PROYECTO FIN DE CARRERA

Transcripción

1 WinCC Version 5 UNIVERSIDAD DE SALAMANCA E.T.S.. DE INGENIERÍA A INDUSTRIAL DE BÉJAB JAR Departamento de Informática y Automática tica PROYECTO FIN DE CARRERA AUTORES: DAVID DIAZ SEOANE Y PILAR GIL NIALA TUTOR: SEBASTIÁN MARCOS LÓPEZ FECHA: MARZO 2004

2 Capítulo I :Software Scada Simatic Siemens WinCC Software Desarrollo de aplicaciones de laboratorio con WinCC de siemens Aplicación domótica Desarrollo de aplicaciones de laboratorio con WinCC de siemens Aplicación supervisión de la velocidad de un motor cc

3 Capítulo I : Aplicación Domotica CAPITULO I Software Scada Simatic Siemens WinCC

4 Capítulo I : Scada proviene de las siglas Supervisory Control And Data Acquisition. Es una aplicación software de control de producción, que se comunica con los dispositivos de campo y controla el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador. El paquete de software de WinCC constituye el entorno de desarrollo de Siemens en el marco de los scadas para la visualización y control de procesos industriales.

5 Capítulo I : Simatic Siemens WinCC v 5.1 PC MPI Simatic Step 7 Professional v 5.01 PLC (Autómata) Sensores Actuadores PROCESO DE LABORATORIO

6 Capítulo I : Basado en PC Sistemas operativos estándar : Windows NT/2000 Comunicaciones con aplicaciones Drivers para varios PLCs Sistema con arquitectura abierta

7 Capítulo I : Gráficos anzahl () float zae begin if wert > 0 begom zae = zae + 1 end end Api/Opc Motor ein Ventil geschlossen Klappe zu Sistema de Alarmas Archivos (Gráficas y Tablas) Protokolle Generación de informes Interfaces estandard Comunicación PLC

8 Capítulo I : Configuración de ordenador

9 Capítulo I : Configuración de variables

10 Capítulo I :

11 Capítulo I : Activado El Runtime es el funcionamiento en tiempo real, una vez realizada la comunicación del proceso. Desactivado

12 Capítulo I : El editor Graphics Designer se encarga de la confección de las pantallas del WinCC. Básicamente es un entorno de dibujo con la característica de que los objetos poseen la capacidad de asociar sus propiedades a variables de comunicaciones que son proporcionadas por el Tag Management.

13 Capítulo I : Objetos Windows Objetos gráficos estándar Controles estándar de Windows ( botones, Radio Box, scrolbars) Librería de objetos. ( motor, válvula) Rutinas y acciones C del usuario Aplicaciones OLE ( Datos de excel,word)

14 Capítulo I : Color del macro Colores Zoom Color del texto Barra de herramientas Zoom

15 Capítulo I : Biblioteca objetos

16 Capítulo I : Paleta de objeto

17 Capítulo I : Arrastrar y soltar

18 Capítulo I : Alarm Logging es el editor del WinCC que se encarga del tratamiento de los mensajes de alarma de la instalación, así como del tratamiento del histórico de alarmas y la generación de alarmas a partir de comparaciones con valores de comunicaciones.

19 Capítulo I : Archivo Edición Anotación Variables Ayuda A De... Obje ALARMA FALLO ALAR.MA Características del Alarm Logging Información n del error producido Detecta situaciones críticas Reduce tiempos de parada Propiedades del Alarm Logging Ventana de alarmas configurable Selección n de visualización Campos de alarma que el usuario puede escribir Ventanas de información en las cuales puede escribir el operador

20 Capítulo I : Apicación Domótica En el editor de alarmas estudiamos el tipo, la importancia y la prioridad de estas para darles distinto trato. Bloques de aviso

21 Capítulo I : En los bloques de aviso, elegimos los bloques del sistema que queremos que formen parte de las alarmas de manera que con un tiempo pequeño o y un rápido r vistazo se vea donde está la avería a,el tiempo de duración, la fecha

22 Capítulo I : Aplicación Velocidad motor Bloques de aviso Clases de aviso

23 Capítulo I : En las clases de aviso, elegimos los avisos, tipo de alarmas, error. ror. De esta forma se distingue claramente si el fallo en la instalación n es una alarma un aviso algún n tipo de error.

