Unidad 2 y 3

Sistemas SCADA Unidad II

presentación de

CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS DE SUPERVISION

Jacqueline Llanos P.

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Contenido de la Unidad II

Procesos a los que se aplica los sistemas SCADA

Elementos de los sistemas SCADA

Sistemas de tiempo real

Sistemas de acceso maestro - esclavo

Seguridades

Tiempo de adquisición

Sistemas de control remoto

Sistema SCADA

Definiciones

Scada significa "Supervisory Control And Data Acquisition", es decir: Supervisión, Control y Adquisición de Datos. Se trata de un software especialmente diseñado para funcionar sobre ordenadores en el control de procesos industriales que mantiene comunicación con los dispositivos de campo (Unidades de control remotas, autómatas programables, PLC´s. los cuales controlan el proceso de forma automática. El sistema Scada está diseñado para el control de procesos a grandes distancias.

Introducción a sistemas SCADA

CONTROL EN TIEMPO REAL : Se define el control de sistemas en tiempo real, al control realizado en un intervalo de tiempo finito y constante, es decir que la información será censada con muestras intermitentes pero todas las veces con un mismo tiempo de muestreo.Características:• Pueden realizar varias actividades en paralelo.• Pueden ejecutar tareas en respuesta a señales externas.• Deben funcionar en presencia de fallos o averías parciales, haciendo uso de

elementos redundantes.• Adquieren datos del exterior. Puede ser pasiva cuando utilizan

interrupciones, o activa mediante el uso de tarjetas de entrada / salida de señales.

• Necesitan de un sistema operativo que les brinde: gestión eficiente de interrupciones, planificación de tareas y priorización de las mismas, acceso a puertos e interfaces, mecanismos de medición del tiempo, entre otros. El sistema operativo más empleado es el Linux.


Partes principales que componen el Scada

• La unidad de terminal remota o Remote Terminal Unit (RTU)

• La unidades de terminal principal o Main Terminal Unit (MTU)

• Infraestructura de comunicaciones o Communications Systems


La unidad de terminal remota o Remote Terminal Unit (RTU)

Dentro del Scada se le denomina unidades remotas a todo tipo de

dispositivo que ejerce control sobre un equipo o proceso y que sea capaz de

mantener comunicación con el sistema supervisorio para control y

monitoreo remoto.

En nuestro caso se encuentran los Controladores de los Variadores Siemens,

Controladores de los variadores Centrilift, Control de Combustible de los

motores Wartsila (Woodward 723 Digital Controller), Unidad de monitoreo

de potencia PMU de VAMP utilizado en el sistema de generación de Wartsila,

pero el PLC de la marca Allen Bradley para el control automático de cada una

de las partes del proceso de producción de Agip es el principal componente

de las unidades remotas.


La unidad de terminal remota o Remote Terminal Unit (RTU)Se define al PLC, como una computadora especializada, diseñada para controlar máquinas y procesos en ambientes industriales operando en tiempo real. El PLC es un dispositivo electrónico digital, que utiliza una memoria programable para almacenar instrucciones y para implementar funciones específicas tales como funciones lógicas, secuenciales, de temporización, de conteo y aritméticas utilizados para controlar la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales. Pero además puede leer y analizar señales analógicas para realizar estrategias de control ya sea proporcional integral y/o derivativo. El PLC es el que contiene el programa que interpreta las cartas causa-efecto que son utilizadas para la operación automática y protecciones de los equipos y el proceso. El recibe las señales de entradas digitales, analógicas, instrucciones de mensaje desde otros PLCs y también los comandos que el operador ejecuta desde el HMI y en base a estas entradas ejecuta su programa y emite las salidas físicas digitales o analógicas o cambia estados de los bits de memoria para enclavamiento de alarmas, realizar operandos matemáticos, conteo de timers o cualquier instrucción que haya sido programada.


La unidad de terminal remota o Remote Terminal Unit (RTU) - PLCLas señales más importantes que el PLC puede leer o escribir son:- Datos digitales de entradas (ON/OFF) por ejemplo- Datos digitales de salidas (ON/OFF) - El PLC envía una señal eléctrica que particularmente en nuestros PLCs es 24

Vdc, energizando ya sea las electroválvulas o los relays.- Datos analógicos de entradas que están representados en números reales los

cuales están asociados a leer valores en tiempo real de presión, flujo, temperatura, nivel etc.

- Datos analógicos de salidas que están representados por señales eléctricas, que son utilizadas básicamente con lazos PID para posicionar actuadores neumáticos, hidráulicos o eléctricos.

- El PLC envía señales eléctricas que en nuestro caso particular son de 4-20mA o de 0-10 Vdc a los actuadores.

- También existen datos de pulsos que normalmente son utilizados para leer revoluciones o conteo de pulsos para acumular valores o leer flujo.


Use las plantillas de ejemplo para comenzar a preparar la presentación y concentrarse en el contenido que incluirá (en este momento está visualizando una de ellas)

La unidad de terminal remota o Remote Terminal Unit (RTU)


El término "Estación Maestra", se refiere a los servidores y el software responsable paracomunicarse con el equipo del campo (RTUs, PLCs, etc.) en estos se encuentra el software HMI corriendo para las estaciones de trabajo en el cuarto de control, o en cualquier otro lado. En un sistema SCADA pequeño, la estación maestra puede estar en un solo computador. A gran escala, en los sistemas SCADA, la estación maestra puede incluir muchos servidores, aplicaciones de software distribuido.

La unidad de terminal Maestra (MTU)


El significado de HMI es Human Machine Interfase o Interfase Hombre máquina, también se lo denomina Sistema Supervisorio. Es el software que corre en la Workstation del operador para proporcionarle facilidad de dominar y visualizar el proceso. Esta tecnología permite que no solamente le pueda mostrar en forma gráfica la información que tiene el PLC sino que también le permite al operador dar comandos al PLC para que éste realice la ejecución final en el proceso. Un HMI simplifica la complejidad de los datos que tiene el PLC en su memoria con respecto al proceso.

HMI. Definición

HMI

Característica.Un HMI puede tener también vínculos con una base de datos para proporcionar las tendencias, los datos de diagnóstico y manejo de la información, así como esquemas detallados para un sensor o máquina en particular. Algo importante, es que muchos de ellos utilizan protocolos de comunicaciones abiertos y no propietarios lo que quiere decir que cualquier HMI del mercado podría comunicarse o ser compatible con cualquier PLC de otras marcas. Ésta se usa desde aplicaciones pequeñas, como controladores de temperatura, hasta aplicaciones muy grandes como el control de plantas nucleares. Las dos siguientes interfaces que a continuación se muestran, permiten al operador visualizar y operar una máquina o incluso partes de un procesoDTAM Micro de la marca Allen Bradley

HMI

Panel View 900 Monocromático de Allen BradleyEs utilizado con el PLC del sistema de ESD (parado de emergencia). Nos permite visualizar el estado de los sistemas de ESD y también dar comandos de Reset y ACK de cualquier evento además de tener acceso a poner en Bypass cualquier permisivo. En esta aplicación particular se está utilizando todas las funciones que ésta interface puede proveer como: Registro de alarmas, comandos de reset, comandos de cambio de set points, comandos de arranque/parada y open/close, comandos para el control de PIDs.

HMI

Panel View 1500 Touch Screen de Allen Bradley

Esta interface es una de las últimas tecnologías en Panel View, que se acerca bastante a las

características de un HMI. En nuestro caso está utilizado en el quinto Wartsila y el Fwko (Free Water Knock

Out). Vienen con pórtico de comunicación Ethernet, con memoria extra y tecnología Touch Screen.

HMI

Funciones de un software HMI Flexibilidad para desarrollar la información en un ambiente gráfico amigable Muestra en tiempo real el estado del proceso Permite animar componentes gráficos que representan los elementos del proceso

Funciones de un software HMI

Permite almacenar las variables en una base de datos Contiene gráficos de tendencias y curvas para fines de mantenimiento, tratamientos

estadísticos, gestión administrativa o financiera


Posibilidad de organizar la restricción y el acceso a la información del proceso


Presenta en una ventana dedicada al listado de eventos del proceso que son considerados como alarmas


El operador utiliza el HMI para ejecutar comandos al PLC y/o cambiar valores que en el PLC que son tomados como referencia o set point


Actualmente un HMI también permite: Desarrollar gráficos con herramientas de controles Active X que permite

incorporar otras aplicación de Windows dentro del HMI Realizar control y monitoreo de un proceso o proceso en la WEB. Realizar control y monitoreo de una planta o proceso con la utilización de una

línea telefónica y un simple celular o teléfono convencional

Software usados en la industria para el desarrollo de HMI de un sistema SCADA

Introducción a las plantillas

A continuación se muestra una lista de algunos software SCADA y su fabricante:Aimax Desin Instruments S. A.CUBE Orsi España S. A.FIX Intellution.Lookout National Instruments.Monitor Pro Schneider Electric.Scada InTouch LOGITEK.SYSMAC SCS Omron.Scatt Graph 5000 ABB.WinCC Siemens.Coros LS-B/Win Siemens.CIRNET CIRCUTOR S.A.FIXDMACS Omron-Intellution.RS-VIEW32 RockwellGENESIS32 Iconics

Comunicación entre un HMI con un PLC

Los HMI son compatibles con casi todos los PLC de otras marcas. En cualquier caso, siempre se va a requerir de un IO SERVER que es otro software que corre bajo el mismo ordenador en el cual se encuentra el HMI y este contiene los drivers y tópicos que el HMI necesita para la integración con el PLC.La comunicación entre el HMI y el IO Server, bajo un mismo ambiente de Windows es gracias al protocolo DDE (Dynamic Data Exchange) que nos presta justamente esta ventaja. Nuestras aplicaciones utilizan IO Servers como:


Comunicación entre un HMI con un PLCNuestras aplicaciones utilizan IO Servers como:RSLINX Es un IO Server que permite conexión entre el HMI con PLCs Allen Bradley


OPCLink Es un IO Server que permite conexión entre el HMI con PLCs de otras marcas


MBENET Es un IO Server que permite conexión entre el HMI con controladores o dispositivos que tienen comunicación Modbus


INFRAESTRUCTURA DE COMUNICACIONESSe puede enviar datos entre:Los PLC y los sistemas supervisorio HMIEntre PLC y PLCEntre varios sistemas supervisorio HMITradicionalmente el Scada utiliza una combinación de tipos de comunicación como son:· Satelital· Conexión vía Modem· Redes LAN con protocolo Ethernet TCP/IP· Conexión directa en RS232· Conexión típica de Allen Bradley DH+ en RS485· Red Control Net· Enlace vía Micro Onda

Comunicación

Red de comunicaciones LANSu significado es Local Area Network o Redes de Área Local, se encuentran en un campo y se extienden a distancias de unos pocos kilómetros.Topologías de RedLa topología física que se refiere a la disposición física de los cables y medíos físicos conectados o la topología lógica que define la forma en que los Host, envían o acceden a los medios para enviar los datos.Las topologías físicas más comunes son:

Comunicación

Topología de Bus: utiliza un solo cable y todos los host se conectan en el mismoTopología de anillo: Se conecta un host con el siguiente y este a su vez con otro y el ultimo se conecta con el primero, creando un anillo físico de cableTopología en estrella: Conecta todos los host con un punto central de comunicación llamado SWITCH HUBTopología en estrella extendida: Conecta varias topologías en estrella, en nuestro caso es la red de comunicación más utilizada y la de mayor cobertura, maneja velocidades de transmisión de 10 y 100 Mbps (Megabits por seg.)El nodo central al cual están conectados los demás nodos es un SWITCH y que es por el cual pasan todos lo paquetes de información o datos de transmisión.Todos los PLCs y los Ordenadores en los cuales corre la aplicación del HMI, están conectados al nodo central que es el Swith. En cada campo de Agip existe una LAN de topología en estrella y toda la red de bloque Villano forma una red WAN uniendo cada LAN en una topología de estrella extendida.


