UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO IMPLEMENTACIÓN DE INTERFAZ SCADA EN EQUIPOS DE BOMBEO SAMSA INGENIERO EN TECNOLOGÍAS DE AUTOMATIZACIÓN

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1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO Nombre del proyecto: IMPLEMENTACIÓN DE INTERFAZ SCADA EN EQUIPOS DE BOMBEO Empresa: SAMSA Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de: INGENIERO EN TECNOLOGÍAS DE AUTOMATIZACIÓN Presenta: Misael Obed Carrizales Loya Asesor de la UTEQ Ing. MANUEL MELENDEZ ROMERO Asesor de la Organización Ing. ÁLVARO NIETO MUREDDU Santiago de Querétaro, Qro. Abril del 2014

2 RESUMEN El objetivo del presente proyecto fue el de abordar una de las áreas de oportunidad de desarrollo de la empresa SAMSA S.A. de C.V., la cual en este caso fue el desarrollo e implementación de una nueva interfaz de control SCADA para los distintos equipos de bombeo que la empresa fabrica. Esto se logró al analizar detenidamente las necesidades de la empresa y tomando como base un cliente OPC desarrollado previamente por ellos en Visual Basic, se desarrolló un nuevo sistema de control SCADA en Labview que se comunicase con su cliente OPC y pudiese supervisar, controlar y administrar las variables de operación del programa de control generando también reportes del estado de las variables. Como resultado se logró la implementación de dicho programa de control de un modo flexible el cual le permite adaptarse a los diferentes equipos que fabrica la compañía convirtiéndolo en un nuevo estándar en la empresa. 2

3 SUMMARY During my internship in SAMSA, I had to do some activities around this project in order to develop it until the end. First, the study of their previous project was carried out and since it was recently done for them that decreased the amount of information to research on other media but only my boss and the project. So I had to do my entire research in SAMSA and then a plan was proposed so they could improve their current project and moved it to a new platform more industrialized. It was hard to develop the new interface all by myself trying to keep the screens of the last one but adding some improves which could be useful and flexible for all the equips that the company develops. Misael Obed Carrizales Loya 3

4 AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer primeramente a Dios, quien me ha permitido llegar hasta donde he llegado, con el todo es posible. También quiero agradecer a mis padres, que siempre me han motivado y apoyado a alcanzar todas mis metas, y no solo las académicas, ellos que nunca perdieron la fe en mí y siempre me motivan a seguir adelante, esto es por ustedes. A mis hermanos que siempre me incitaron a seguir avanzando y a nunca dejar que mis tropiezos me detengan. Igual a las personas que me ofrecieron su apoyo sin esperar nada a cambio: mis maestros y amigos, los maestros que pusieron su empeño y nos dieron nuevas enseñanzas a diario, siempre con la intensión de que nos superaramos y creciéramos como individuos. A todos ellos, muchas gracias. 4

5 INDICE Página RESUMEN... 2 SUMARY. 3 AGRADECIMIENTOS... 4 INDICE. 5 I. INTRODUCCIÓN 7 II. ANTECEDENTES.. 8 III. JUSTIFICACIÓN 9 IV. OBJETIVOS 10 V. ALCANCE VI. ANÁLISIS DE RIESGOS.. 13 VII. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA. 15 VIII. PLAN DE ACTIVIDADES. 33 5

6 IX. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS 37 X. DESARROLLO DEL PROYECTO.. 38 XI. RESULTADOS OBTENIDOS.. 47 XII. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES 54 XIII. BIBLIOGRAFIA 6

7 I.- INTRODUCCIÓN Para el desarrollo del presente proyecto, una interfaz de control SCADA, se requirió de realizar una amplia investigación sobre el proyecto anterior de la empresa, pues este permanecerá como cliente OPC y será el enlace de comunicación con el mío. Lo más importante fue la comunicación, pues sin ella no se habrían podido adquirir y modificar las variables de control del proceso. Para realizar dicha comunicación se emplearon archivos.txt como medio de enlace de los programas, empleándolos así para la lectura y escritura de datos. Al final también se muestra en los resultados el cómo se desarrolló la interfaz de control SCADA 7

