Conectividad a Dispositivos Industriales y Sistemas SCADA

Transcripción

1 ni.com

2 Conectividad a Dispositivos Industriales y Sistemas SCADA Luis Camacho Field Applications Engineer for Central America & Caribe 2

3 National Instruments Ingresos: $262M en Q Operaciones Globales: Aproximadamente 6200 empleados; operaciones en más de 40 países Amplia base de clientes: Más de 35,000 compañías anualmente Ingresos en Millones Diversidad: Ninguna industria es más del 15% de los ingresos Cultura: Entre las 25 compañías multinacional para trabajar según la revista FORTUNE y el Great Places to Work Institute +600 miembros en el Alliance Partner Network 3

4 Quíen utiliza Graphical System Design? Más de 35,000 compañías >900 compañías de los primeros 500 lugares de acuerdo a la revista Fortune 4

5 Graphical System Design Un Enfoque Basado en Plataforma para Mediciones y Control Test Monitor Embedded Control Cyber Physical Desktops and PC-Based DAQ PXI and Modular Instruments RIO and Custom Designs Open Connectivity With Third-Party I/O 5

6 Graphical System Design Un Enfoque Basado en Plataforma para Mediciones y Control 6

7 Project Explorer Manage and organize all system resources, including I/O and deployment targets System Design Software Hardware Connectivity Bring real-world signals into LabVIEW from any I/O on any instrument Deployment Targets Deploy LabVIEW code to the leading desktop, real-time, and FPGA hardware targets Parallel Programming Create independent loops that automatically execute in parallel Instant Compilation See the state of your application at all times, instantly Block Diagram Define and customize the behavior of your system using graphical programming Front Panel Create event-driven user interfaces to control systems and display measurements Analysis Libraries Use high-performance analysis libraries designed for engineering and science Models of Computation Combine and reuse.m files, C code, and HDL with graphical code Timing Define explicit execution order and timing with sequential data flow Accelerates Your Success By abstracting low-level complexity and integrating all of the tools you need to build any measurement or control system 7

8 Herramientas Clave LabVIEW Mediciones de Alta Velocidad Matemáticas y Análisis Connectividad a Cualquier Sensor Almacenamiento de Datos y Servidor Web HMI y SCADA Control de Motores de Alta Precision Inspecciones de Vision Algoritmos de Control y Hardware Personalizado PLC 8

9 Sistema Típico de Control PLCs PC local I/O, mayoría digital I/O HMI, logging, control avanzado, comunicación, control supervisorio Enterprise and Web PCs PLCs Fieldbus Ethernet 9

10 Arquitectura de un PLC 10

11 Arquitrectura de una PC 11

12 Usage Estudio de Controladores Industriales por ARC Software Capabilities (Data Integration, Communication, Analog Control) PC Based Automation Gap PLC Based Automation Ruggedness and Reliability (Shock, Vibration, Temperature, Bulletproof OS, and Software) 12

13 Múltiples Áreas de Control Bits per Channel 2.4 Mbits 24 bits 16 bits 8 bits 1 bit Machine Vision Process Batch Vibration Monitoring Discrete Motion Signal Processing 1 Hz 1kHz 40 khz 1MHz Loop Rate PLC PC Custom HW PACs with Embedded Technology 13

14 Convergencia de la Tecnología de Control PC PLC PAC Hardware a la Medida 14

15 Sistemas Operativos SO Propósito General Muchos programas ajenos corren detrás de operación. o Salva pantallas, utilidades de disco, antivirus, etc. La Mayoría de servicios son interrumpidos por dispositivos periféricos. o Mouse, Teclado, llaves USB, etc. SO Tiempo Real Se pueden asignar prioridades en las tareas a ejecutar. No es un sistema visual. No Windows Media Player. No hay dispositivos periféricos que interrumpen la ejecución del código. 15

16 Tabla de comparación PC, PAC y PLC PLC PAC PC High Shock and Vibration Ratings Safety and Haz Loc Certifications Industrial Temperature Range Real-Time OS Redundant Power Supply Inputs Full Windows Driver Set Floating Point Processor Non-Volatile Data Storage Full Featured Programming SW Ethernet Connectivity with Web 16

17 Posibles razones para elegir a un PAC 1) Control robustez de PLC + sistema DAQ 2) Análisis Matemático y Estadístico de alto de desempeño 3) Algoritmos de control avanzados (lógica difusa, redes COSTO neuronales, control digital real, etc.) 4) Conectividad con otras plataformas (complementar aplicaciones existentes) 5) Menor costo en sistemas de almacenamiento de alta capacidad stand alone. 6) Menor costo, complejidad y tiempo de desarrollo en sistemas de alto número de señales de monitoreo o control. 17