24 Capítulo I : Bloques de aviso Clases de aviso Avisos de grupos

25 Capítulo I : Bloques de aviso Clases de aviso Avisos de grupos Ficheros

26 Capítulo I : Alarmas Analógicas Las alarmas analógicas nos permiten generar alarmas a partir de una comparación n que se realiza en el WinCC entre un valor de proceso y un límite generado por nosotros.

27 Capítulo I :

28 Capítulo I : Elaboración n de las Alarmas. En el editor Graphic Designer,seleccionamos en la paleta de objeto las Alarmas Elegimos WinCC Alarm Control Arrastrando la tabla al editor le damos el tamaño, y las propiedades deseadas

29 Capítulo I : El Tag Logging es el editor del WinCC que se encarga del almacenamiento de los valores de proceso en el disco duro, así como mostrarlos tanto en formato de gráfica como en el de tabla de valores. Así mismo, permite editar dichos valores a posteriori desde la base de datos.

30 Capítulo I : En el editor de Tag Logging podemos definir: Tiempo de adquisición de valores. Temporizadores Creación n de archivos de valores en el disco duro

31 Capítulo I : Asistente de fichero Lo primero que nos pide el asistente es el nombre del fichero de valores. El segundo paso es introducir las variables de que consta dicho valores.

32 Capítulo I : Propiedades del fichero de valores Nombre del archivo Comentario Archivar al inicio del sistema Clase de fichero Nivel de autorización

33 Capítulo I : Elegimos las variables de las cuales queremos hacer la gráfica y sus propiedades

34 Capítulo I : Elaboración n de las gráficas y tablas. En el editor Graphic Designer,, seleccionamos en la paleta de objeto la tabla o gráfica Elegimos WinCC online Table Control si lo que queremos hacer es una tabla Elegimos WinCC online Trend Control si lo que queremos hacer es una gráfica Arrastrando la tabla o la gráfica al editor le damos el tamaño, y las propiedades deseadas

35 Capítulo I : Elaboración n de las gráficas y tablas. Especificamos las propiedades de las gráficas. Podemos configurar el nombre, selección, color, forma de representación, n, y una de las partes importantes que es la selección n de archivos Modificando las propiedades podemos representar varias variables en una misma gráfica con el mismo eje de valores o con distinto eje.

36 Capítulo I :

37 Capítulo I : Características del Report Designer Creación simple de los Informes de usuario. Gran flexibilidad en la creación de layout. Es posible la inserción de elementos gráficos. Los Informes se pueden imprimir en una hora fija o por evento. Gran cantidad de informes preconfigurados

38 Capítulo I : Partes del Report Designer Formato de páginap gina: : Diseñamos y asociamos los campos a la base de datos, identificados al comienzo del nombre. Formato de línea: l Imprimimos estado en tiempo real. Orden de impresión: Tarea, que reúne los datos del layout o documento a imprimir.

39 Capítulo I : Aplicación Velocidad motor Diseño o de los informes Finalmente llamamos al formato de página p que hemos modificado mediante la orden de impresión.

40 Capítulo I : El Global Script es un compilador de C incorporado con el WinCC, que nos permite realizar compilaciones de código c objeto sin necesidad de salir del propio entorno.

41 Capítulo I : Funciones de proyecto: Son aquellas funciones que deben ser llamadas desde otras partes del programa para devolver valores después s de realizar alguna operación n en C. Funciones internas: Funciones que realizan acciones predeterminadas, como son proporcionar un valor de una variable, o asignar un valor a una variable. Funciones estándar: Son las funciones estandar del propio WinCC,, que no residen en nuestro proyecto, sino en el subdirectorio aplib de WinCC. Acciones: Una acción n es una subrutina que no se ejecuta cuando sea llamada por un evento.

42 Aplicación Domótica CAPITULO II Desarrollo de aplicaciones de laboratorio con WinCC de siemens.

43 Aplicación Domótica La primera parte del proyecto consiste en la supervisión n y control de un prototipo de vivienda inteligente mediante software scada WinCC.

44 Aplicación Domótica Supervisión Wincc Programa Step 7 Hardware (S7-300) Sensores y actuadores Describiremos por orden de importancia las partes de la aplicación.

