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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