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20 Que es Tiempo Real? Tiempo Real significa determinismo Determinismo es la habilidad de completar una tarea en un cierto intervalo de tiempo Tiempo Real no siempre significa muy rápido Los sistemas de Tiempo Real tienen limitantes de tiempo que hay que cumplir para evitar fallas 20

21 Espectro de Aplicaciones de Tiempo Real Deterministic Performance Maximum Reliability Autonomous Operation Wind Tunnel Control Endurance Testing Safety Monitoring 21

22 Arquitectura Embebida de NI CompactRIO Procesador en Tiempo Real FPGA Reconfigurable Robustez Extrema Rango de Temperatura de -40 a 70 C 50g de impacto, 5g de vibración Módulos de E/S Bajo Consumo de Potencia Alimentación de 9 a 35 VDC, 7-10 W l Módulos de E/S con acondicionamiento incluido para conexión a sensores/actuadores FPGA Reconfigurable para alta velocidad y temporización personalizada y disparos Procesador en Tiempo Real para operación deterministica independiente, almacenamiento y análisis 22

23 NI CompactRIO Reconfigurable FPGA HW reliability, optimization, flexible timing, triggers, synchronization Rugged -40 a 70 C 50 g shock mm (7.07 in) Industrial Certifications VxWorks Real-Time OS 400 MHz PowerPC Reliable embedded control and analysis 88.1 mm (3.47 in) Isolated Industrial I/O Built-in Signal Conditioning Direct Connectivity Small Size, Low Power x 88.1 mm (7.07 x 3.47 in) 9 a 35 VCD power 1, 6 W 23

24 Conectividad a prácticamente cualquier sensor Temperatura, Presión, Deformación, Flujo, Carga, ph, Vibración, Encoders de Cuadratura Acondicionamiento de señales Aislamiento Filtrado Puente de resistores Excitación Amplificación Calibración 24

25 Field-Programmable Gate Array (FPGA) What it is A silicon chip with unconnected logic gates How it works Define hardware behavior in software Compile and download to the hardware Advantages Fast parallel execution Reconfigurable Reliable 25

26 Simplified FPGA Programming VHDL LabVIEW FPGA Programming LabVIEW FPGA Wizard 26

27 Entradas y Salidas Reconfigurables (RIO) Utilizando LabVIEW para el Diseño de Hardware Reemplazar circuiteria personalizada con lógica programable por software basada en FPGA Control de Alta Velocidad(1 MHz digital / counter-timer, 200 khz motion control / analog PID) Lógica dedicada en silicio para alta confiabilidad Procesamiento de datos en hwardare 27

28 Functionality NI HMI Products Flat Panel Touch Screen FPT-1015 Touch Panel Computer TPC-2006 Panel PC PPC-2015 PXI and CVS Compact FieldPoint and crio PACs and DAQ 28

29 Remote Front Panels Uses LabVIEW built-in Web server Monitor application with a Web browser 29

30 Qué es un Sistema HMI/SCADA? 30

31 Componentes de un Sistema SCADA 31

32 Qué es LabVIEW DSC? 32

33 LabVIEW DSC 33

34 Creación Programática de Variables 34

35 Interfaz Gráfica del Operador Interfaz de usuario industrial con controles o indicadores intuitivos Tendencias históricas y de tiempo real Más de 4000 gráficos Implementaciones de seguridad - Por dominio de la red - Por elemento visual 35

36 Comunicación 36

37 Tres Métodos para Conectar LabVIEW a Cualquier PLC Digital I/O 4 20 ma Industrial Communications OPC LabVIEW PLCs 37

38 Comunicaciones Industriales 38

39 Conectividad Modbus 39

40 Qué es OPC 40

41 Conectividad OPC 41

42 NI OPC Servers 42

43 NI OPC Servers Windows PC EtherNet/IP Allen-Bradley OPC Server PROFINET CCLink Siemens OPC Server Mitsubishi OPC Server OPC LabVIEW Client DSC LabVIEW Shared Variable PLCs OPC Driver Device- Specific OPC Server OPC Client NI PACs 43

44 OPC UA 44

45 Variable Compartida en LabVIEW 45

46 Bases de Datos 46

47 Variable Compartida Registro en Bases de Datos 47

48 Bases de Datos Optimizadas 48

49 Monitoreo de Alarmas y Eventis 49

50 Seguridad y Permisos 50

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52 SCADA en PEMEX 52

53 Sistema de Automatización Distribuido de Pozos Petroleros Sistema de Pozos petroleros con algunos cientos de pozos monitoreado por PACs PACs conectados en a través de red inalámbrica sobre una infraestructura basada en Ethernet implementada por Alcatel Austria Sistema SCADA basado en LabVIEW DSC 268 sistemas descargados con más de 7,000 I/Os 53

54 Comparación de Licencias de LabVIEW DSC y otros SCADAs 59

55 Resumen 60

56 Preguntas? Ingeniero de Campo Luis Fernando Camacho 61

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