45 Aplicación Domótica Sensores Utilizados Presencia Humedad Temperatura Viento Humo Crepuscular

46 Aplicación Domótica Sensor Presencia Causa Detección n de presencia, intrusos. Efecto Alarma acústica. En WinCC también n está representado mediante una alarma visual.

47 Aplicación Domótica Sensor Humedad Causa Detección n de humedad y fugas de agua. Efecto Alarma acústica y visual. Cierre de electro-válvulas lvulas de agua. En WinCC también está representado mediante una alarma visual.

48 Aplicación Domótica Sensor Temperatura Causa Detección n Frío /Calor. Efecto Control de la calefacción n y aire acondicionado.

49 Aplicación Domótica Sensor Viento Causa Detección n de vientos. Efecto Recogida del toldo.

50 Aplicación Domótica Sensor Humo Causa Detección n de Humos. Efecto Alarma acústica y visual. Cierre de electro-válvulas lvulas de gas. En WinCC también está representado mediante una alarma visual y acústica.

51 Aplicación Domótica Sensor Crepuscular Causa Disminución n de la luminosidad. Efecto Luz de cortesía. Se enciende la luz de entrada de la vivienda. En WinCC se enciende la farola del jardín.

52 Aplicación Domótica Supervisión Wincc Programa Step 7 Hardware (S7-300) Sensores y actuadores

53 Aplicación Domótica Hardware utilizado Autómata Siemens S7-300 Módulo IT Ethernet Módulo E/S CPU IFM Fuente de Alimentación Entrenador

54 Aplicación Domótica CPU IFM Características Generales Tiempo de ejecución de 300 ns por instrucción binaria 32 kbytes de memoria central Expansibilidad flexible (máx. 32 módulos) Puerto MPI integrado Búfer de diagnóstico (almacena errores) Reloj en tiempo real Funciones de comunicaciones integradas

55 Aplicación Domótica Hardware utilizado CPU IFM Características Generales Entradas / Salidas Integradas en la CPU 20 Entradas digitales a Salidas digitales a Entradas analógicas 128 a Salida analógica 128 a 129

56 Aplicación Domótica Supervisión Wincc Programa Step 7 Hardware (S7-300 Sensores y actuadores

57 Aplicación Domótica Programas step 7 desarrollados Presencia Humedad Temperatura Viento Humo Crepuscular

58 Aplicación Domótica Relé Humo Alarma (S) Electro.gas (S) M0.2 (S) Lumi humo (S) Programa sensor humo

59 Aplicación Domótica M0.2 Apagar Alarma Alarma (R) Programa sensor humo Electro gas (R) M0.2 (R) Lumi humo (R)

60 Software Wincc Aplicación Domótica PROGRAMA TOLDO HUMEDAD PRESENCIA CALEFACCIÓN A / C ALARMA Luz Cortesía HUMOS CAUSA Viento Humedad Act. Simulación Frío Calor Sensor Presencia Sensor Crepuscular Humo EFECTO Recogida de toldos Alarma Cierre Válvula V Agua Simulación Act. Calefacción Act. A / C Alarma Luz de cortesía Alarma Cierre Válvula V Gas

61 Aplicación Domótica Wincc Programa Step 7 Sensores Hardware (S7-300)

62 Aplicación Domótica Programa de supervisión n con WinCC de una vivienda domótica tica. Lo primero que se hace es establecer la comunicación n por MPI y crear los Tags necesarios para controlar la vivienda.

63 Aplicación Domótica Titulo del proyecto Salir del Wincc Impresión n de Alarmas Alramas activas Gestión n de usuarios Acceso a la Casa Domótica Gestión n de usuarios Acceso a la Supervisión motor, Control de velocidad Histórico de Alarmas Gráficas control PID

64 Aplicación Domótica Registro de usuarios

65 Aplicación Domótica Casa Domótica

66 Aplicación Domótica Activado sensor de humedad y sensor de presencia

67 Aplicación Domótica Activado sensor de humo. También se cierra la válvula de gas.

68 Aplicación Domótica Vemos las alarmas activadas presionando el botón. En este caso humo y humedad. Alarma visual de la válvula de humedad