8 II.- Antecedentes El presente proyecto será desarrollado en la empresa SAMSA siendo asignado al departamento de Ingeniería debido a la necesidad que existe de implementar una nueva interfaz de control SCADA teniendo actualmente a en el área de monitoreo y control al software M.A.R.I. M.A.R.I. es el nuevo sistema de monitoreo remoto desarrollado por SAMSA con el objetivo de brindar un mejor servicio. Monitoreo y Accionamiento Remoto vía Internet, como su nombre lo indica, M.A.R.I. es un sistema de monitoreo remoto desarrollado por SAMSA en el entorno de programación de Visual Basic. Fue desarrollado desde cero y basándose en las necesidades de la industria para así lograr la completa satisfacción del cliente, este sistema está desarrollado especialmente para los equipos de SAMSA y es el encargado de mantener el monitoreo de sus sistema en tiempo real, así se puede verificar el sistema implementado M.A.R.I. desde una PC, además de generar reportes del comportamiento del sistema y avisar de movimientos realizados físicamente en los sistemas con un correo electrónico. 8

9 III.- Justificación En base al actual mundo competitivo empresarial y al constante incremento de la eficiencia en los procesos industriales de las diversas compañías, se vuelve necesario el poder ofrecer una plataforma para los sistemas de control aún más robusta y de uso extendido, esto para obtener un nivel más competitivo ante las demás empresas y ampliar las opciones en cuanto a la interfaz de control se refiere adaptándose a las necesidades de las empresas así como a sus normas de control y operación. No es factible para SAMSA el estar rezagada en el campo industrial al enfocarse en una sola plataforma lo cual se puede solucionar al emplear una nueva plataforma de un uso más extendido a nivel industrial. 9

10 IV.- Objetivos Dado lo anterior, se creara una interfaz M.A.R.I. OPC para que sirva como un medio de comunicación entre la nueva interfaz SCADA de Labview y el plc Crear una nueva versión de M.A.R.I. OPC. Comunicar a Labview con M.A.R.I. OPC. Comunica a M.A.R.I. OPC con el plc. La creación de una interfaz de control SCADA en Labview para equipos de bombeo. El manejo de 168 datos en la comunicación entre M.A.R.I. OPC y el plc. El manejo de 168 datos en la comunicación entre M.A.R.I. OPC y Labview. Enviar correos de notificación acerca del estado del equipo. La implementación de un control de acceso mediante usuarios con diferentes niveles jerárquicos. La posibilidad de cambiar el tipo de unidades para las variables de presión y gasto. 10

11 El control de encendido remoto mediante la interfaz de control SCADA. Crear un apartado donde se muestre el monitoreo de las variables de control. Crear un apartado donde se muestre el monitoreo visual del estado de las bombas. Crear un apartado para para la adquisición de datos para así modificar las variables de control. Mostrar de manera gráfica el estado de las variables de control. Generar reportes de las variables de control y el estado del equipo. Generar un apartado para poder pasar el equipo a modo manual en caso de ser necesario. 11

12 V.- Alcances Dados los objetivos anteriormente mencionados, se planea desarrollar el proyecto implementando la comunicación con el plc, también el mismo ha de ser capaz de comunicarse vía internet para enviar correos y generar reportes. Otro parte importante que se desarrollara será el control y la adquisición de los datos de las variables de del proceso para así ejecutar automáticamente acciones de control sobre el mismo. 12

13 VI.- Análisis de riesgos Amenaza Magnitud de daño Probabilidad de amenaza Contramedidas Sobrecarga de actividades Alta Media Buscar subsidiarios o patrocinadores Mala planificación Alta Media Volver a planificar Falta de tiempo Alta Media Extender los recursos Incapacidad medica Alta Baja Solicitar apoyo de personal Material de mala calidad Media Baja Cambio de proveedor Diferencias de horario respecto al are de desarrollo Media Media Cambio de horario de trabajo 13

