SUPERVISIÓN DE UNA INSTALACIÓN CONTROLADA POR UN PLC MEDIANTE TI (Tecnologías de la Información)

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1 SUPERVISIÓN DE UNA INSTALACIÓN CONTROLADA POR UN PLC MEDIANTE TI (Tecnologías de la Información) Autor: Sánchez Romero, Javier. Director: Álvarez Vargas, Ignacio. Entidad Colaboradora: SIEMENS, S. A. RESUMEN DEL PROYECTO El objetivo principal del proyecto consiste en la visualización y control del proceso de una instalación de depósito de aguas. - La recogida de señales en campo se realiza vía redes Profibus y AS-i; - La comunicación con el SCADA es a través de red Ethernet (Wireless LAN Industrial -IWLAN). - La visualización se llevaría a cabo por medio de dos vías: a) por medio de Internet Explorer mediante una tarjeta alojada en el PLC servidora de páginas Web a la que no conectaríamos, b) vía el propio SCADA. De esta forma se pretende aprovechar la fuerte implantación que las tecnologías de la información están teniendo en los sistemas de producción industrial. Hecho que se manifiesta en el continuo desarrollo de sistemas de supervisión industrial, conocidos como sistemas SCADA, entendiendo por éstos, las aplicaciones software que se comunican con los dispositivos de campo y controlan el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador. 1) Para llevar a cabo la realización del proyecto se planificaron una serie de hitos que ayudarían a cumplir los objetivos propuestos inicialmente. En primer lugar y para adquirir los conocimientos necesarios para realizar el proyecto, fue imprescindible asistir a los cursos de formación de SIEMENS. Donde se aprendía el manejo y programación avanzada de PLCs, así cono conocimientos avanzados en redes de área local Profibus y Ethernet con

2 PLCs, planteando los diferentes niveles de aplicación, y analizando los componentes y redes que ofrece SIMATIC NET a la hora de afrontar tareas de comunicación industrial La base del proyecto era la tarjeta de comunicaciones CP343-1IT que estaba alojada en el autómata. Ésta permitía una serie de posibilidades que fueron desarrolladas en el proyecto para la creación del pretendido control y visualización de procesos automatizado. Estas posibilidades eran: - Comunicación de procesos vía Industrial Ethernet: Con los servicios de comunicación S7 y la interfaz SEND / RECEIVE, la tarjeta soportaba las comunicaciones de los sistemas de mando entre sí y con PCs. - Enviar E mail. El sistema de mando habilitaba la posibilidad de enviar mensajes de correo electrónico en función de eventos del proceso. - Transferencia de archivos con FTP: La tarjeta ofrecía el modo cliente FTP. Por lo tanto es posible intercambiar desde el PC, vía FTP, datos con la tarjeta. - Supervisar datos de equipos y procesos (control de procesos HTML). Se utilizaban las funciones y páginas HTML para consultar datos importantes del sistema a través de un browser de Web. Para la formación de una red de informaciones más compleja se han utilizado las funciones existentes en el sistema (S7 Applets y S7 Beans) creando páginas HTML propias para representar determinadas configuraciones de la instalación y abastecerlas de valores de procesos actuales. 2) El segundo hito consistió por tanto en la realización del programa del proyecto bajo el entorno del software de Siemens STEP 7, que permitiera desarrollar las posibilidades recién mencionadas. Resumiendo, el programa consistía básicamente en la codificación de un módulo de organización principal (OB1) desde donde se ejecutarían funciones de lectura (SFC) que recogerían la información de la línea (As-i, Profibus, Ethernet), de los esclavos (periferia, depósito) y archivaban esa información en módulos de datos (DB) para su posterior lectura en el Scada. En este mismo módulo también se generan los mensajes de correo electrónico en base a las lecturas realizadas.

