SCADA BASADO EN LABVIEW PARA EL LABORATORIO DE CONTROL DE ICAI
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- Ana Belén Herrero Sosa
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1 SCADA BASADO EN LABVIEW PARA EL LABORATORIO DE CONTROL DE ICAI Autor: Otín Marcos, Ana. Directores: Rodríguez Pecharromán, Ramón. Rodríguez Mondéjar, José Antonio. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO La idea de la que parte este proyecto es la de permitir supervisar y controlar dispositivos distribuidos en el Laboratorio de Control de ICAI de forma remota. Ofrece grandes posibilidades, ya que una vez desarrollado sería exportable a otros dispositivos que se quisiesen controlar remotamente. De esta forma se convierte el laboratorio en una planta para la que se quiere desarrollar un sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Los distintos usuarios pueden interactuar con los dispositivos de la planta a través de la red local de la Universidad, mediante una interfaz muy intuitiva que muestra el estado de la planta, con una representación gráfica y dinámica de los elementos que la componen. Figura 1. Interfaz gráfica de la aplicación de supervisión remota
2 Así, mediante la interfaz del sistema de supervisión remota, el usuario puede cambiar parámetros del control, enviar órdenes, visualizar el estado de la planta, almacenar datos históricos y gestionar las alarmas que se producen en la planta. La planta consta de 2 cubas de agua. Mediante un control PID se regula el caudal de forma automática hasta alcanzar el nivel de agua deseado y después se mantiene. También puede trabajar en modo manual, determinando directamente el caudal de agua que se desea. Los controles de la planta están implementados en LabVIEW, al igual que el sistema de supervisión remota, e instalados en ordenadores conectados a los dispositivos de la planta por medio de una tarjeta de adquisición de datos. El ordenador de supervisión remota se comunica con los ordenadores de control local por medio de la red local de la Universidad. Figura 2. Esquema de la aplicación SCADA La principal ventaja de este tipo de sistemas es que se puede conocer el estado de una planta desde un único puesto de supervisión, y modificar parámetros desde el mismo.
3 Esto realmente se aprecia cuando el número de sistemas a controlar es elevado o cuando se encuentran geográficamente distribuidos. Las comunicaciones se realizan por Ethernet, ya que permite comunicarse fácilmente entre máquinas y sistemas corporativos. La mayor parte de las empresas tienen una red de Ethernet existente, típicamente en forma de red de área local, de forma que no es necesaria ningún tipo de infraestructura. De forma más general, sus características son: - Posee un entorno visual que permite interacción del ser humano con los medios tecnológicos implementados. En el caso de un sistema SCADA la interfaz debe ofrecer al operador una recreación de lo que ocurre en la planta. - Ofrece imágenes en movimiento que representan el comportamiento del proceso, dando al operador la impresión de estar presente dentro de una planta real. - Puede enviar órdenes a los controles locales mediante la aplicación de supervisión remota, también puede ajustar los parámetros de dichos controles. - Representa señales de alarma para lograr alertar al operador cuando tiene lugar una condición perjudicial o fuera de lo aceptable, así como la posibilidad de reconocerlas. - Existe la opción de almacenar los datos adquiridos, esta información puede analizarse posteriormente en una hoja de cálculo. - Hay distintos niveles de usuario, de forma que es preciso identificarse para poder acceder a distintas funciones o modificar los distintos parámetros. SCADA BASED ON LABVIEW FOR DE ICAI S CONTROL LABORATORY This Project has the intention to supervise and control distributed devices in ICAI s Remote Control Laboratory. There are many possibilities because once developed it would be implemented to control other devices in remote mode. This way, the laboratory becomes a pilot plant in which a SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system will be developed. Different users can interact with plant
4 devices by using University local net, just using an intuitive interface that shows plant status, representing a graphic and dynamic display of its elements. Figura 3. Remote supervising system interface Thus, by the remote supervising system interface, the user can change control parameters, send orders, display plant status, store historic data and manage plant alarms. Plant consists on 2 tanks of water. By a PID control mass flow is regulated automatically up to reaching the desired water level and after that the flow is kept in this level. Also, it is possible to work in manual mode, fixing directly the water flow that is desired. Plant control system and remote supervising system are implemented in LABVIEW and installed in computers that are connected to plant devices by a data acquisitive card. The remote supervisor computer is communicated to local control computers by University local net.
5 Figura 4. SCADA system. The main advantage of this kind of systems is that plant status can be known from a unique supervise place and parameters can be changed as well. This is really appreciated when the number of systems to be control is high or when they are geographically placed. Communications are made by Ethernet because it allows connection between machines and corporative systems. The higher part of the companies has an existing Ethernet as a Local Area net, so that, it is not required any kind of structure. Generally, the characteristics of the developed SCADA systems are detailed here in: - It has a visual environment that allows the interaction between human being and technological devices implemented. In SCADA systems, interface should offer the operator a simulation of everything happens on site. - It offers motion pictures that represents process behavior giving the operator the feeling to be on site.
6 - Also it can send orders to local control by implementing remote supervising as well as control of the parameters. - It represents alarm signals to inform and alert the operator when harmful or unacceptable situation takes place and could be distinguished. - There is an option to store acquire data. This information is subsequently analyzed in a data sheet. - There are several levels for different users so that everyone needs to identify oneself in order to access and use all the function of the program and modify existing parameters.
SCADA BASADO EN LABVIEW PARA EL LABORATORIO DE CONTROL DE ICAI
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