14 Amenaza Magnitud de daño Probabilidad de amenaza Contramedidas Falta de personal Media Media Entrevistar nuevo personal Falta de transporte Media Baja Pagar uno Operación inadecuada del equipo Media Baja Capacitación a usuario Entorno ambiental hostil Media Baja Cambio de área o control de la misma Falta de PC Baja Baja Conseguir una prestada Falta de área laboral Baja Baja Conseguir una prestada Falta de información Baja Baja Extender entorno de búsqueda 14

15 VII.- Fundamentación teórica SCADA SCADA, acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition (Supervisión,Control y Adquisición de Datos) es un software para ordenadores que permite controlar y supervisar procesos industriales a distancia. Facilita retroalimentación en tiempo real con los dispositivos de campo (sensores y actuadores), y controla el proceso automáticamente. Provee de toda la información que se genera en el proceso productivo (supervisión, control calidad, control de producción, almacenamiento de datos, etc.) y permite su gestión e intervención. Lazo abierto y cerrado Existen dos tipos de sistemas principalmente: los de lazo abierto o no realimentados y los de lazo cerrado o realimentados. Los sistemas de lazo cerrado funcionan de tal manera que hacen que la salida vuelva al principio para que se analice la diferencia con un valor de referencia y en una segunda opción la salida se vaya ajustando, así hasta que el error sea 0. Cualquier sistema que tenga como objeto controlar una cantidad como por ejemplo 15

16 temperatura, velocidad, presión, caudal, fuerza, posición, etc. son normalmente de lazo cerrado. Los sistemas de lazo abierto no se comparan a la variable controlada con una entrada de referencia. Cada ajuste de entrada determina una posición de funcionamiento fijo en los elementos de control (por ejemplo con temporizadores). Es así que, la realimentación es un mecanismo o proceso cuya señal se mueve dentro de un sistema y vuelve al principio de éste como en un bucle, que se llama "bucle de realimentación". En un sistema de control (que tiene entradas y salidas), parte de la señal de salida vuelve de nuevo al sistema como parte de su entrada; a esto se le llama "realimentación" o retroalimentación. La realimentación comprende todas aquellas soluciones de aplicación que hacen referencia a la captura de información de un proceso o planta, no necesariamente industrial, para que, con esta información, sea posible realizar una serie de análisis o estudios con los que se pueden obtener valiosos indicadores que permitan una retroalimentación sobre un operador o sobre el propio proceso, tales como: Indicadores sin retroalimentación inherente (no afectan al proceso, sólo al operador): o o Estado actual del proceso. Valores instantáneos; Desviación o deriva del proceso. Evolución histórica y acumulada; 16

17 Indicadores con retroalimentación inherente (afectan al proceso, después al operador): o o o Generación de alarmas; HMI Human Machine Interface (Interfaces hombre-máquina); Toma de decisiones: Mediante operatoria humana; Automática (mediante la utilización de sistemas basados en el conocimiento o sistemas expertos). Fig 1.- esquema de sistemas de control de lazo cerrado y abierto 17

18 Esquema de un sistema típico Fig. 2.- esquema de un sistema SCADA Este esquema es un ejemplo de la aplicación del sistema SCADA en áreas industriales. Estas áreas pueden ser: Monitorizar procesos químicos, físicos o de transporte en sistemas de suministro de agua, para controlar la generación y distribución de energía eléctrica, de gas o en oleoductos y otros procesos de distribución. 18

19 Gestión de la producción (facilita la programación de la fabricación). Mantenimiento (proporciona magnitudes de interés tales para evaluar y determinar modos de fallo, MTBF, índices de Fiabilidad, entre otros). Control de Calidad (proporciona de manera automatizada los datos necesarios para calcular índices de estabilidad de la producción CP y CPk, tolerancias, índice de piezas NOK/OK, etc. Administración (actualmente pueden enlazarse estos datos del SCADA con un servidor ERP (Enterprise Resource Planning o sistema de planificación de recursos empresariales), e integrarse como un módulo más). Tratamiento histórico de información (mediante su incorporación en bases de datos). Definiciones del Sistema Supervisión: acto de observar el trabajo o tareas de otro (individuo o máquina) que puede no conocer el tema en profundidad, supervisar no significa el control sobre el otro, sino el guiarlo en un contexto de trabajo, profesional o personal, es decir con fines correctivos y/o de modificación. 19