3 Con otro módulo de organización de alarmas cíclicas (OB35) se gestionaba el control de las funciones FTP. Y por último se cargaban distintos OBs (OB80, OB82, OB85, OB86, OB122) evitando con ello que la instalación no se parara cuando se produjeran una serie de errores (error de tiempo, de diagnóstico, de ejecución del programa, de bastidor, o de acceso a la periferia) 3) Una vez establecida la comunicación entre depósito, autómata y PC, y definidos todos sus enlaces en el programa, el siguiente paso consistía en el diseño de las páginas Web para la visualización de las operaciones del interruptor de potencia y del equipo de automatización que admite diagnóstico. Estas operaciones respondían a la ejecución cíclica del programa realizado anteriormente. Para poder diseñarlas páginas Web del proyecto fue necesario adquirir una serie de conceptos previos para construir finalmente las páginas por medio del programa Macromedia Dreamweaver. 4) Por último se realizó la programación y desarrollo del entorno gráfico del SCADA desde el que se visualizaría todo el proceso de control del depósito. Primero se diseño dicho entorno gráfico que se asemejara al proceso. Después de establecía el contacto con el autómata programable y por último se crearon las variables que dinamizan el entorno gráfico. Consiguiendo así la visualización óptima y deseada de todo nuestro proceso de depósito de aguas.

4 PLC SIMULATED INSTALLATION CONTROLLED BY IT The principal aim of the project consistis of the visualization and control of an installation of water tank. - The collection of the field signs realizes via Profibus and AS-i nets.; - The communication witn the SCADA is across the Ethernet (Wireless LAN Industrial -IWLAN). - The visualization would remove to end by means of two routes: a) Via Internet Explorer by means of a card lodged at the PLC which was a web pages server and to which we would connect, b) route the proper SCADA. We are doing this in order to take advantage of the strong implantation that the IT (information technologies) are having in the systems of industrial production. Fact that is demonstrated in the continuous development of systems of industrial supervision, known as SCADA systems; (sofware applications that communicate with the field devices and control automatically the process directly from the screen of the computer. 1) A series of milestones were planned in order to fulfill the aims proposed initially. First of all and to acquire the necessary knowledges to realize the project, it was indispensable to be present at SIEMENS's training courses. Where was learned the managing and PLC's advanced programming, as well as advanced knowledges in nets of local area of Profibus and Ethernet with PLCs; raising the different levels of application, and analyzing the components and nets that there offers SIMATIC NET at the moment of confronting tasks of industrial communication The base of the project was the communications card CP343-1IT that was lodged in the automate. This one allowed a series of possibilities that were developed in the project in order to creat the control and process visualization automated. These possibilities were:

5 - Process communication route Industrial Ethernet: With the services of S7 communication and with the SEND / RECEIVE interface, the card was supporting the communications of the control systems between it and the PCs. - Sending of E mail. The control systems was enabling the possibility of sending messages of depending on events of the process. - Files transference with FTP: The card there was offering the FTP client way. Therefore it is possible to interchange from the PC, route FTP, information with the card. - Supervise equipment information and processes (HTML process control). The functions and HTML pages were used to consult important information of the system across a Web browser. In order to make a more complex information net, the existing functions have been used in the system (S7-Applets and S7-Beans) creating own HTML pages HTML to represent certain configurations of the installation and to supply them with values of current processes 2) The second milestone consisted therefore of the accomplishment of the program of the project under the environment of Siemens's software STEP 7, whic allowed the develop of the possibilities newly mentioned. Summarizing, the program was consisting basically of the codification of a organization block module (OB1) from where there would be executed functions of reading (SFC) that would gather the information of the line (AS-i, Profibus, Ethernet), from the slaves (periphery, warehouse) and they were filing this information in modules of information (DB) for hislater reading in the Scada. In the same module also the messages of are generated on the basis of the realized readings. With another organization module of cyclical alarms (OB35) the control of the functions FTP was managed. And finally there were loaded different OBs (OB80, OB82, OB85, OB86, OB122) in order to prevent the installation stop when there were taking placea series of mistakes (mistake of time, of diagnosis, of execution of the program, of frame, or of access to the periphery)

6 3) Once established the communication between the deposit, the automaton and the PC, and defined all his links in the program, the following step consisted of the design of the web pages for the visualization of the operations of the "switch power" and of the equipment of automation that admits diagnosis. These operations were answering to the cyclical execution of the program realized previously. To be able to design web pages of the project was necessary to acquire a series of previous concepts to construct the pages by means of the program Macromedia Dreamweaver. 4) Finally there was realized the programming and development of the graphical environment of the SCADA from which the whole process of control of the deposit would be visualized. First I design the above mentioned graphical environment that was alike the process. Afterwards, it was established the contact with the programmable automaton and finally there were created the variables that stir the graphical environment into action. Obtaining the ideal and wished visualization of all our process of water warehouse.