supervisiónVijeo Designer
46
PROGRAMACIÓN EN JAVA
Software terminales de supervisiónVijeo Designer
24
47
SUPERVISIÓN DE SISTEMASTerminales de diálogo HMI
SVGA
VGA
QVGA
Optimum Multifunction
Vijeo Designer
n XBT-G6330 : 12.1" TFT color Ethernet
n XBT-G5330 : 10.4" TFT color Ethernetn XBT-G5230 : 10.4" STN color Ethernet
n XBT-G4330 : 7.4" TFT color Ethernetn XBT-G4320 : 7.4" TFT color
n XBT-G2330: 5.7" TFT color Ethernetn XBT-G2130 : 5.7" STN colorn XBT-G2220 : 5.7" LCD mono Ethernetn XBT-G2120 : 5.7" LCD mono
n XBT-G2110 : 5.7" LCD blue mode
48
Terminales de Diálogo frente a Sistemas de Supervisión
Las herramientas gráficas puedenutilizarse para configurar una interfaz del usuario en base a objetos gráficos que
son una imagen del proceso en el formato gráfico.
Las herramientas gráficas puedenutilizarse para configurar una interfaz del usuario en base a objetos gráficos que
son una imagen del proceso en el formato gráfico.
El programa SCADA dispone de un programa interno con herramientasy funciones.
El programa SCADA dispone de un programa interno con herramientasy funciones.
Con el SCADA se puede crear una aplicación gráfica que reproduzca en la pantalla
el proceso que se va a automatizar
Con el SCADA se puede crear una aplicación gráfica que reproduzca en la pantalla
el proceso que se va a automatizar
El programa SCADA puede utilizarsepara crear una aplicación sencillamediante un juego de parámetros.
También soporta el uso de lenguajes de programación, aunque no es en símismo un lenguaje de programación.
El programa SCADA puede utilizarsepara crear una aplicación sencillamediante un juego de parámetros.
También soporta el uso de lenguajes de programación, aunque no es en símismo un lenguaje de programación.
El programa SCADA es capaz de manejarfunciones como alarmas, registros,
tendencias (en tiempo real e históricas), almacenamiento de datos, etc.
El programa SCADA es capaz de manejarfunciones como alarmas, registros,
tendencias (en tiempo real e históricas), almacenamiento de datos, etc.
El programa SCADA se comunica con el sistema de controlmediante redes o buses
El programa SCADA se comunica con el sistema de controlmediante redes o buses
25
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Supervisión de sistemas
XWAY/ Modbus :
transparencia en la arquitectura de automatización
InternetIntranet
transparencia de información entre la
empresa, sus clientes y sus proveedores
Accesotransparente a los datos de producción
DiagnósticoRemoto
50
OPC FactoryServer
OFS:
OPC serverY
cliente OPC
DCOM
Clientes
Servidores
Equipos
OPC cliente
aplicaciónY
OPC serverX
aplicaciónX
OPC cliente
OPC Y OFS
26
51
- Leer las especficaciones de la aplicación- Analizar la especificación / Análisis operacional y del sistema / SumarioPL7: Preparación del nivel PLC
OPC Factory Server (OFS): Configuración de la Comunicación / test
Vijeo Look: Diagrama representativo del proceso / animación y asignación de variables
Vijeo Look: Test de animación
Vijeo Look: Alarmas
Vijeo Look: Sucesos
Vijeo Look: Gráficas de tendencia “en tiempo real / almacenado"
Vijeo Look: Gráficas almacenadas de tendencia
Vijeo Look: Introducir los parámetros de los períodos de prueba
Vijeo Look: Preparación de la operación
Desarrollo de una aplicación básica con SCADA
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Software de supervisiónVijeo Look
27
53
Software de supervisiónVijeo Look
54
CREACIÓN BASE DATOS Configuración
28
55
CREACIÓN BASE DATOS Ajustes avanzados
56
CREACIÓN BASE DATOS SQL Server
• Elegir la base de datos DefaultDB que viene por defecto. Microsoft SQL Server
29
57
BASES DE DATOS
58
BASES DE DATOS
30
59
BASES DE DATOS Eliminación datos
Con esta selección cada Hora se ejecutará una Consulta de Eliminación que borrará los datos con una antigüedad > 1 Hora
60
BASES DE DATOS Exportación
31
61
BASES DE DATOS Exportación
62
Con este ajuste cada Hora se ejecutará una Consulta de Exportación que almacenará los datos con una antigüedad < 1 Hora
32
63
n Iniciativa de Schneider Electric que permite el procesado de la información industrial mediante navegadores de internet.
nBasado en la utilización de Ethernet como sistema de comunicación y Servidores web predefinidos para
dispositivos que permiten presentar y procesar la información.