Topología en estrella extendida


Características· Fácil de implementar y de ampliar, incluso en grandes redes· El fallo de un nodo periférico (Workstation o PLC) no influirá en el comportamiento del resto de la Red· Bajas probabilidades de colisiones de datos, ya que cada nodo tiene su propio cable deconexión a la red· Conexión de largas distancias utilizando fibra óptica· Altas velocidades de tráfico· Nos permite que las Workstation puedan transmitir información no solamente con los PLC sino también entre ellas. Es decir un HMI puede enviar o recibir datos de otro HMI dentro de la red· La falla del nodo central o Switch provocará la caída de toda la red como tal

Topología estrella

Análisis de Causa – Efecto de un ShutdownEl Termino Shutdown en ingles significa que; Un proceso, maquina o unidad se ha parado o apagado. En nuestro sistema Scada tenemos tres tipos de shutdownLos dos siguientes provocan Shutdown de todo el proceso.· ESD· PSDEl siguiente provoca Shutdown de la Unidad· USD


ESD

Sus siglas en ingles significan Emergency Shutdown que es una parada de emergencia de todo el proceso.

Tiene un tono de sonido característico de esta alarma.

• De acuerdo a las cartas causa-efecto del CPF un ESD es provocado por las siguientes condiciones:

• La activación de cualquier botonera de ESD ubicadas alrededor del proceso mas NO las botoneras de emergencia del

área de aviación

• Comando del operador desde la pantalla de Emergency Screen del HMI

• La activación de cualquier sistema de FUSE LOOP del proceso

• La activación de cualquier detector de fuego UVIR del área de Fuel Handling

En el grafico “CPF ESD Panel” adjunto se muestra la ventana correspondiente al panel de ESD del CPF.

A continuación se hará referencia al sistema ESD correspondiente al CPF. La ventana de ESD

Panel del HMI del resto de campos tiene la misma filosofía y bastara con hacer analogía al siguiente ejemplo para

identificarla.

En el lado izquierdo muestra todas las señales que provocan ESD. El cuadro negro junto a cada descripción contiene una

animación la cual mostrara Normal en color verde cuando las condiciones estén en normal y nos mostrara Trip en color

rojo indicando cual condición ha provocado el ESD.

En el centro se dispone de las botoneras de Alarm Ack que es para silenciar las alarmas y las botoneras del Global Reset y

del First Out Reset.

En el lado derecho de la ventana muestra todos los equipos que se irán a shutdown en caso de un ESD, incluyendo las

válvulas que están operando como SDV y MOV.

Efecto de un Shutdown

ESDEl Link CPF ESD Panel 2 nos lleva a una segunda ventana de este mismo panel el cual en el lado derecho nos indica la continuación de los equipos que tendrán shutdown en caso de activación del ESD que básicamente es una parada de toda la planta.En el lado izquierdo nos muestro los sensores ópticos instalados en las áreas de Fuel Handling y de Generación que se comportan de la siguiente manera:Los Detectores ópticos de fuego en el área de WARTSILA:AE_905, AE_906 y AE_907 producen USD del Genset AAE_908 y AE_912 producen USD del Genset BAE_909, AE_910 y AE_911 producen USD del Genset CAE_913 y AE_914 producen USD del Genset DAE_915 y AE_916 producen USD del Genset ENingún sensor óptico de esta área NO produce Shutdown en el proceso.


ESD


A continuación un detalle de todos los sistemas que provocan un ESD.• Fuse LoopEs un sistema de protección. El cual en caso de un incendio evita que el mismo se propague provocando un Shutdown de Emergencia del proceso. La alarma tiene un sonido característico de Fuego.


Sistemas que provocan un ESD.• ESD Push ButtonSon botoneras manuales que se encuentra ubicadas en ciertas partes alrededor del proceso. La activación de cualquiera de estas botoneras provoca un Shutdown de Emergencia. Están diseñadas para que en forma rápida una persona que detecte un derrame o un incendio en el proceso pueda presionar la botonera.


Sistemas que provocan un ESD.• FIRE DETECTORS UV/IRSon instrumentos que detectan la presencia de flama utilizando dos sensores el UV que es detector de rayos Ultra Violeta y el sensor IR que es sensor de luz Infra red.Este tipo de detector tiene dos pares de contactos que pueden discriminar si es un fuego pequeño o es un fuego grande.Estas señales van al PLC como Warning y como Fire de tal manera que se tiene una alarma previa y luego la señal de Fire que es utilizada para provocar un ESD.La alarma tiene un sonido característico de Fuego.Los sensores que son utilizados para este propósito esta ubicados en el área del Fuel Handling y son los siguientes:UV/IR AE_901UV/IR AE_902


Sistemas que provocan un ESD.• Botonera de ESD desde la ventana de Emergency Screen del HMIEn la ventana de Emergency Screen del HMI existe una botonera que es utilizada para dar elcomando de un ESD. La explicación en detalle de esta ventana se encuentra más adelante.


PSDSus siglas significan Process Shutdown que es una parada de todo el proceso. Tiene un tono de sonido característico de esta alarma.Es provocado por las siguientes condiciones:· Alto Nivel del tanque de Crudo A. La condición de PSD se ejecuta siempre y cuando actúen la señal de HIHI del transmisor de nivel LIT-551 y la seña del switch de nivel LSH- 552 protegiendo de esta manera que exista PSD por falla de uno de los dos instrumentos· Alto Nivel del tanque de Crudo B. La condición de PSD se ejecuta siempre y cuando actúen la señal de HIHI del transmisor de nivel LIT-555 y la seña del switch de nivel LSH- 556· Alto Nivel del tanque de Crudo B. La condición de PSD se ejecuta siempre y cuando actúen la señal de HIHI del transmisor de nivel LIT-561 y la seña del switch de nivel LSH-562· Alto Nivel del tanque de Agua A. La condición de PSD se ejecuta siempre y cuando actúen la señal de HIHI del transmisor de nivel LIT-590A y la seña del switch de nivel LSH-592A· Alto Nivel del tanque de Agua B. La condición de PSD se ejecuta siempre y cuando actúen la señal de HIHI del transmisor de nivel LIT-590B y la seña del switch de nivel LSH-592B· PALL-686. LOLO Pressure del sistema de aire de instrumentos PT_686· Falla de comunicaciones entre el PLC CFSG y el PLC CFCR· Falla de comunicaciones entre el PLC CFSG y el PLC CFTK· Falla de comunicaciones entre el PLC CFSG y el PLC FWKO· Comando del operador desde la ventana de Emergency Screen del HMI


USDPor sus siglas en ingles USD significa “Unit Shutdown” que quiere decir que un equipo (Bomba, Compresor, Ventilador, etc.) se apago o que una válvula se ha cerrado por perdida de cualquier permisivo.Esta condición tiene una alarma sonora característica que lo identifica.


Consideraciones Generales de la Filosofía implementada en el HMI

El sistema Supervisorio o HMI del Scada, se encuentra desarrollado en el software Intouch Versión 9.0 de Wonderware.

La misma aplicación o programa se encuentra corriendo en todas las Workstation de todos loscampos del bloque.

La misma aplicación contiene las ventanas de operación de todos los campos, por esta razón es posible que podamos visualizar el status de todos los campos y también podríamos operar cualquier campo desde cualquier parte pero solamente con niveles de acceso de supervisor o administrador (Mas adelante se explica en detalle este particular).

Cada variable digital o analógica del PLC que se encuentre programado en el HMI serárepresentado por un TAG el cual se le puede dar cualquier nombre por ejemplo:La señal digital de un switch de alto nivel ingresa al PLC con la dirección I:026/16, pero parapoder visualizar esta indicación en el HMI debemos crear un TAG que pueda leer el estado deesta señal digital y se le podrá dar un nombre que sea de fácil identificación, por ejemplo:CF16_LSH_592B. El mismo que está identificado de la siguiente manera:

Filosofía implementada en el HMI

Consideraciones Generales de la Filosofía implementada en el HMI


Software HMI

El software del HMI contiene dos partes:· Intouch Maker: Utilizado por el programador para el desarrollo y configuración de laspantallas y animaciones.

· Intouch Viewer: Es el software que muestra la interface grafica utilizado por el operador para el control y monitoreo de la planta. A continuación el detalle del InTouch Viewer como interface de operaciones. Sus funciones y utilidades.


Software HMILa mayoría de las estaciones de trabajo en el cual corre el HMI dispone de dos monitores. En la parte superior izquierda del HMI del monitor izquierdo se encuentra la ventana “TASK”. Es una ventana que permanece abierta durante todo el tiempo que el InTouch Viewer permanezca corriendo. Para tener acceso a cerrarla se requiere nivel de Administrador con propósitos de edición y programación. Ya que es creada para que, bajo cualquier otro nivel de acceso sea utilizada para navegar en el resto de ventanas con fines operativos y además contiene botoneras generales que requieren estar disponibles en cualquier estación y durante todo el tiempo.