20 Automática: ciencia tecnológica que busca la incorporación de elementos de ejecución autónoma que emulan el comportamiento humano o incluso superior. Principales familias: autómatas, robots, controles de movimiento, adquisición de datos, visión artificial, etc. PLC: Programmable Logic Controller, Controlador Lógico Programable. PAC: Programmable Automation Controller, Controlador de Automatización Programable. Un sistema SCADA incluye un hardware de señal de entrada y salida, controladores, interfaz hombre-máquina (HMI), redes, comunicaciones, base de datos y software. El término SCADA usualmente se refiere a un sistema central que monitoriza y controla un sitio completo o una parte de un sitio que nos interesa controlar (el control puede ser sobre máquinas en general, depósitos, bombas, etc.) o finalmente un sistema que se extiende sobre una gran distancia (kilómetros / millas). La mayor parte del control del sitio es en realidad realizada automáticamente por una Unidad Terminal Remota (UTR), por un Controlador Lógico Programable (PLC) y más actualmente por un Controlador de Automatización Programable (PAC). Las funciones de control del servidor están casi siempre restringidas a reajustes básicos del sitio o capacidades de nivel de 20

21 supervisión. Por ejemplo un PLC puede controlar el flujo de agua fría a través de un proceso, pero un sistema SCADA puede permitirle a un operador cambiar el punto de consigna (set point) de control para el flujo, y permitirá grabar y mostrar cualquier condición de alarma como la pérdida de un flujo o una alta temperatura. La realimentación del lazo de control es cerrada a través del RTU o el PLC; el sistema SCADA monitoriza el desempeño general de dicho lazo. El sistema SCADA también puede mostrar gráficas con históricos, tablas con alarmas y eventos, permisos y accesos de los usuarios... Necesidades de la supervisión de procesos: Limitaciones de la visualización de los sistemas de adquisición y control. Control software. Cierre de lazo del control. Recoger, almacenar y visualizar la información. Fig. 3.- Diversos modelos de PLC 21

22 Interfaz humano-máquina Una interfaz Hombre - Máquina o HMI ("Human Machine Interface") es el aparato que presenta los datos a un operador (humano) y a través del cual éste controla el proceso. Los sistemas HMI podemos pensarlos como una "ventana de un proceso". Esta ventana puede estar en dispositivos especiales como paneles de operador o en un ordenador. Los sistemas HMI en ordenadores se los conoce también como software (o aplicación) HMI o de monitorización y control de supervisión. Las señales del proceso son conducidas al HMI por medio de dispositivos como tarjetas de entrada/salida en el ordenador, PLC's (Controladores lógicos programables), PACs (Controlador de automatización programable ), RTU (Unidades remotas de I/O) o DRIVER's (Variadores de velocidad de motores). Todos estos dispositivos deben tener una comunicación que entienda el HMI. La industria de HMI nació esencialmente de la necesidad de estandarizar la manera de monitorizar y de controlar múltiples sistemas remotos, PLCs y otros mecanismos de control. Aunque un PLC realiza automáticamente un control pre-programado sobre un proceso, normalmente se distribuyen a lo largo de 22

23 toda la planta, haciendo difícil recoger los datos de manera manual, los sistemas SCADA lo hacen de manera automática. Históricamente los PLC no tienen una manera estándar de presentar la información al operador. La obtención de los datos por el sistema SCADA parte desde el PLC o desde otros controladores y se realiza por medio de algún tipo de red, posteriormente esta información es combinada y formateada. 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 un cronograma de procedimientos de mantenimiento, información logística, esquemas detallados para un sensor o máquina en particular, incluso sistemas expertos con guía de resolución de problemas. Desde cerca de 1998, virtualmente todos los productores principales de PLC ofrecen integración con sistemas HMI/SCADA, muchos de ellos usan protocolos de comunicaciones abiertos y no propietarios. Numerosos paquetes de HMI/SCADA de terceros ofrecen compatibilidad incorporada con la mayoría de PLCs. SCADA es popular debido a esta compatibilidad y seguridad. Ésta se usa desde aplicaciones a pequeñas escalas, como controladores de temperatura en un espacio, hasta aplicaciones muy grandes como el control de plantas nucleares. 23