TRANSPARENT READYBases y Fundamentos
64
ü Flexibilidad de la instalación.ü Independencia del software / hardware propietario.ü Aprendizaje cero (aplicaciones predefinidas).ü Visualización de la información en cualquier lugar
y en cualquier momento:– Lecturas de medidas en tiempo real. – Históricos e informes de datos.– Alarmas– Gráficos de tendencias– Mantenimiento y diagnóstico de la aplicación.
Prestaciones
33
65
Tres Grandes Areas de aplicación
AutomatizaciónDistribución
eléctricaGestión de
edificios
66
Dispositivos POWERLogic para la medida de parámetros eléctricos
en planta:V/I/P/S/Q/PF/kW.h/THD/...
POWERServer como servidor de medidas y datos
de la instalación.
34
67
MB
ETHERNET TC/IP
INTERNET
ModBus PowerLogic
PC REMOTO SUPERVISIÓN
PC CONTROL Y SUPERVISIÓN
CLIMA
PowerServer
E/S
Control de máquina
Instalación
Automatizada
Tomas de corriente y tensión de la instalación
68
Climatización
Ventilación
Iluminación
Control edificio
LonWorks®
Confort
Gestión energética
WebserverTAC Xenta® 511
Webstation
ScreenMate
LONWORKS®
Workstation
Workstation
Server
TAC Xenta®
300/400
TAC Xenta® 100
35
69
Sistema de supervisiónTAC Vista®
Herramientas de ingenieríaTAC Menta®
Programación de controladores
Supervisión y control de edificios via internet / intranet.
70
§ Automatismos y Seguridad del Edificio.
§ Competencias en seguridad.
§ Seguridad electrónica :
Alarmas anti-intrusión
Control de acceso
Sistemas CCTV
36
71
Transparent Factory
Tecnologías Web como herramienta de Supervisiónn Dada la posible convivencia de diversos protocolos, los módulos Ethernet de los Autómatas
Modicon TSX incorporan Servidores Web Embedded.
n Permiten la visualización/supervisión de un proceso mediante Navegadores de Internet Estándar
Ethernet TCP/IP
PC con Internet Explorer
72
PC REMOTO SUPERVISIÓN
E/S E/S
72
Nivel Máquina
INTERNET
37
73
Páginas gráficas animadasü Copiar/pegar objetos de la libreríaü Objetos reutilizables en páginas usuarioü No requiere un editor externo específico
FactoryCast como herramienta de Supervisión
Páginas definidas por el usuario : ü Páginas WEB diseñadas en HTML
(Frontpage, Word, Powerpoint …)ü Acceso a datos del PLC en T . Realü Propósito principal :§Vistas de control y mantenimiento§Informes de calidad, manuales ...
74
Insertar un applet Java<APPLET codebase="/classes"archive="SAComm.jar"code="com.schneiderautomation. factorycast.LiveLabelMgrApplet"width=0 height=0></APPLET>
<APPLET codebase= "/classes" archive= "SAComm.jar"code="com.schneiderautomation.factorycast.LiveLabelApplet"width=300 height=30>
<PARAM name=LABEL value= Pressure =><PARAM name=UNITS value=bars ><PARAM name=ADDRESS value=%MW100 ><PARAM name=DATATYPE value=UINT><PARAM name=FORMAT value=DEC>..<PARAM name=FOREGRND value=GREEN ><PARAM name=BACKGRND value=WHITE><PARAM name=FONT_NAME value=Courier><PARAM name=FONT_BOLD value=TRUE><PARAM name=FONT_SIZE value=10></APPLET>
38
75
WMOD2B 499NEH14100 TSXETZ510 TSX3722001 ATV28HU09M2 XVBC12
Sonda analog.
XUJK803538
Regla
graduada
Carril DIN
Motor CA + reductor + encoderCorrea dentadaIndicador sujeto a la correa
Placa
TeleQuick
76
DIRECCIONES DE INTERÉS
üSchneiderelectric.esüSchneiderelectric.es/formacionüTransparentready.comüTransparentfactory.comüTelemecanique.control.comüModicon.com