Botonera de Log On/Off y Niveles de AccesoEsta botonera despliega la ventana que permite organizar la restricción y el nivel de acceso a la información del proceso.Cada usuario requiere realizar un LOG ON al sistema HMI el mismo que le exige el ingreso del nombre y el password.Existen 5 (Cinco) niveles de acceso dentro del HMI, los cuales tienen las siguientes restricciones y accesos: Nivel de Acceso “Operator_2”El nivel de acceso “Operator_2” es el de menor nivel y permite solamente aceptar lasalarmas sonoras correspondientes a Process Alarm, USD Alarm y PSD Alarm las cuales seejecutan solamente de la botonera Alarm ACK.Además de navegar entre las ventanas principales incluyendo la de Historical trend paravisualización solamente.El nivel de acceso “Operator_2” es el de menor nivel y permite solamente aceptar las alarmas sonoras correspondientes a Process Alarm, USD Alarm y PSD Alarm las cuales se ejecutan solamente de la botonera Alarm ACK. Además de navegar entre las ventanas principales incluyendo la de Historical trend para visualización solamente.


Nivel de Acceso “Operator”Tiene mayores accesos que el nivel anterior.Entre los principales accesos del nivel “Operator” están:

Dar comandos de Global Reset de cualquier locación

Desplegar las ventanas de las señales análogas para visualizar los sets de ZERO, SPAN ysets de Alarmas.

Desplegar las ventanas de Permit Ok para visualizar el estado de los permisivos y dar comandos de Reset de la unidad. (Se le denomina unidad a cualquiera de los siguientes equipos: Bomba, válvula, Fan o compresor)

Desplegar ventanas de PID de las válvulas de control y visualizar el set de operación así como los parámetros de tunning.

Dar comandos de ESD o PSD desde la ventana de Emergency Screen

Dar comandos de Start/Stop a Motores/ Fans

Dar Comandos de Open/Close de válvulas

Dar comandos de Alarm ACK


Nivel de Acceso “Lead_Operator”

El nivel de acceso de “Lead_Operator” fue creado justamente para el operador a cargo de la operación de todo el proceso. Aparte de tener acceso a ejecutar todo lo descrito anteriormente también le permite:

Desplegar las ventanas de señales análogas y realizar cambios en los Set Point de ZERO, SPAN y Sets de Alarmas.

Desplegar las ventanas de PID de las válvulas y realizar cualquier cambio tanto de set point así como de los sets de tunning y el cambio de manual a automático del control PID.

Seleccionar si desea trabajar con un monitor simple o con dos monitores.


Nivel de Acceso “Supervisor”

El nivel de “Supervisor” tiene acceso a ejecutar todo lo anterior y además le permite:

Dar comandos para colocar o quitar cualquier Bypass dentro de las ventanas de Permit Ok

Realizar cambios a los nombres y password de usuarios o agregar más usuarios.

Cerrar la aplicación del HMI Intouch Viewer.

En la ventana de Main Menu hay unas botoneras que permiten seleccionar en que locaciónesta corriendo la aplicación del HMI y dependiendo de esto se tiene acceso a ejecutarcomandos en otras locaciones. Este nivel de “Supervisor” tiene acceso a seleccionar lalocación (Mayor explicación más adelante)


Nivel de Acceso “Administrator”

El nivel de acceso de “Administrator” es el de más alto nivel y fue creado para los administradores del sistema Scada el mismo que le permite ejecutar cualquier comandoantes descrito además de desarrollar el software de operaciones como tal.


Botoneras de un HMI

Botonera “Alarm ACK”. Esta botonera contiene un script que permite que el silenciado de alarma sonora se ejecute solamente en la estación donde se encuentra corriendo la aplicación. Además esta botonera realiza el reconocimiento de las alarmas que se registran en la ventana de los eventos. Botoneras de “RESET”Toda condición del proceso que sobrepase niveles de alarmas, que provoque condición de falla o que provoque shutdown el PLC realiza un enclavamiento de esta indicación y lo muestra en el HMI. Una vez que la condición que provoco este enclavamiento se ha normalizado, entonces es necesario ejecutar este comando de RESET para que el PLC permita el arranque o la puesta en servicio del equipo en falla, si la condición que provoco este enclavamiento no se ha normalizado, no es posible que este RESET se ejecute.


Botoneras de un HMI

Botonera de “FIRST OUT”Aparte de ser un link que nos lleva a la ventana de First Out, tiene una animación de dos colores:Rojo: Significa que se ha producido el shutdwon de un equipo o proceso en cualquier estación delBloque y que el comando de FO RESET no ha sido ejecutado.Blanco: Significa que el FO RESET ha sido ejecutado y reconocido todos los eventos de First Outque fueron provocados por un shutdown cualquiera.

Función del First Out:Debido a que en el evento de un shutdown se presentan varias alarmas casi instantáneas, haceque sea difícil identificar a simple vista cual fue la causa del shutdown.Se diseño un programa que corre en cada uno de los PLCs el cual monitorea en cada SCAN el status de los permisivos de los equipos o procesos. Como sabemos cada SCAN lo realiza aproximadamente en 60mS=0.06Seg de tal manera que el instante que cualquier permisivo cambia de estado, este programa enclava esta señal y la presenta en la ventana del FIRST OUT.

Existe una botonera de reset de FO para cada locación y es muy importante que en caso de shutdown este evento no sea reseteado hasta que la falla haya sido analizada y corregida.

En condiciones normales también es importante que estos eventos este reseteados para que el programa pueda estar habilitado a detectar el FO en caso de shutdown.


La ventana nos muestra el estado del FirstOut de cada una de las estaciones. Para que este programa sea 100% eficiente todos los permisivos de arranque de un equipo deben estar ingresando a un mismo PLC. Es por eso que el First Out para una condición de USD es mucho más efectivo que para un PSD o ESD ya que estas condiciones dependen de varios PLC´s.


Botonera de “EMERGENCY ACTION SCREEN”La ventana de Emergency Screen fue creada para habilitar al operador a dar comandos deemergencia a la planta de cada locación desde el HMI.· Botonera PRESS TO ACTIVATE EMERGENCY SHUTDOWN con letras en rojo provoca un ESD real de la planta· Botonera PRESS TO ACTIVATE PLANT SHUTDOWN con letras en rojo provoca un PSD real de la planta· Botonera PRESS TO ACTIVATE ABANDON FACILITY ALARM con letras en negro provoca activación sonora correspondiente al sonido de Abando Facility· Botonera PRESS TO ACTIVATE FIRE ALARM con letras en negro provoca activación sonora correspondiente al sonido de FIRE· Botonera PRESS TO ACTIVATE emergency Shutdown Alarm Horn con letras en negro provoca activación sonora correspondiente al sonido de ESD· Botonera SILENCE ALARM HORN con letras en negro Botonera para silenciar los sonidos provocados por las siguientes condiciones ESD, FIRE y ABANDON


Botonera de “EMERGENCY ACTION SCREEN”


Botonera de “Comm OK”Esta botonera despliega la ventana que nos muestra el Status de las comunicaciones que se mantiene en el sistema Scada en este caso de la red Ethernet. Dependiendo de la estación donde este corriendo la aplicación se desplegara la red de comunicaciones correspondiente a cada campo. La frase “Comm Ok” tiene una animación de dos colores: Rojo: Significa que hay falla de comunicaciones. Verde: Significa que las comunicaciones se encuentran Ok. Esta ventana muestra claramente la topología en estrella de la red LAN en el CPF. Cada línea azul tiene una animación que cambiara a color rojo realizando un flashing cuando haya falla de comunicación de cualquier PLC.


Botonera de “Main Menu Facilities”La ventana “Main Menu Facilities” contiene links que nos permite navegar con el resto deventanas de CPF, FL, PL, SY, Baeza y Puerto Napo


Botonera de “Historical Trend”Esta botonera tiene un link que nos lleva a la ventana de registros históricos.El Intocuh tiene la característica de grabar en un archivo dentro del disco duro del ordenador cualquier TAG, ya sea analógica o digital. En nuestra aplicación un 98% de las variables analógicas están programadas para que se registren. La frecuencia con que se graban depende de la programación de cada una de ellas en el cual podemos poner una banda muerta de registro, para evitar que la variable se registre en cada milésima de segundo saturando el disco duro. Adicional están configuradas para que este registro lo realice por 90 días luego de esto las variables se sobrescriben. La ventana de “Historical Trend” nos permite visualizar los valores de estas variables en una curva para análisis de comportamiento operativo, tratamientos estadísticos, fines de mantenimiento, gestión financiera entre otras finalidades.


Botonera de “Historical Trend”


Ventana Alarmas y Eventos

La parte superior derecha del HMI del monitor izquierdo nos muestra una ventana de alarmas en general, es decir que nos mostrara cualquier alarma de cualquier estación del bloque en el orden en el que irán apareciendo.Alarma: Es todo TAG del HMI que se encuentre programado para que se registre en el LOGEVENTS.


Ventana Alarmas y Eventos

Descripción de los colores en la ventana de Alarmas:· Rojo: Significa que la alarma se encuentra activa y no ha sido reconocida· Negro: Significa que la alarma ya ha sido reconocida. Es decir que la botonera de ACK hasido ejecutada.· Azul: Significa que la alarma no ha sido reconocida desde la botonera del ACK pero que laseñal digital ha regresado a su estado normalPero una de las características delIntouch es justamente grabar todos los eventos que se van registrando en la ventana de alarmasy que generalmente son utilizados para análisis de causas y tiempos en que ocurrieron losmismos. Los eventos y alarmas se graban en un archivo de NotePad dentro del disco duro, ennuestro caso tienen un historial de hasta tres meces y para este propósito se utiliza el softwareALARM PRINTER que es parte del Intouch y que además se le podría utilizar para realizarimpresiones instantáneas de cada evento ocurrido. Un ejemplo de esto es la aplicación que correen el área de generación. Este programa siempre debe estar corriendo y no debe cerrarsemientras el Intouch Viewer este en servicio.


HMI PrincipalEsta ventana contiene links que nos lleva a navegar por todo el resto de ventanas del proceso del CPF y además contiene animación en tiempo real del estado de cada equipo de tal manera que en una sola ventana se puede visualizar todo el flujo grama del proceso.


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ION Contenido de la Unidad II

Unidades Centrales y Unidades Remotas

Sistemas de comunicación

Elementos de SCDA (Sofdware )

Comunicación entre aplicaciones OPC

Almacenamiento de datos

Seguridades de Software

Procesos a los que se aplica

Sistemas de acceso maestro-esclavo

Tiempos de adquisición de datos


Sistema SCADA


Unidades Centrales

El término "Estación Maestra", se refiere a los servidores y el software responsable para comunicarse con el equipo del campo (RTUs, PLCs, etc.) en estos se encuentra el software HMI corriendo para las estaciones de trabajo en el cuarto de control, o en cualquier otro lado. En un sistema SCADA pequeño, la estación maestra puede estar en un solo computador. A gran escala, en los sistemas SCADA, la estación maestra puede incluir muchos servidores, aplicaciones de software distribuido.