24 Fig. 4.- Interfaz HMI de siemens Soluciones de Hardware La solución de SCADA a menudo tiene componentes de sistemas de control distribuido, DCS (Distribuited Control System). El uso de RTUs o PLCs o últimamente PACs sin involucrar computadoras maestras está aumentando, los cuales son autónomos ejecutando procesos de lógica simple. Frecuentemente se usa un lenguaje de programación funcional para crear programas que corran en estos RTUs y PLCs, siempre siguiendo los estándares de la norma IEC 24

25 La complejidad y la naturaleza de este tipo de programación hace que los programadores necesiten cierta especialización y conocimiento sobre los actuadores que van a programar. Aunque la programación de estos elementos es ligeramente distinta a la programación tradicional, también se usan lenguajes que establecen procedimientos, como pueden ser FORTRAN, C o Ada95. Esto les permite a los ingenieros de sistemas SCADA implementar programas para ser ejecutados en RTUs o un PLCs. Componentes del sistema Los tres componentes de un sistema SCADA son: 1. Múltiples Unidades de Terminal Remota (también conocida como UTR, RTU o Estaciones Externas). 2. Estación Maestra y Computador con HMI. 3. Infraestructura de Comunicación. Unidad de Terminal Remota (RTU) La RTU se conecta al equipo físicamente y lee los datos de estado como los estados abierto/cerrado desde una válvula o un interruptor, lee las medidas 25

26 como presión, flujo, voltaje o corriente. Por el equipo el RTU puede enviar señales que pueden controlarlo: abrirlo, cerrarlo, intercambiar la válvula o configurar la velocidad de la bomba, ponerla en marcha, pararla. La RTU puede leer el estado de los datos digitales o medidas de datos analógicos y envía comandos digitales de salida o puntos de ajuste analógicos. Una de las partes más importantes de la implementación de SCADA son las alarmas. Una alarma es un punto de estado digital que tiene cada valor NORMAL o ALARMA. La alarma se puede crear en cada paso que los requerimientos lo necesiten. Un ejemplo de un alarma es la luz de "tanque de combustible vacío"del automóvil. El operador de SCADA pone atención a la parte del sistema que lo requiera, por la alarma. Pueden enviarse por correo electrónico o mensajes de texto con la activación de una alarma, alertando al administrador o incluso al operador de SCADA. Estación Maestra El término "Estación Maestra" se refiere a los servidores y al 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 26

27 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, y sitios de recuperación de desastres. El sistema SCADA usualmente presenta la información al personal operativo de manera gráfica, en forma de un diagrama de representación. Esto significa que el operador puede ver un esquema que representa la planta que está siendo controlada. Por ejemplo un dibujo de una bomba conectada a la tubería puede mostrar al operador cuanto fluido está siendo bombeado desde la bomba a través de la tubería en un momento dado o bien el nivel de líquido de un tanque o si la válvula está abierta o cerrada. Los diagramas de representación puede consistir en gráficos de líneas y símbolos esquemáticos para representar los elementos del proceso, o pueden consistir en fotografías digitales de los equipos sobre los cuales se animan las secuencias. Los bloques software de un SCADA (módulos), permiten actividades de adquisición, supervisión y control. Características Configuración: permite definir el entorno de trabajo del SCADA, adaptándolo a la aplicación particular que se desea desarrollar. Interfaz gráfica del operador: proporciona al operador las funciones de control y supervisión de la planta. El proceso se representa mediante 27