69 Aplicación Domótica Activado sensor crepuscular

70 Aplicación Domótica Activado el anemómetro por lo que se recoge el toldo.

71 Aplicación Domótica Activada la calefacción. Temperatura < 20º

72 Aplicación Domótica Activada el aire acondicionado. Temperatura > 20º

73 Aplicación Domótica Activamos la simulación de presencia.

74 Aplicación Domótica Activamos la simulación de presencia.

75 Aplicación Domótica Histórico de Alarmas

76 Aplicación Domótica En el histórico de alarmas definimos los siguientes bloques de usuario Número Fecha Hora Duración Estado Clase Tipo Punto de avería Usuarios

77 Aplicación Domótica Vemos el histórico de alarmas Alarma activa Alarma desactivada

78 Aplicación Domótica

79 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor CAPITULO III Aplicación supervisión de la velocidad de un motor CC.

80 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor La segunda parte del proyecto consiste en el tratamiento de E/S analógicas por medio de una maqueta MV-541 y el autómata S Control y supervisión de la velocidad de un motor de cc y la señal del controlador PID por medio de WinCC.

81 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Describiremos por orden de importancia las partes de la aplicación. DIAGRAMA DE BLOQUES COMPONENTES DEL SISTEMA SOFTWARE DEL AUTÓMATA (STEP 7) SUPERVISIÓN CON WINCC

82 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Diagrama de Bloques del Sistema de Control de Velocidad Ref + - error CONTROL D/A AMPLI POTENCIA MOTOR A/D TACODINAMO AUTOMATA S7-300 MAQUETA MV-541

83 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor DIAGRAMA DE BLOQUES COMPONENTES DEL SISTEMA SOFTWARE DEL AUTÓMATA (STEP 7) SUPERVISIÓN CON WINCC

84 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor COMPONENTES DEL SISTEMA MAQUETA MV-541 AUTÓMATA (S7-300) TACODINAMO DRIVER MOTOR El autómata es el que se encarga de realizar la comparación y el control PID

86 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Conexión Autómata Maqueta MV-541 Tacodinamo Amplificador E/S Analógicas Motor

88 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Sensor utilizado (Tacodinamo( Tacodinamo) El sensor utilizado es la tacodinamo que se encarga aplicar la señal procedente del motor a la entrada analógica. La tacodinamo mide la velocidad en revoluciones.

90 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Driver utilizado El driver utilizado encarga de amplificar la señal procedente del autómata y mandarla al motor. Es la señal de control (manipulado).

92 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Motor utilizado AMPLI POTENCIA MOTOR TACODINAMO Tensión de alimentación: ± 12 voltios Consumo de corriente (nominal): 0,6 amperios Velocidad nominal: 1200 r.p.m. MAQUETA MV-541

94 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Ref + - error CONTROL D/A AUTOMATA S7-300 A/D El autómata es el que se encarga de realizar la comparación y el control PID, para ello modificamos los parámetros y el tipo de control. Los conversores A/D y D/A se encargan de adecuar la señal al bloque siguiente.

95 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Supervisión n con WinCC u(t) = Kp [ e(t) + 1/Ti e(t) dt + Td de(t)/dt] P I D Kp Ganancia Proporcional Ti Tiempo Integral Td Tiempo Derivativo

97 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Diagrama de Bloques del Sistema de Control de Velocidad Ref + - error CONTROL D/A AMPLI POTENCIA MOTOR WinCC A/D TACODINAMO AUTOMATA S7-300 MAQUETA MV-541

98 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Programa step 7 utilizado Consigna Entrada SP_INT = consigna Entrada = Tensión tacodinamo (velocidad) Salida = Señal de control (manipulado) Salida

99 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Parametrización del PID del step 7.

101 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor

102 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Acceso a la Supervisión motor, Control de velocidad

103 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Introducimos un valor de consigna y vemos las r.p.m

104 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Incrementamos el valor de consigna y vemos las r.p.m

105 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Gráficas control PID

106 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Control P

107 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Control PI

108 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor Control PD

109 Capítulo III : Aplicación Velocidad Motor

110 Manejo del Software STEP 7 Programación de E/S Digitales Programación de E/S Analógicas Regulación de Procesos Dominio del software scada WinCC

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