Unidades Remotas Una RTU es un equipo instalado en una localidad remota que recopila

datos y luego la codifica en un formato que le permita transmitirlos hacia una estación central (Master Terminal Unit, MTU) u otra RTU

Una RTU también recibe información desde la estación central, decodifica los datos enviados y posibilita la ejecución de órdenes enviadas desde la misma.

Una RTU está equipada de canales de entrada para detección o medición de las variables de un proceso y de canales de salida para control o activación de alarmas, y un puerto de comunicaciones

Las RTU son equipamientos electrónicos las cuales son capaces de recolectar datos, realizar cálculos matemáticos, generar las bases de datos necesarias y trasmitir mismos a una estación central distante del lugar donde esta se encuentra, mediante vía telefónica u radioenlace.



RTU

MTU

RTU

Codifica

Codifica

Unidades Remotas


Unidades Remotas

Canales de entrada para detección o medición de las variables de un proceso

Canales de salida para control o activación de alarmas

Un puerto de comunicaciones


Unidades Remotas

Características de las Unidades Remotas


Ambiente de trabajo:

Lógico: la cadena de señales incluye el equipamiento de procesamiento, los sensores, el sistema de adquisición de datos, la RTU, el módem y la estación central.

Físico: pueden ser desde ambientes amigables: limpios con aire acondicionado, o ambientes hostiles como exteriores o lugares expuestos a grandes temperaturas o ambientes con partículas en suspensión.

Eléctrico: las RTU pueden recibir información desde una computadora local o dispositivos de recolección de datos y son capaces de monitorear transductores que sensan distintas variables.

Como mínimo el hardware de entrada analógica debe operar con 12 bits y todos los datos deben poder ser transmitidos en ASCII.



• La CPU le provee la inteligencia necesaria para procesar los datos de entrada y / o salida en forma correcta

• La Memoria volátil (RAM) le sirve de almacenamiento temporal durante el procesamiento de la información. Esta puede ser memoria RAM estática tipo DIMM de 144 pines.

• La memoria no volátil sirve para el almacenamiento permanente de programas (protocolo de comunicación) y datos. En algunos casos suelen emplearse memorias tipo Flash Card de 50 pines.

• Posee capacidades de comunicación sea por un pórtico serial o, a veces, vía un MODEM interno. Hay modelos que incluyen un radio sea de RF o con tecnología Spread Spectrum o Telefonía Celular



• Tiene una fuente de poder, generalmente con respaldo de batería.

• Tiene un Watchdog timer para asegurar que la RTU puede recuperarse correctamente después de que ocurra una falla.

• Posee protección eléctrica contra transitorios. Módulos de entrada y salida tanto análogas como digitales DI/DO/AI/AO.

• Un reloj en tiempo real.



• Tolerable a distintos ambientes• Posibilidad de comunicación• Reloj de tiempo real• Software interno para colectar y guardar datos• Seguridad en los mensajes (protocolo estándar de encriptado)• Módem (self-test) Funciones particulares:• Autoencendido / módem de reencendido automático• Modo de no comunicación• Modo de falla


Tipos de RTUExisten dos tipos básicos de RTU:

La RTU compacta que contiene todos los módulos de Entrada / salida en el mismo circuito impreso principal, incluso un trasmisor de RF o Spread Spectrum.

La RTU compacta generalmente tiene un número fijo de canales de entrada / salida, por ejemplo, 16 entradas digitales, 8 entradas analógicas , 8 salidas digitales y 4 salidas análogas. No es posible, en la mayoría de los modelos, expandir su capacidad original.


La RTU Modular que tiene una módulo de CPU separable y al que se le pueden añadir otros módulos, normalmente conectándolos a ranuras de expansión (parecido a como se insertan tarjetas al circuito madre de una PC).La RTU modular está diseñada para que se le puedan agregar más módulos incluyendo módulos especializados como un marcador de tiempo GPS.


TABLA COMPARATIVA DE TRES MARCAS DE RTU Y LAS CARACTERÍSTICAS MÁS RELEVANTES.


Software en la RTU• Sistema operativo en tiempo real (RTOS), o un algoritmo que empiece

un lazo que barra las entradas y supervise los pórticos de comunicaciones.

• Driver para el sistema de comunicaciones; es decir, el programa que define el protocolo del enlace de comunicaciones hacia el Módulo master del SCADA.

• Drivers para el sistema de I/O; es decir, para los dispositivos de campo.

• Una aplicación tipo SCADA que le comande a barrer las entradas, procesar y almacenar la información, responder a solicitudes hechas por el SCADA master enviadas por la red de comunicaciones.

• Algún método que permita ejecutar en la RTU las órdenes desde las aplicaciones del usuario. Esto puede ser tan simple como definir parámetros, habilitar / deshabilitar entradas / salidas, o incluso modificar un programa completo de usuario.

• Programas de auto diagnóstico


Operación Básica

• Una RTU opera barriendo sus entradas, normalmente a una tasa bastante rápida.

• Realiza también algún procesamiento como registrar cambios de estado, con fijación de fecha y hora, almacenamiento de datos y hacer turno para que el SCADA master se comunique con el.

• Algunas RTUS tiene la habilidad de iniciar el envío de reportes a la unidad master, aunque en la mayoría de modelos es el SCADA master el que se comunica con la RTU solicitando información y / o la ejecución de acciones desde simples a complejas tareas de control.


Tamaños de RTU’s

• Las RTUs son dispositivos especializados que son fabricados a menudo por proveedores pequeños que los construyen en lotes también pequeños para suplir la demanda de mercados especializados.

• Es por esto que la competencia obliga a ofrecer alternativas muy económicas, resultando en modelos que no poseen toda la funcionalidad descrita.

• Las RTUS grandes pueden procesar cientos de entradas y hasta controlar otras RTUs pequeñas, por supuesto a un precio alto.

• El poder de procesamiento de una RTU varía desde procesadores de 8 bits con poca memoria hasta RTUS grandes y sofisticadas capaces de marcar los eventos con fecha y hora con una precisión en el orden de los milisegundos

• Sistemas independientes (stand-alone) miniatura que operan con baterías por un año entero.


Tamaños de RTU’s

• Estos almacenan los datos en una EPROM o FLASH ROM y entregan dicha información cuando un operador accede a las mismas.

• A menudo estos sistemas emplean procesadores que incluyen una mínima cantidad de memoria y puede que no tengan la habilidad para manejar un protocolo de comunicaciones sofisticado

• Sistemas independientes pequeños que pueden activarse periódicamente y aplicar energía a sensores y radios) para medir y reportar, respectivamente.

• Usualmente operan desde baterías solares.

• Las baterías son suficientemente grandes como para operar por al menos 4 meses.

• Estos sistemas generalmente tienen suficiente capacidad como para manejar un esquema de comunicaciones más complejo


Tamaños de RTU’s

• Sistemas Medios que son prácticamente pequeñas computadoras industriales que pueden ser hasta PCs industriales

• Sistemas Grandes que conforman una planta de control completa con todo lo necesario.

• Se las emplea generalmente en sistemas de control distribuido y a menudo pueden comunicarse sobre LAN’s de alta velocidad donde la sincronización puede ser muy crítica.


Estándares

• Rangos de temperatura de la aplicación, es decir, -10 a 65 grados centígrados. Humedad Relativa.

• Polvo, vibración, lluvia, sal y protección contra neblina.

• Inmunidad a ruido eléctrico.

• Tamaño físico tal que quepa en su planta.

• Consumo de energía.

• Capacidad de I/O. Siempre se debe dejar cierta holgura (por ejemplo de 10-20%). No se debe pedir salidas análogas si no se las necesita. Se debe considerar muy bien la precisión de los canales análogos y el tipo de las señales digitales que se espera; por ejemplo, 0-5v, etc.

• Programabilidad y configurabilidad (Chequear la IEC61131-3 para conocer sobre la programabilidad).


Estándares• Diagnostico - local y remoto.

• Capacidad de Comunicación incluyendo soporte para radio, PSTN, línea terrestre, microonda, satélite, X.25.

• Recordar que el uso de la PSTN implica que la RTU deberá marcar fecha y hora y almacenar la información mientras no está conectada, y que el SCADA master puede llamar, para llevarse los datos y llenar su base de datos con información histórica (incluyendo archivos de tendencia). También se debe considerar como las alarmas se manejaran con la PSTN.

• Protocolos de Comunicación. Prefiera protocolos estándar tal como el DNP3, EC870, MMS en vez de protocolos propietarios.

• Funcionalidad – por ejemplo marcación de fecha y hora, capacidad de memoria para almacenar información en el evento de pérdida de comunicaciones, habilidad para realizar cálculos.

• Hay que buscar que soporten comunicaciones punto a punto incluyendo capacidad de almacenar y enviar si las comunicaciones son difíciles (especialmente por radio).


Estándares• Definir las tasas de transferencia de datos (1200 baudios FSK, o 9600 baudios

radio).

• Se puede pedir pórticos seriales adicionales especialmente para interfaces con PLCs.

• Enfatizar la precisión de la marcación de fecha y hora que debe hacer la RTU.

• El estándar en la industria eléctrica es de 1 milisegundo y esto solo se consigue con procesadores rápidos y una señalización precisa del tiempo por ejemplo desde GPS.

• Capacidad de direccionamiento (ejemplo: máximo de 255 RTUs).

• Actualizaciones de compatibilidad por software o por hardware

• Registro de errores y acceso remoto a tales registros.

• Filtros digitales para las entradas análogas.


PLC’s y RTU’s

• Como se ha dicho el PLC es una pequeña computadora industrial que originalmente se creó para reemplazar la lógica de los relés.

• Tiene entradas y salidas como una RTU.

• Contiene un programa que ejecuta un lazo y barre continuamente las entradas y toma acciones basadas en tales entradas.

• Originalmente el PLC no tenía capacidad de comunicación, pero se les empezó a proveer de la misma en situaciones donde la capacidad de comunicación era una característica muy deseable.

• Así que se diseñaron módulos de comunicación para PLCs que incluso trabajan con ethernet (para uso en DCS´s) y el protocolo Modbus para uso en ciertos enlaces dedicados.

• En la actualidad cada vez va a ser más posible ver PLCs que den soporte a los últimos protocolos de comunicación


PLC’s y RTU’s

• Las RTUs siempre han sido empleadas en situaciones donde las comunicaciones son más difíciles y el fuerte de las RTU’s es su habilidad para manejarlas.

• Las RTU’s originalmente tenían poco poder de programación comparadas con los PLC´s.