28 sinópticos gráficos almacenados en el ordenador de proceso y generados desde el editor incorporado en el SCADA o importados desde otra aplicación durante la configuración del paquete. Módulo de proceso: ejecuta las acciones de mando preprogramadas a partir de los valores actuales de variables leídas. Gestión y archivo de datos: almacenamiento y procesado ordenado de datos, de forma que otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos. Comunicaciones: transferencia de información entre la planta y la arquitectura hardware que soporta el SCADA, y también entre ésta y el resto de elementos informáticos de gestión. El paquete HMI para el sistema SCADA típicamente incluye un programa de dibujo con el cual los operadores o el personal de mantenimiento del sistema pueden cambiar la apariencia de la interfaz. Estas representaciones pueden ser tan simples como unas luces de tráfico en pantalla, las cuales representan el estado actual de un campo en el tráfico actual, o tan complejas como una pantalla de multiproyector representando posiciones de todos los elevadores en un rascacielos o todos los trenes de una vía férrea. Plataformas abiertas como GNU/Linux que no eran ampliamente usados inicialmente, se usan debido al ambiente de desarrollo altamente dinámico y porque un cliente que tiene la capacidad de acomodarse en el campo del hardware y mecanismos a ser controlados que usualmente se venden UNIX o con licencias OpenVMS. Hoy 28

29 todos los grandes sistemas son usados en los servidores de la estación maestra así como en las estaciones de trabajo HMI. Fig. 5.- Interfaz de un sistema de control SCADA Filosofía Operacional En vez de confiar en la intervención del operador o en la automatización de la estación maestra los RTU pueden ahora ser requeridos para operar ellos 29

30 mismos, realizando su propio control sobre todo por temas de seguridad. El software de la estación maestra requiere hacer más análisis de datos antes de ser presentados a los operadores, incluyendo análisis históricos y análisis asociados con los requerimientos de la industria particular. Los requerimientos de seguridad están siendo aplicados en los sistemas como un todo e incluso el software de la estación maestra debe implementar los estándares más fuertes de seguridad en ciertos mercados. Para algunas instalaciones, los costos que pueden derivar de los fallos de un sistema de control es extremadamente alto, es posible incluso haya riesgo de herir las personas. El hardware del sistema SCADA es generalmente lo suficientemente robusto para resistir condiciones de temperatura, humedad, vibración y voltajes extremos pero en estas instalaciones es común aumentar la fiabilidad mediante hardware redundante y varios canales de comunicación. Una parte que falla puede ser fácilmente identificada y su funcionalidad puede ser automáticamente desarrollada por un hardware de backup. Una parte que falle puede ser reemplazada sin interrumpir el proceso. La confianza en cada sistema puede ser calculado estadísticamente y este estado es el significado de tiempo medio entre fallos, el cual es una variable que acumula tiempos entre fallas. El resultado calculado significa que el tiempo medio entre fallos de sistemas de alta fiabilidad puede ser de siglos. 30

31 Infraestructura y Métodos de Comunicación Los sistemas SCADA tienen tradicionalmente una combinación de radios y señales directas seriales o conexiones de módem para conocer los requerimientos de comunicaciones, incluso Ethernet e IP sobre SONET (fibra óptica) es también frecuentemente usada en sitios muy grandes como ferrocarriles y estaciones de energía eléctrica. Es más, los métodos de conexión entre sistemas puede incluso que sea a través de comunicación wireless (por ejemplo si queremos enviar la señal a una PDA, a un teléfono móvil,...) y así no tener que emplear cables. Para que la instalación de un SCADA sea perfectamente aprovechada, debe de cumplir varios objetivos: 1. Deben ser sistemas de arquitectura abierta (capaces de adaptarse según las necesidades de la empresa). 2. Deben comunicarse con facilidad al usuario con el equipo de planta y resto de la empresa (redes locales y de gestión). 3. Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware. También tienen que ser de utilización fácil. 31

32 Fig.6.- Estructura de comunicación de un sistema de control SCADA 32

33 VIII.- Plan de actividades # Nombre de tarea Duración Comienzo Fin Predecesoras IMPLEMENTACIÓN DE INTERFAZ 1 SCADA EN EQUIPOS DE BOMBEO 65 días mar 07/01/14 lun 07/04/14 2 INVESTIGACIÓN 9 días mar 07/01/14 vie 17/01/14 3 Definición de objetivos del proyecto 1 día mar 07/01/14 mar 07/01/14 4 Investigación sobre SCADA 2 días mié 08/01/14 jue 09/01/ Investigación de antecedentes definición del alcance del proyecto 3 días vie 10/01/14 mar 14/01/ días mié 15/01/14 vie 17/01/ PLANEACIÓN 4 días lun 20/01/14 jue 23/01/14 8 Identificar actividades 2 días lun 20/01/14 mar 21/01/ Asignación de tiempos 2 días mié 22/01/14 jue 23/01/ DESARROLLO 47 días vie 24/01/14 lun 31/03/14 11 Comunicación entre labview y visual basic 4 días vie 24/01/14 mié 29/01/ Desarrollo de interfaz en 3 días jue 30/01/14 lun 03/02/

