Autor: Sarandeses Yebra-Pimentel, Adolfo Director: Rodríguez Mondéjar, José Antonio Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas

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1 SOAPControl Autor: Sarandeses Yebra-Pimentel, Adolfo Director: Rodríguez Mondéjar, José Antonio Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas RESUMEN DEL PROYECTO SOAPControl es una herramienta para desarrollar y simular sistemas complejos para la automatización de plantas, basada en tecnología SOAP. Por sistemas complejos entendemos plantas controladas por dos o más PLCs conectados entre si por una red. Un ejemplo de este tipo de sistemas sería una red semafórica de una ciudad en la cual existen varios PLCs que controlan grupos de semáforos y al mismo tiempo, los PLCs se comunican entre sí para tomar decisiones que mejoren el estado del tráfico. Esta herramienta permite diseñar programas de control distribuido y probar los mismos con un simulador, evitando los riesgos y dificultades que tendría probarlos en un sistema real. Los objetivos que se han seguido a la hora de desarrollar la herramienta han sido: Permitir un diseño al mayor alto nivel posible Permitir ejecutarse en uno o varios ordenadores para permitir paralelismo Para ello la herramienta dispone de: Editor Grafcet. Se ha desarrollado un herramienta que permite: o Dibujar: Diseñar un programa de control utilizando diagramas estandarizados por la norma IEC 848 o Generar código automáticamente: Generar código automáticamente a partir del diagrama grafcet. Además, permite generar código que combine varios grafcets en un mismo PLC, facilitando aún más la creación de programas de control.

2 o Depurar diseño: Permite la depuración tanto a nivel de grafcet como a nivel de lista de instrucciones. SOAP: Es un protocolo que nos proporciona independencia de los protocolos de comunicaciones que se encuentren por debajo. De este modo, podemos ejecutar varios PLCs combinados, en múltiples ordenadores, sin importarnos de la red que se encuentre por debajo. XML: Es un metalenguaje extensible de etiquetas, con el cual podemos definir lenguajes según nuestras necesidades. En este proyecto se aprovechan estas características en: o SOAP: Utiliza XML como medio para intercambio de datos, de este modo permite compartir información de forma sencilla, sin importar las plataformas origen y destino. o Programas: Se ha desarrollado formatos en forma de XML-Schema para guardar los programas de la herramienta (diagrama grafcet, lista de instrucciones, definición de plantas, imágenes de plantas, etc). De este modo, podemos utilizar los mismos archivos en cualquier plataforma. El proyecto tiene dos partes principales: SOAPControl: Permite definir las características del sistema y del simulador. Actúa como simulador de la planta, envía las salidas a los simuladores de PLC (reciben el nombre de WebPLCII) y recibe de entradas las actuaciones de los mismos. En este componente se ha reutilizado los componentes de simulador de planta y visualizador de planta. Se han añadido: - Interfaz gráfico: Permite definir las características de la planta y del simulador. - Middleware: Capa que se encarga de generar las salidas para ser enviadas a los WebPLCII y de procesar las entradas de los mismos. - Comunicaciones SOAP: Capa que se encarga de transformar las salidas a formato SOAP para su transmisión y de recibir y transformar las entradas SOAP de los WebPLCII a formato Java para ser interpretado por SOAPControl.

3 WebPLCII: Permite definir y diseñar un programa de control directamente o a través de un diagrama grafcet. Recibe las entradas del simulador de SOAPControl y envía la salida de sus actuaciones al simulador para que actúe en consecuencia. En este componente se ha reutilizado los componentes de simulador del PLC y el interfaz gráfico procedentes de otros proyectos anteriores. Se han añadido: - Editor Grafcet: Aplicación que permite diseñar, generar y depurar diagramas de control. Además permite visualizar el estado del control en todo momento - Middleware: Capa que se encarga de generar las salidas para ser enviadas al simulador de SOAPControl y de procesar las entradas de los mismos. - Comunicaciones SOAP: Capa que se encarga de transformar las salidas a formato SOAP para su transmisión y de recibir y transformar las entradas SOAP del SOAPControl a formato Java para ser interpretado por SOAPControl. Un esquema del proyecto sería el siguiente:

4 Observando la Figura 1, vemos como se interrelacionan entre si los elementos del proyecto SOAP Control. La herramienta SOAPControl hace las funciones de la planta: o Las salidas de la planta son enviadas en forma de entradas a los WebPLCII. o Recibe las salidas de los WebPLCII que son recibidas como entradas para el simulador o Modifica el estado del simulador en función de las entradas recibidas de los WebPLCII Los WebPLCII hacen de PLC: o Reciben las salidas del simulador SOAPControl en forma de entradas. o Ejecuta las acciones de control en función del programa introducido y de las entradas recibidas. o Envía sus salidas al simulador de SOAPControl para que éste actúe según las órdenes que le indique. o Se comunican entre ellos a través de variables internas para comunicarse información. Figura 1

5 ABSTRACT SOAPControl is a tool for the development and simulation of complex systems for the automation of plants, based on SOAP technology. By complex systems we understand plants controlled by two or more PLCs interconnected in a net. An example of this type of systems would be the web of traffic lights in a city where there are several PLCs which control groups of traffic lights and which, at the same time, keep in touch to make decisions which will improve traffic conditions. This tool makes it possible to design programs of distributed control and to try them in a simulator, thus avoiding the risks and difficulties which trying them in a real system would entail. The aims considered in the development of this tool have been: That it should allow design at the highest level possible That it would be possible to execute it in one of several computers to allow parallelism. The way in which we have carried them out has been: Grafcet Editor. We have Developer a tool which allows us to: o Draw: Design a program of control using diagrams which agree with rule IEC 848 o Generate code automatically: Generate code automatically from the grafcet diagram. Besides, it allows us to generate code which will combine several grafcets in the same PLC, making the creation of programs of control even easier. o Refine design: to allow execution in combined mode with WebPLCII, by watching the development of the state of control along the diagram.

6 SOAP: It is a protocol which gives us independence from the communication protocols which are beneath it. In this way, we can execute several PLCs combined, in several computers, ignoring the webwhich is beneath ours. XML: It is an extendable label metalanguage with which we can define languages according to our needs. Its characteristics are used in this project as follows: o SOAP: It uses XML as a means for data exchange. Thus, it allows the sharing of information in a simple way, ignoring the platforms of origin and destination. o Programs: We have developed XML-Schema formats to keep the tool programs. So, we can use the same files in any platform. The project has two main parts: SOAPControl: It allows us to define the characteristics of the system and the simulator. It acts as simulator of the plant, sends the output to the WebPLCIIs and receives the input about their performance. In this component we have reused the components of the plant simulator and of the plant display. We have added: - Graphic interface: It allows us to define the characteristics of the plant and simulator. - Middleware: Layer which generates the output to be sent to the WebPLCIIs and which processes the input from the same. - Communication SOAP: Layer which translates the output into SOAP format to be transmitted, and which receives and translates the SOAP input from the WebPLCIIs into Java format to be interpreted by SOAPControl. WebPLCII: It allows us to define and design a program of control directly or through a grafcet diagram. It receives the input from the SOAPControl simulator and sends the output of its performance to the simulator so that it can act as required. In this component we have reused the components of the PLC and of the graphic interface.

7 We have added: - Grafcet Editor: Software which allows us to design, generate and refine control diagrams. It also makes it possible to visualize the state of control at every moment. - Middleware: Layer which generates the output to be sent to SOAPControl and to process the input from the same. - Communication SOAP: Layer which translates the output into SOAP format to be transmitted, and which receives and translates the SOAP input from the WebPLCIIs into Java format to be interpreted by SOAPControl. An outline of the project would be the following:

8 In Figure 1, we see how the elements of SOAP Control project interrelate. The SOAPControl tool stands in for the plant: o The plant output is sent as input to the WebPLCIIs. o It receives the output from the WebPLCIIs as input for the simulator. o It modifies the state of the simulator according to the input received from the WebPLCIIs. The WebPLCIIs stand in for PLC: o They receive the output from the SOAPControl simulator as input. o It executes the actions of control according to the program introduced and the input received. o It sends their output to the SOAPControl simulator so that it can act as required. o They communicate with each other through internal variables to exchange information. Figure 2