• Sin embargo, con el avance del tiempo la funcionalidad de las RTU se ha incrementado.

• Estamos en el punto donde se fusionan ciertas tareas en las RTU´s y los PLC´s, pero deberá transcurrir un buen tiempo (quizás nunca) antes que las diferencias desaparezcan.


PLC’s y RTU’s


LKRemote: RTU


RTU LKRemote


RTU LKRemote• Programable en IEC61131-3• Funciones matemáticas sofisticadas (Boolean, Incremental, Text, Relational, etc...)• Bucles PID avanzados• Programable en BASIC• Drivers a medida en C• Secuencias complejas de alarmas


RTU LKRemote• Envío de alarmas a móviles mediante SMS• Soporte de Lectura/Escritura de SMS• Llamadas según horarios de trabajo (calendario laboral)• Reintenta el envío y encadena las alertas• Hasta 128 diferentes destinatarios• DirectAlarming, sin necesidad de involucrar al SCADA.


RTU LKRemote

Primer sistema de telemetría compatible TCP/IP en el mercado :• Servidor web para el control y visualización remota (incluye mini-SCADA) -1

Mb para páginas WEB• Notificación de alarmas y reportingpor E-Mail• FTP Client/Server• IP Forwarding: conexión directa de una camaraEthernet camera (u otros

dispositivos IP…)• Soporte SNMP Simple Network Management Protocol


RTU LKRemote


RTU LKRemoteIP-FORWARDING•Redirige todos los mensajes direccionados a una IP a otra IP específica•Permite conectar cualquier dispositivo IP a LK Remoteen un puerto Ethernet (o varios) y hacer LK Remotetransparente a cualquier protocolo IP sobre cualquier otro puerto o medio de comunicaciones


RTU LKRemoteIP-FORWARDING•Redirige todos los mensajes direccionados a una IP a otra IP específica•Permite conectar cualquier dispositivo IP a LK Remoteen un puerto Ethernet (o varios) y hacer LK Remotetransparente a cualquier protocolo IP sobre cualquier otro puerto o medio de comunicacionesGama DE LKR


RTU LKRemoteI


Sistema SCADA

Sistemas de comunicación Elementos de SCDA (Sofdware )

Medios de Comunicación para los sistemas SCADALa comunicación en los sistemas SCADA puede lograrse mediante los métodos siguientes:POR CABLE• Cables propietarios, cables (líneas) rentadas y fibra óptica pertenecen a esta

categoría. En el caso de los cables propietarios, la industria realiza una inversión en el tendido de sus redes de comunicación, lo que requiere generalmente de costos iniciales elevados. Con las líneas propietarias se tiene la ventaja de que se puede emplearlas a voluntad y sin tener que compartirlas. Un aspecto importante que debe evaluarse es que se deberá contratar personal para que mantenga operativo el sistema de comunicaciones y le de mantenimiento.

• En el caso de las líneas rentadas, entidades privadas o estatales proveen una o varias líneas dedicadas, para la industria que solicita tal servicio. Con esta alternativa, la ventaja está en que la empresa se ahorra el costo de equipos y de instalación. La desventaja de este servicio es su costo pues se debe pagar una cuota inicial de conexión y luego una renta mensual. Las tareas de mantenimiento las realiza la empresa que provee el servicio.

• Dentro de esta categoría se cuenta ahora con otra opción: el TV Cable, que posibilita el envió de datos por el mismo cable que se emplea para trasmitir los canales de TV empleando la técnica de FDM. Este servicio, que provee una conexión permanente, tiene un costo de US$ 60.00 dólares en nuestro país, con un ancho de banda de 64 Kbps compartido. Lamentablemente, hay sitios donde se carece del servicio de TV Cable.


Medios de Comunicación para los sistemas SCADAVía radio

• Se refiere a enlaces de comunicaciones por medio de transmisiones inalámbricas, empleando desde RF hasta Microondas. También se puede recurrir a enlaces satelitales.

• Vale anotar que se suele diseñar estos sistemas tal que los equipos de transmisión en cada sitio deban encenderse para transmitir y apagarse para recibir (el equipo de radio es el que deberá actuar). En diseños de este tipo deben seleccionarse RTUs que estén diseñadas para realizar esta tarea de conmutación.

• Los sistemas de radio pueden ser de propiedad de la empresa, típicamente, pero también es posible contratar el servicio. En el mercado existen radios en la banda de los 150 y 450 MHz (hay que pagar una licencia) para comunicaciones industriales, o aquellos que usan Espectro Disperso (Spread Spectrum) que no requieren el pago de licencias.


Medios de Comunicación para los sistemas SCADALíneas telefónicas (Dial – up)

• Son convenientes cuando las comunicaciones vía cable o radio no son posibles debido a la distancia, terreno, etc. En este caso se recurre a la PSTN (red telefónica pública) que en nuestro caso sería ANDINATEL, PACIFITEL o ETAPA.

• Las RTUS que deban emplear esta metodología de comunicación deben ser capaces de efectuar una llamada telefónica (dial - up) al otro sitio.

• Un inconveniente para emplear esta tecnología sería que no exista servicio telefónico justo en el sitio donde está ubicada una RTU. Este problema se soluciona si la zona está dentro de la cobertura de una de las redes de celulares. De ser así, entonces se recurre a modems CDPD.

• Dentro de esta categoría se ofrece ahora enlaces vía: ISDN y ADSL


Sistemas de TelemetríaA los Sistemas de telemetría y sistemas SCADA se los clasifica en tres grupos, dependiendo de su modo de operación:Sistemas MODO – A• Aquellos sistemas que usan conexiones tipo mediante líneas dial-up; es decir,

emplean las redes públicas de telefonía se denomina sistemas Modo – A. • Estos sistemas pueden comunicarse por voz o lenguajes compatibles con las

computadoras Ventajas:• Costos de comunicación bajos. Solo hay el costo de cada llamada y la

instalación de un conector de teléfono en el sitio desde donde se desea la comunicación.

• Se puede tener acceso a cualquier sitio remoto, en cualquier parte del mundo, desde cualquier parte en donde exista una línea de teléfono.

• Hay RTUS a las que se les puede llamar y estas generan un reporte hablado, empleando mensajes que se grabaron durante la instalación.

• Aquellas RTU que se comunican en modo ASCII, lo hacen en lenguajes aceptados por las computadoras (lenguaje de máquina) y se les puede acceder desde cualquier combinación de computadora y MODEM.


Sistemas MODO – BAquellos sistemas que se comunican en forma continua con una Estación Central, generalmente por medio de líneas dedicadas, se denominan Modo – B. La Estación Central en general es una computadora. Estos sistemas se comunican en lenguajes de máquina

Ventajas:• Supervisión continua de todos los sitios remotos en el sistema desde una

Estación Central.• Actualización rápida con la información entrante.• Ejecución rápida de los comandos de salida.•


Sistemas MODO – C

Aquellos sistemas que transfieren información desde un punto a otro se denominan Multiplexores de Señal o Sistemas Modo – C. Estos consisten de 2 o más RTUS y módulos multiplexores comunicándose entre si en lenguaje de máquina sobre cable o radio. Las señales análogas y digitales son transferidas así desde un punto hasta cualquier otro en el sistema.

Ventajas:La ventaja de los sistemas Modo C y Multiplexores de señales está en la reducción de los costos de cable o radio transmisión en tanto en cuanto múltiples señales análogas y digitales pueden ser transmitidas y receptadas sobre un solo enlace de cable o radio.


Ejemplos:


Sistema SCADA


Historia OPC

Al ser una dificultad de las operaciones de control industrial la de compartir información entre dispositivos inteligentes de campo, así también como con el resto de la empresa. El problema hasta ahora se ha resuelto escribiendo un sinnúmero de protocolos, que definen de que manera se estructuran los datos que transmite cada dispositivo.Esta diversificación obliga a los desarrolladores de software SCADA a incorporar centenares de driver para cada fabricante.

Sistema SCADA con OPC

Se ha desarrollado una norma de intercambio de datos para el nivel de planta basada en la tecnología OLE (Object Linking and Embedding) denominada OPC (OLE for Process Control), que permite un método para el flujo transparente de datos entre aplicaciones corriendo bajo sistemas operativos basados en Microsoft Window. Se dispone de una versión inicial de la norma desde mayo de 1996. OPC es un primer paso concreto que permite una red para compartir los datos de los dispositivos a nivel de proceso.



OPC un poco de historia

•1982 DOS: Desde los “viejos” tiempos del DOS se ha intentado conectar los equipos de campo a ordenadores personales. En aquella época oscura, los PC sólo podían hacer una cosa a la vez y se necesitaban drivers específicos para cada dispositivo externo que se quería conectar.

•1990 Windows 3.0 y Dynamic Data Exchange (DDE Intercambio Dinámico de Datos): Con él apareció la posibilidad (a bajo precio) de ejecutar varias tareas simultáneamente en un ordenador y un mecanismo estándar para que se intercambiaran información entre ellas. Se podía ya, por ejemplo, ver datos de proceso de instrumentos de campo en una hoja de Excel. Desafortunadamente, DDE tenía limitaciones: no era excesivamente robusto, el ancho de banda era limitado (la información se transfiere en formato de caracteres) y no se podía enviar información a través de redes.


OPC un poco de historia•1992 Windows 3.1 & Object Linking & Embedding 1.0 (OLE): En cuanto apareció, ya se intuía que OLE iba a desplazar al DDE para intercambio de datos, ya que era más flexible, robusto y usaba mecanismos de transporte más eficientes.

•1993 OLE 2.0 Comité WinSEM: Este grupo de desarrolladores de software técnico se reunía regularmente en las instalaciones de Microsoft y estaban interesados en aplicar el PC a control industrial y adquisición de datos. Se centraron en técnicas OLE para intercambiar datos entre aplicaciones en (cuasi) real-time. En particular, los fabricantes de SCADA se mostraron muy interesados en estandarizar la interface entre el “núcleo” del SCADA y los drivers de los dispositivos de campo. Eso podía beneficiar tanto al fabricante del SCADA como al del dispositivo de campo. A pesar de los esfuerzos realizados no se acabo de definir un estándar. Varios de los participantes incluido Microsoft) decidieron crear un grupo más pequeño y más manejable que pudiera producir un estándar en poco tiempo, este grupo sería el OPC Task force.


OPC un poco de historia•1994 OLE 2.1 (32 bit).

•1995 OPC Task Force: La OPCTask Force se hace pública en la presentación de ISA de 1995, donde se anuncian los objetivos del grupo. Los primeros miembros son: Fisher-Rosemount, Intellution, Intuitive Technology, OPTO 22, Rockwell Software y Microsoft. El primer borrador de la especificación aparece en diciembre.•1995 Windows 95: Hacia el final de 1995 aparece Windows 95, se generaliza el Windows (a secas) como sistema operativo.•1996 Especificación OPC V 1.0(A) : En agosto 1996 aparece la versión 1.0.•1996 Windows NT 4.0: Aparece en 1996, combina la fiabilidad del NT 3.5 con el interface de usuario del W 95. Incluye soporte de DCOM (Distributed Common Object Model), que permite a las aplicaciones crear y trabajar con objetos residentes en otros ordenadores a través de la red.


OPC un poco de historia•1996 Fundación OPC: En agosto de 1996 se crea la fundación como organización sin interés económico con la tarea de gestionar el estándar OPC. Su “misión” es: Desarrollar un estándar abierto, basado en los requerimientos funcionales de la tecnología OLE/COM (permitir la comunicación entre procesos y la creación dinámica de objetos) y DCOM (Modelo de Objetos de Componentes Distribuidos), que fomente mayor interoperabilidad entre aplicaciones de control/automatización, sistemas/dispositivos de campo y aplicaciones de gestión. La primera presentación importante fue en el ISA Show de 1996 en Chicago. •1997 Comités Técnicos OPC: Para poder gestionar el amplio rango de asuntos relacionados con los datos del control de los procesos la fundación OPC forma una serie de “comités” para investigar y diseñar mejoras a la especificación original. •1998 Especificación OPC V1.01.• 1998 Windows 98: Se espera para la segunda mitad de 1998, W98 es una mejora incremental sobre W95 y su importancia para la industria del control de procesos por ser un sistema operativo multitarea con soporte para DCOM integrado y por lo tanto para tecnología de servidor de OPC barato y probado.


OPC un poco de historia•2000 Fue un año de cosecha para la Fundación OPC, con la publicación de las nuevas especificaciones de interfaces personalizadas que cubren Historical Data Access, Batch y Seguridad. cumplimiento de Pruebas•2001 fue el lanzamiento de las pruebas de cumplimiento de la OPC Foundation y el programa de certificación para los servidores OPC Data Access, que pronto se ampliará para cubrir Alarmas y Eventos servidores. También vio el lanzamiento de la especificación de interfaz de automatización para el acceso a los datos históricos, y por lotes personalizado de interfaz de especificación de la versión 2.0.•OPC XML-DA salió a la luz en 2003 tras varios años de desarrollo, y ofrece un interfaz Simple Object Application Protocol (SOAP) para los objetos OPC DA 2.0/3.0. Esto permite a las aplicaciones cliente ser escritas en Java, Perl, Python, y otros idiomas que soporta SOAP. SOAP y XML Web Services utiliza Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) y los mecanismos de transporte y, además, proporciona una plataforma neutral más adecuado para el tráfico con base en Internet, en comparación con tecnologías como DCOM


OPC un poco de historia•OPC DA Acceso a Datos•OPC-HDA Acceso a Datos Históricos•OPC A & E Alarmas y eventos•OPC-DX Define un conjunto de interfaces que permiten el intercambio de datos, así como la comunicación "server to server" entre dispositivos y controladores conectados a Ethernet, que utilizan distintos protocolos.

• En desarrollo. OPC UA integra la funcionalidad de las anteriores especificaciones (OPC DA, OPC-HDA, OPC A & E, OPC-DX, etc). OPC UA abandona COM / DCOM en favor de dos transportes: SOAP / HTTP (S) y un mensaje binario codificado en la parte superior de TCP. Es prematuro evaluar la seguridad de OPC UA en relación con DCOM, ya que la API OPC UA de seguridad aún está en desarrollo. También hacen mucho más sencillo el desarrollo de clientes y servidores OPC en plataformas que no sean de Microsoft.

Sistema SCADA


Definiciones Generales

- OPC (Ole Process Control) , y OLE (Object Linking and Embedding) (Vinculación e incrustación de objetos).

- OPC es un mecanismo estándar de comunicación. Interconecta en forma libre numerosas fuentes de datos, donde se incluyen dispositivos de planta en la fábrica (PLC’s, Variadores de Frecuencia, etc.).

- OPC es una interfaz de programación de aplicaciones estándar para el intercambio de datos que puede simplificar el desarrollo de Drivers de I/O (Dispositivos de entrada y salida u/o Banco de Datos) y mejorar el rendimiento de los sistemas de interfaz.


Definición de OPC

- Con OPC el usuario decide libremente que componente de hardware es el mejor para una determinada aplicación dado que no habrá discusiones sobre el desarrollo de Drivers. Cada fabricante de Software y Hardware solo tendrá que implementar una interfaz, no siendo necesario ya un Driver para cada sistema hardware producido por fabricantes diferentes.


Definición de OPC

- OPC dibuja una línea de comunicación entre los proveedores deHardware y los diseñadores de Software. OPC provee un mecanismopara registrar datos de una fuente de información y comunicarla acualquier cliente, en forma transparente.

- OPC proporciona una interface entre el servidor y cualquier cliente, para así poder accesar a los dispositivos.


Definición de OPC

Sistema SCADA

Características más relevantes de OPC

- Acceso a datos "On Line", es decir, la lectura y escritura eficaz de datos entre una aplicación y un dispositivo de control de proceso, en forma flexible y eficaz.

- Manejo de "Alarmas y Eventos", es decir, la existencia de mecanismos de notificación de ocurrencias de eventos específicos y condiciones de alarma.

- Acceso a Datos Históricos, es decir, procesamiento y revisión de datos, lo que implica análisis de tendencias.

- Funcionalidad como a la seguridad, acceso a datos “On Line”, Alarmas Histórica y a Datos Históricos en forma eficaz y con un nivel de seguridad óptimo.

- Ser un instrumento simple de Control.

- Ser flexible a las necesidades de múltiples fabricantes.

- Proporcionar un alto nivel de funcionalidad.

- Permitir un funcionamiento eficaz.


Cracterísticas de OPC

Sistema SCADA

Soporte utilizado para aplicaciones OPC

Casi todas las aplicaciones de Control y Supervisión están desarrolladas en ambientes de programación como lo son Visual Basic, Delphi, Power Builder, etc.OPC tiene en cuenta esta tendencia y por medio de Microsoft que diseñó OLE y COM, utiliza estos lenguajes como base en el diseño de aplicaciones Cliente/Servidor OPC. De esta forma se encapsulan las complejas acciones de acceso a datos, donde luego estas informaciones se pueden traspasar a planillas Excel mediante Protocolo DDE (Dinamic Data Exchange), u/o representarlas mediante programas para aplicaciones especificas de control. Basado en esta arquitectura e interfaces se planea apoyar el desarrollo de servidores OPC en otros softwares de programación basados en ambiente LINUX o UNIX.


Soporte OPC

Sistema SCADA

Beneficios de OPC

- Los fabricantes de Hardware sólo tienen que desarrollar e integrar componentes al software para que los clientes (o usuarios, entiéndase por quien realiza la aplicación) los puedan utilizar en sus aplicaciones.

- Los diseñadores de Software no tendrán que volver a reescribir sus Drivers (Upgrade) debido a cambios de las características de su Hardware.

- Los Clientes tendrán más opciones de desarrollar sus sistemas, haciendo uso de la integración de una gama más amplia de sistemas de Hardware de diversos fabricantes.

- Con OPC, la integración del sistema en el ambiente de la informática será más heterogénea. Con OLE/COM la distribución se hace posible.


Beneficios de OPC

- Con OPC, la integración del sistema en el ambiente de la informática será más heterogénea. Con OLE/COM la distribución se hace posible.


Beneficios de OPC

- Integración de distintas tecnologías de diferentes fabricantes dentro deun mismo sistema. La industria no tendrá que trabajar con un soloSistema Propietario o Sistemas SCADA o DCS específicos.- Costos de desarrollo de sistemas de aplicación menores, dado que seestá trabajando en una plataforma universal (OLE/COM), por lo que seevita duplicidad de esfuerzos.- Permite integración de múltiples plataformas (Windows, Linux, Unix,suSe) mediante la utilización de COM, DCOM, Active X y Entire X. Permite un desarrollo comunicacional dentro de redes LAN (Local Access Network) y WAN (World Access Network), como así también exportar datos a Internet.- Comunicación On line expedita, eficaz y flexible desde el nivel de procesos

hasta el nivel de Gestión. Por medio de Softwares industriales específicos se puede lograr un mayor control dentro del proceso productivo, y optimizar Materias Primas, Recursos, Costos, etc.


Beneficios de OPC


Beneficios de OPC

Sistema SCADA

Desventajas del servidor OPC

- OPC presenta una débil seguridad al nivel de multiplataforma (Sistema UNIX y Windows, entre otros) por el uso de OLE/COM/DCOM.

- OPC parece ser un sistema industrial ideal, pero al ser tan transparente en el ámbito de las aplicaciones como así también interoperable en distintas plataformas presenta inherentemente problemas de Seguridad en estos aspectos. Un ejemplo de ello son:

- Los fabricantes de Buses de Campo (Fieldbus), han desarrollado Gateways para interconectar sus protocolos propietarios a redes Ethernet. Personas inescrupulosas podrían accesar desde el nivel de gestión hasta el nivel de proceso, dañando potencialmente todo el sistema comunicacional.

- Hoy en día existe la capacidad de desarrollar programas ejecutables en base a OLE/COM/DCOM, e ingresar a sistemas de red de diferentes sistemas operativos a nivel WAN, mediante Entire X y Active X. La red de comunicaciones OPC puede estar expuesta a escala mundial y accesible desde cualquier plataforma operativa.


Desventajas de OPC

Sistema SCADA

SERVIDOR OPC

Un Cliente OPC puede conectarse, por medio de una red a Servidores OPC proporcionados por uno o más fabricantes.


Servidor OPC

La figura muestra la interoperabilidad de diversos Sistemas interconectados dentro un una misma Red si solo si estos trabajan bajo un estándar OPC.


Servidor OPC

También es posible que otros sistemas como lo son SCADA o DCS puedan comunicarse con un Servidor OPC y llevar su información recopilada desde un banco de datos o dispositivos físicos como lo son del tipo SMART y PLC’s.


Servidor OPC

.


Servidor OPC

Sistema SCADA

Interfaces OPC

Las característica técnicas de OPC contienen siempre dos juegos de interfaces; Interface diseñada para un propósito (Aplicación) y una Interface de Automatización. La arquitectura OPC es un modelo Cliente-Servidor donde el componente Servidor OPC, proporciona una interface con el objeto y lo controla.


Interfaces OPC

Una aplicación cliente OPC se comunica con un servidor OPC a través de las interfaces.Custom y Automation. Los programas clientes que están creados con un lenguaje script, como por ejemplo Visual Basic utilizarán el interfaz “Automation”. En cambio aquellos que están creados en C++ utilizarán de forma más sencilla el interfaz “Custom”. Para establecer una comunicación entre un servidor OPC y un cliente OPC que están programados en diferenteslenguajes se puede usar “OPC Automation Wrapper”. El “OPC Automation Wrapper” representa un enlace de conexión entre por ejemplo un servidor OPC programado en C/C++ y una aplicación programada en Visual Basic.

Los servidores OPC tienen que implementar la interfaz “Custom”, y opcionalmente pueden implementar la interfaz “Automation”.


Interfaces OPC

Hay varias consideraciones, para llevar a cabo la implementación de un servidor OPC. Una de ellas, la principal, es la frecuencia de traslado e intercambio de datos a través de redes comunicacionales, hacia dispositivos físicos u otras bases de datos las cuales son incompatibles entre sí. De esta manera, se espera que Servidores OPC sean ejecutables ya sean en forma Local o Remota. Una aplicación Cliente OPC se comunica con un Servidor OPC a través de un cliente específico e interfaces de automatización. Los servidores OPC deben llevar a cabo la interface del cliente, y opcionalmente puede llevar a cabo la interface de automatización, tal como lo describe la arquitectura típica OPC, de la Figura


Arquitectura OPC

Sistema SCADA

Tipos de servidores OPC

- Servidor Local y Remotos El cliente siempre esta conectado al servidor local (propietario)El cliente debe conectarse al servidor deseado en el nodo designado, usan DCOM( Distributed Component Objet Model), para proveer coneccion a una red mediante IOPCServerList.

- Servidor OPC BrowserLa Interface del Servidor OPC Browser (Buscador de Servidores OPC) IOPCServerList. Los servidores OPC se registran en el sistema mediante una categorización de los componentes vía ICatInformation (IID_ICatInformation) de Microsoft. Esto determina que interfaces en el StdComponentCatagoriesMg (CLSID_StdComponentCategoriesMgr) deben ser usadas para determinar qué servidores OPC se encuentran instalados en la máquina local. El problema es que esto no es aplicable para las máquinas remotas. La Fundación OPC provee el Servidor Browser OPCENUM.EXE [6] el cual puede residir en una máquina cualquiera, el cual accede a la raíz de las Categorías de Componentes locales y proporciona una nueva interface IOPCServerList que puede ordenarse y ser usado por clientes remotos.Este servidor tiene un CLSID (Clase de Direccionamiento) publicado y puede instalarse una vez dentro de cualquier máquina que contenga un Servidor OPC. Se puede crear ahora remotamente este objeto y puede usar el IOPCServerList, que determina que tipos servidoresy marcas están disponibles en esa máquina.



- Servidor OPC-AD de Acceso de Datos- Servidor OPC E&A de Eventos y Alarmas.- Servidor OPC DH de Datos Históricos.

- OPC Common- OPC Batch- OPC DX- OPCXML



Sistema SCADA


Servidor OPC-AD de Acceso de Datos

Servidor OPC-AD de Acceso de DatosSe compone de varios objetos: 1.- Servidor2.- Grupo3.- Item.

Objeto servidor OPC, Su función es mantener la información sobre sí mismo y hacer las veces de un "Recipiente" unificando los datos en un Grupo.

Objeto Grupo OPC Su función es mantener la información y proporcionar un mecanismo para organizar lógicamente los Itemes. Los Grupos OPC proveen a los clientes OPC, quienes ejecutan aplicaciones, una forma de organizar sus datos. Un cliente OPC puede configurar la tasa de trasferencias de servicio de su servidor OPC, en cuanto a proporcionar los cambio de datos que se presenten.



Hay dos tipos de grupos: a) Público: Es compartido por múltiples clientes. Hay también interfaces optativas específicas para grupos públicos en plataforma Linux o Unix.

b) Local: Trabaja en torno a un cliente o grupo con prioridad. Dentro de cada Grupo el cliente puede definir uno o más Artículos de OPC.

Objeto ITEM OPC Los Itemes OPC representan conexiones a las fuentes de datos dentro del servidor. Un Item OPC, bajo la perspectiva de interface, no es accesible como un objeto por un Cliente OPC. Por consiguiente, ninguna interface externa se encuentra definida para un Item OPC. Todos acceden a los Items OPC vía Grupo OPC, objeto o ícono que “contiene” el (los) Item(es) OPC, o simplemente donde el ítem OPC se define.

Asociando, un Item es un valor, una condición y permanece o varía en el tiempo. El valor está en la forma de una variable, y la condición es similar a lo especificado por Fieldbus (Estándar de Buses de Campo).

Note que los Itemes no son las fuentes de los datos; ellos son sólo conexiones a ellos. Por ejemplo, los Tags (etiquetas) en un sistema DCS existen sin tener en cuenta si un cliente OPC está accediéndolos o no durante su funcionamiento. Los Itemes OPC deben pensarse simplemente como la dirección específica de los datos, no como la fuente física real de los datos que referencia la dirección.



Sistema SCADA


Servidor OPC- A&E Servicios de Alarmas y Eventos

Servidor OPC- A&E Estas interfaces proveen de mecanismos a los Clientes OPC, con los cuales pueden ser notificados de la ocurrencia de eventos y condiciones de alarmas especificas. Estas también proporcionan servicios que les permiten a los Clientes OPC determinar eventos y condiciones necesarias para alarmas, y para obtener su estado actua

a) Alarma: Es una condición anormal del sistema

b) Condición: Es un estado nombrado Evento en el Servidor OPC. Por ejemplo, la etiqueta FC101 puede tener las condiciones siguientes asociadas con ella:• HighAlarm, HighHighAlarm,• Normal, LowAlarm,• LowLowAlarm.c) Evento: Es una ocurrencia perceptible que es de importancia al Servidor OPC, de los dispositivos que representa o sus Clientes OPC. Un evento puede o no ser asociado con una condición. Por ejemplo, la transición de HighAlarm a condiciones normales es un evento. Sin embargo, una acción del operador permite cambiar la configuración del sistema, y los errores son ejemplos de eventos que no se relacionan a las condiciones específicas del sistema. Los Clientes de OPC pueden subscribirse al sistema para ser notificados de las ocurrencias de eventos específicos

Servidor OPC- A&E Un servidor OPC A&E genera: • La conexión de clientes• La subscripción de condiciones y subcondiciones• La notificación de alarmasLos servidores OPC Alarm&Event son necesarios para señalar• Alarmas sobre datos de sensores: temperatura, presión...• Alarmas sobre parámetros de control: stop, open, close• Actualizaciones sobre estado de la información o Estado de la conexión hardware• Otro tipo de eventos que no se ajustan dentro de servidores OPC DA

Sistema SCADA


Servidor OPCHDA de Acceso a Datos Historicos

Servidor OPCHDA Aunque OPC se diseñó en un principio para acceder datos a un servidor de Red, se vio que las interfaces OPC pueden ser usadas en muchas formas y lugares dentro de una aplicación.La arquitectura y el diseño de la especificación Historical Data Access Automation Interface Standard, de la Fundación OPC, hace posible que un Servidor OPC, permita activar una aplicación cliente y acceder a datos de muchos Servidores OPC u otros sistemas OPC, proporcionados por diferentes fabricantes. La cual se apoya en los lenguajes Visual C++ y Visual Basic. Ellos permiten que cualquier aplicación en control y automatización con OLE puedan acceder a Interfaces OPC, según las limitaciones de la aplicación respectiva.

Servidor OPCHDA Un cliente OPC conecta a un Servidor de Automatización OPC que se comunica a la fuente de datos subyacente (Por ejemplo un servidor OPC HDA) mediante interfaces funcionales OPC (OLE/COM).El servidor OPCHDA, proporciona una manera de acceder o de comunicarse a una fuente de datos históricos (Mediante lectura u/oescritura). Los tipos de fuentes disponible dependen de la función de trabajo del servidor. Junto con ello se permite que otros servidores mediante aplicaciones Browser puedan accesar a los datos.

Sistema SCADA


OPC Common

OPC Common

• Como su nombre indica es la especificación común a todos los servidores y clientes que implementen OPC en cualquiera de las especificaciones.

• Define tres funciones que deben ser implementadas siempre:Desconexión de los clientes a petición de los servidores. Esta función es implementada a través de la interfaz IOPCShutdown.

Registro de servidores dentro del sistema.

Capacidad de dar a conocer a las aplicaciones clientes los servidores instalados en una maquina. Esto se lleva a cabo gracias a la interfaz IOPCServerList.

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OPC DX

OPC DX.La especificación OPC DX (Data Exchange) regula las comunicaciones servidor a servidor a través de redes de comunicación Ethernet. Esta especificación permite servicios de gestión y configuración remotos. Se trata de extensiones del estándar OPC Data Access.

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OPC XML

OPC XMLLa Fundación OPC ha desarrollando la especificación OPC XML cuyo objetivo es desarrollar flexible y consistentes regulaciones para hacer disponible datos tecnológicos vía OPC usando XML (Extensible Markup Language) en la Internet/Intranet. Las carácterísticas de XML permiten escritura muy fácil de cualquier tipo de estructura de datos y al mismo tiempo, una transmisión vía Internet de archivos con formato XML, justo igual que con el formato HTML.

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Seguridad


SeguridadTres niveles:Seguridad InválidaSeguridad DCOM el cliente Seguridad OPC control de acceso por fabricante de SO


OPC CaracteírsticasCon OPC, la integración de sistemas en un entorno heterogéneo se tornará simple.

USO• Permite crear objetos, que son piezas de código

reutilizables para facilitar la implantación y mantenimiento de las aplicaciones.

• Permite crear objetos entre diferentes aplicaciones de modo que puedan interoperar y comunicarse a través de una red.

• Diseñado principalmente para acceder a datos de un servidor en red.

• De nivel más bajo pueden permite coger datos de equipos sensores y enviar y llevarlo a SCADA o DCS o de un servidor SCADA o DCS a una aplicación.


USO



Interconectibidad

•Para múltiples aplicaciones corriendo bajo un ambiente operativo Windows, en una misma estación de supervisión, se debe utilizar OPC (OLE para Control de Procesos).

•Cuando una aplicación no soporte OPC, debe emplearse el Intercambio Dinámico de Datos (DDE) para lograr la transferencia de datos de una aplicación a otra.

•Dichas aplicaciones deben de soportar Interconectividad de Bases de Datos Abierta (ODBC).

•Independientemente del sistema operativo, cuando se requiera transferir datos entre aplicaciones residentes en distintos servidores o estaciones de supervisión, debe emplearse el estándar OPC (cliente, servidor o ambos, según sea requerido)


OLE (Object Linking & Embedding)

•En el mundo de los objetos vinculados e insertados, un objeto es cualquier cosa que un usuario pueda manipular con una aplicación Windows.

•Los programas que acompañan a los sistemas operativos Windows son un buen ejemplo de aplicaciones que manipulan objetos OLE; por ejemplo, el programa PaintBrush maneja objetos que son mapas de bits y la Grabadora de Sonidos objetos de sonido.

•Aunque distintos, las aplicaciones OLE utilizan métodos similares para ambos tipos de objeto.


OLE (Object Linking & Embedding)

•Vincular e insertar son los dos métodos con los que los usuarios manejan los objetos OLE.

•Los objetos pueden estar vinculados o insertados en el documento de una aplicación cliente OLE.

•Un objeto insertado es una parte física del documento.

•Uno vinculado está separado de aquel.

•Una aplicación cliente puede editar uno de estos objetos llamando a la aplicación servidora OLE como si fuera un editor.


DDE (Dynamic Data Exchange)•En Windows cualquier aplicación cliente puede comunicarse con cualquier servidor, usando el protocolo DDE.

•La transferencia dinámica de datos (DDE ) es la técnica de comunicación que utilizan los programas.

•La comunicación entre procedimientos es el paso de información a través de una memoria común siguiendo las reglas de un protocolo que lo sincroniza.

•También intervienen en el proceso el portapapeles (clipboard), las bibliotecas para vínculos dinámicos (DLL) y los objetos vinculados e insertados (OLE).


DDE (Dynamic Data Exchange)•EI portapapeles es el conjunto de funciones que se apoyan en la memoria global para transferir datos entre aplicaciones. •No hay que confundir esta memoria global con la utilizada por el programa Portapapeles (CLIPBRD.EXE), aplicación que visualiza los datos depositados en la memoria global. •La tarea básica del portapapeles es la transferencia de datos entre aplicaciones. •Una DLL es un módulo que contiene código, datos y recursos de Windows al que pueden acceder concurrentemente varios programas. •De forma que aunque varios pueden compartir la misma instancia de una DLL, solamente puede existir simultáneamente una instancia de la misma DLL. •Una aplicación y una DLL acceden a un bloque de memoria global para compartir los datos.


DDE (Dynamic Data Exchange)

•El proceso comienza cuando la aplicación llama a una de las funciones de la DLL, momento en que ésta reserva el bloque de memoria global que ambas utilizarán durante la transferencia. •Cuando la aplicación que llamó termina, comunica el hecho a la DLL para que lo desasigne. La reserva de memoria global dura pues, lo que la aplicación que llamó a la DLL. Es por esto por lo que dos aplicaciones no pueden acceder al mismo bloque de memoria global que reservó una DLL. •Las aplicaciones DDE utilizan un sistema de identificación que tiene una estructura de árbol. El nombre de aplicación es el nivel más alto de la jerarquía y define a la aplicación servidor. Cada nombre de aplicación controla uno o varios temas, identificados por sus nombres de tema (topic name), nombres que también se refieren a la aplicación servidor que, a su vez, tienen uno o más nombres de identificador (item name), con los detalles de cada tema.

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VENTAJAS OPC

•Los fabricantes de hardware tienen que hacer solamente un conjunto de componentes de software para que los clientes los utilicen en sus aplicaciones.

•Los desarrolladores de software no tienen que reescribir drivers debido a cambios en características o adiciones en un hardware.

•Los clientes tendrán más opciones con las cuales puedan desarrollar diversos sistemas de aplicación a nivel industrial.

Ventajas:

• Esto permitirá que múltiples dispositivos que hablan diferentes protocolos, puedan compartir el mismo puerto de comunicación del maestro de SCADA, eliminando así la necesidad de tener un puerto para cada protocolo.

• Debido a la gran cantidad de drivers actuales, la disponibilidad de servidores OPC no será inmediata.

• El desarrollo de arquitectura de software basadas en objetos y de drivers basados en OPC en los paquetes SCADA, se espera que tengan un gran impacto en los costos.

• Toda actualización o incorporación de drivers será fácil y se ampliara el ciclo de vida de los paquetes SCADA.



Requerimientos de funcionalidad de acceso

•OPC es soportado completamente por VC++, Visual Basic y Delphi.

•Cualquier cliente con interfaz OLE con ciertas limitaciones.

•No soporta el uso con VBScript o JavaScript.

•La especificación OPC requiere como Sistema Operativo Windows 95/98 (con DCOM), Windows NT 4.0 o Superior. En todos los casos es recomendable instalar la última versión de Services Pack correspondiente.


Funcionamiento OPC

•Un cliente OPC puede conectarse a servidores OPC, de uno o varios vendedores.

•Se puede construir un cliente con una interfase personalizada, para lo cual se puede usar un lenguaje de alto nivel como Visual C++, pero los clientes más comunes se construyen bajo una interfase automatizada que puede ser desarrollada en lenguajes como Visual Basic 6.0, Delphi y recientemente .NET gracias a COM-Interop. La Figura 5 representa el funcionamiento del OPC con las interfaces personalizada y automatizada.


Funcionamiento OPC


Funcionamiento OPC

Modelo de objetos de la especificación OPC• OPCServer. Es una instancia de un servidor OPC. Se debe crear un objeto OPCServer

antes de poder referenciar los otros objetos. Este contiene la colección OPCGroups y el objeto OPCBrowser.

• OPCGroups. Es una colección de los objetos OPCGroup que el cliente ha creado.

• OPCGroup. El propósito de este objeto es mantener la información de estado y proveer el mecanismo para ofrecer los servicios de adquisición de datos por la colección de objetos OPCItem.

• OPCItems. Es una colección que contiene todos los objetos OPCItem que el cliente ha creado.

• OPCIterm. Es un objeto que mantiene la definición de los items, sus valores, estados y datos de la última actualización.

• OPCBrowser. Es un objeto que permite buscar nombres de items en un servidor configurado


Funcionamiento OPC

Modelo de objetos de la especificación OPC


Funcionamiento OPC

Modelo de objetos de la especificación OPC•Un servidor de acceso a datos OPC está formado por varios objetos: el servidor, el grupo y el elemento. “El servidor de objetos OPC ofrece información sobre el servidor y sirve como un contenedor de grupos de objetos OPC. •El grupo de objetos OPC mantiene información acerca de sí mismo y proporciona los mecanismos para contener y organizar lógicamente los elementos OPC”; los grupos OPC proporcionan una forma para organizar los datos de los clientes, por ejemplo, el grupo podría representar los elementos en un pantalla particular del operador o a través de un informe; los datos pueden ser leídos y escritos, y las conexiones basadas en excepciones, pueden ser creadas entre el cliente y los elementos en el grupo y pueden ser activadas y desactivadas según sea necesario; un cliente OPC puede configurar que porcentaje de los datos deben ser cambiados antes de la actualización.


Funcionamiento OPC

Características Específicas objetos •Hay dos tipos de grupos, públicos y locales (o privados); los públicos se realizan para ser compartidos entre varios clientes, mientras que los locales son privados para el cliente en cuestión.

•Existen interfaces específicas opcionales para los grupos públicos; dentro de cada grupo, el cliente puede definir uno o más elementos OPC, la figura ilustra esta relación:


Funcionamiento OPC

Características Específicas objetos Relaciones entre grupos e Ítems


Funcionamiento OPC

Características Específicas objetos Relaciones entre grupos e Ítems

•Los elementos OPC representan conexiones a fuentes de datos dentro del servidor; un elemento OPC, no es accesible por el cliente como un objeto. De esta forma, no hay una interfaz externa definida para un elemento OPC; todos los accesos al elemento OPC se realizan a través del objeto grupo OPC que contiene el elemento OPC, o simplemente el grupo en el que el elemento ha sido definido.

•Asociado a cada elemento (ítem), existe: el valor (tag), calidad de la transacción y el valor de tiempo en que se actualizo el elemento. “Los elementos no son las fuentes de datos, sólo son conexiones a ellas; el elemento OPC debe ser entendido como la dirección de los datos, no como la fuente física actual de los datos a los que la dirección referencia”, puesto que la fuente real de los datos es el dispositivo controlador, regularmente un PLC.

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Almacenamiento de datos

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Seguridades de Software

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Procesos a los que se aplica

Sistema SCADA

Sistemas de acceso maestro-esclavo

Sistema SCADA

Tiempos de adquisición de datos

Sistema SCADA


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DISEÑO DE HMIPARA SISTEMAS SCADA USANDO

INTOUCH

Definición de Tagname- Corazón de INTOUCH- Una etiqueta o tag, representa un elemento de datos en una aplicación HMI

InTouch.- Utiliza las etiquetas para que las propiedades específicas de los componentes- accesibles como elementos de datos de un entorno de fabricación.- Dentro de un HMI, la etiqueta indica si el PumpState bomba está encendida

o apagada.

Directorio de Tagname

Definición de Tagname


Definición de Tagname


Se empieza por la creación de una aplicación InTouch. Usted define las etiquetaspara la aplicación utilizando la Tagname Dictionary, que es una herramienta de WindowMaker. Se asigna el nombre y el tipo de etiqueta con el Tagname Dictionary. Para algunos tipos de etiquetas, usted tiene otras opciones en el Diccionario Tagname para especificar propiedades adicionales de etiquetas. Como por ejemplo:- Si son de tipo de I / O- Conexión a una fuente de datos remota.Cuando WindowViewer inicia una aplicación, lee las etiquetas desde el almacenamiento de tag’s.Las aplicaciónes de InTouch se comunican con las etiquetas colocadas en memoria en tiempo de ejecución usando links de animación o scripts.

Definición de TagnameTipos de etiquetas o tag`s en INTOUCHCuando se define una tag se especifica de que tipo es este, por ejemplo par mostrar las RPM, se requiere de una variable tipo entera. En el Diccionario Tagname, se usa el cuadro de diálogo Tipos de Tag para asignar el tipo de variable a cualquier etiqueta que ha creado.



No tiene que empezar desde cero.

Si necesita ayuda con un informe de estado o precisa ideas para un álbum de fotos, no busque en otro lugar.


Ediciones simultáneas en un solo documento. Ya no tiene que esperar su turno ni administrar varias versiones.

Lo importante es el trabajo en grupo y la co-autoría le ayudará a conseguirlo.

Colaboración

No solo importan los elementos visuales, sino reforzar

SU MENSAJE.


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