34 labview 13 Desarrollo de screen de conexión 4 días mar 04/02/14 vie 07/02/ Test de screen de conexión 2 días lun 10/02/14 mar 11/02/ Desarrollo de screen de monitoreo 4 días mié 12/02/14 lun 17/02/ Test de screen de monitoreo 2 días mar 18/02/14 mié 19/02/ Desarrollo de screen de monitoreo visual Test de screen de monitoreo visual Desarrollo de screen de configuración Test de screen de configuración Desarrollo de screen de graficas 4 días jue 20/02/14 mar 25/02/ días mié 26/02/14 jue 27/02/ días vie 28/02/14 mié 05/03/ días jue 06/03/14 vie 07/03/ días lun 10/03/14 jue 13/03/ Test de screen de graficas 2 días vie 14/03/14 lun 17/03/ Desarrollo de screen de reportes 4 días mar 18/03/14 vie 21/03/ Test de screen de reportes 2 días lun 24/03/14 mar 25/03/ Ajustes de interfaz 4 días mié 26/03/14 lun 31/03/

35 26 DOCUMENTACIÓN 4 días mar 01/04/14 vie 04/04/14 27 Desarrollo de reporte 4 días mar 01/04/14 vie 04/04/ CIERRE DE PROYECTO 1 día lun 07/04/14 lun 07/04/14 29 Entrega de interfaz SCADA 1 día lun 07/04/14 lun 07/04/

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37 IX.- Recursos materiales y humanos Tabla de costos de recursos materiales asignados al proyecto Partida Concepto Cantidad Costo Uni. Subtotal 1 Laptop sony vaio 1 pza Software Labview 1 pza Plc Siemens s pza Ing. en Automatización 4 meses Total

38 X.- Desarrollo del proyecto Para el desarrollo del presente proyecto, primero se invirtió tiempo en la investigación de la versión previa al mismo, de modo que pudiese entenderse de una manera satisfactoria el funcionamiento del mismo y así poder reproducir sus funciones trasladándolas al nuevo ambiente de programación de Labview. Dentro de esta etapa de investigación se identificaron las funciones y se reprodujeron en grupos seccionados mediante screens del programa. El segundo paso después de la investigación fue el de desarrollar e implementar la comunicación entre labview y visual basic, para ello, después de diversas pruebas, se logró implementar la comunicación entre dichos programas empleando como medio el programa de bloc de notas. Ya teniendo la comunicación entre estos software, se empezó a desarrollar la interfaz en labview, esto se hizo screen por screen, para así testear el correcto funcionamiento de cada una y en caso de que hubiese algún error, identificar de manera rápida en que sección del programa se encuentra y corregirla más fácilmente. 38

39 Asi pues se fueron desarrollando las screens de labview tomando como referencia las originales del anterior programa de M.A.R.I. SCREEN DE CONEXIÓN Esta screen se encarga de la comunicación entre el software de control y el plc, de ahí que en ella se introduzcan datos del plc tales como: dirección ip, rack, slot, puerto. Estos datos se emplean para direccionar correctamente la comunicación con el plc. En esta screen también se maneja el uso de usuarios para los niveles de control sobre el plc, así como un área de mensajes donde se informa del status y posibles problemas del proceso. También cuenta con la inclusión de un correo electrónico para así poder enviar a dicha cuenta los correos de notificación con el status del proceso. Junto a esta y a las demás screens se encuentra un apartado donde se puede seleccionar el tipo de unidades tanto para la presión de las bombas como para 39

40 su gasto. También está el control para el activado de las bombas y un indicador de las bombas conectadas. Fig. 7.- screen de conexión SCREEN DE MONITOREO Esta screen, como su nombre lo indica, es para el monitoreo de los valores del sistema, muestra valores como: el set point, presión, gasto, m 3 acumulados, 40

41 estado de las bombas, no. de arranques, fallas, velocidad de bombas, horas en operación y consumo de corriente. Fig. 8.- screen de monitoreo SCREEN DE MONITOREO VISUAL Esta screen muestra de un modo más amigable con el usuario el estado del sistema, si las bombas funcionan bien (esto lo hace por medio de colores en la bomba), numero de bombas (mostrando las bombas conectadas), así como los datos depresión, gasto, m 3 acumulados, corriente total y kw acumulados. 41

42 Fig. 9.- screen de monitoreo visual SCREEN DE CONFIGURACIÓN En esta screen es donde se ajustan los datos de control tales como: set point, tiempo en segundos para el simultaneo en on y off, y porcentaje de simultaneo para cada bomba. 42

43 Fig screen de configuración SCREEN DE GRAFICAS En esta screen se grafican una muestra de los datos que se están tomando cada segundo, asi se grafican la presión, el set point y la corriente durante un intervalo de 2 minutos. 43

44 Fig screen de graficas SCREEN DE REPORTES En este screen se ajusta el periodo de creación de reportes (c / 1, 8, 24 hrs), también se puede elegir el directorio donde se desea que se guarden dichos reportes (por default los guarda en mis documentos), o por último, se puede generar un reporte parcial. 44

45 Fig screen de reportes SCREEN DE VELOCIDAD FIJA En esta screen se cambia el control a modo manual, de este modo, se controla el porcentaje de la velocidad de las bombas y se controla que bombas se desea que operen. 45

46 Fig screen de velocidad fija 46

47 XI.- Resultados obtenidos Al finalizar este proyecto, se logró realizar la comunicación entre labview y visual basic, asi pues pudiendo comunicar a labview con el opc de visual basic, se desarrolló la comunicación con el plc, he aquí la screen de conexión que nos permite comunicarnos con el plc, también enviar mensajes de estado vía correos electrónicos. Fig screen de conexión 47

48 Después tenemos la screen de monitoreo, desde donde se puede observar el estado de todas las variables de control del proceso. Fig screen de monitoreo También tenemos la screen de monitoreo visual, donde se aprecia el funcionamiento del equipo asi como el estado de las variables mas iportantes del proceso, esto de un modo mas amigable al usuario. 48

49 Fig screen de monitoreo visual Después tenemos la screen de configuración, dondese pueden ajustar los valores de las variables de control a fin de modificar el proceso. 49

50 Fig screen de configuración Después tenemos la screen de gráficas, donde se muestran en tiempo real una gráfica de los valores de presión, set point, corriente y gasto. 50

51 Fig screen de graficas Después tenemos una screen para los reportes, dicha screen genera los reportes en un directorio por default, pero el usuario puede cambiar el destino de dichos reportes. 51

52 Fig screen de reportes Por ultimo, tenemos la screen de velocidad fija, donde se pasa al sistema a control manual y las bombas operan a una velocidad fija. 52

53 Fig screen de velocidad fija 53

54 XII.- CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES El desarrollo de un software de control SCADA me parece un elemento muy importante para una empresa que se dedica a la venta y servicio a sistemas de bombeo de agua, pues con esto, la empresa crece y genera sus propias herramientas, lo cual le permite superar a sus competidores al crear sistemas de control más optimizados y personalizados de acuerdo a las necesidades de cada cliente. Por último, como recomendación, dejo la propuesta para implementar un servicio el cual permita subir los reportes a algún servicio de almacenamiento online de modo que además de poder ver el estado actual del sistema sin estar presentes, también se pueda accesar al historial del mismo. 54

55 XIII.- BIBLIOGRAFÍA Directorio de ayuda para software de National Instruments. (s.f.). Recuperado el 14 de Abril de 2014, de National Instruments: Comunidad de National Instruments. (s.f.). Recuperado el 14 de Abril de 2014, de National Instruments: SCADA. (s.f.). Recuperado el 14 de Abril de 2012, de Wikipedia: