Introducción a la Adquisición de Datos. Unidad 4

Transcripción

1 Introducción a la Adquisición de Datos Unidad 4

2 Introducción a la adquisición de datos Controladores lógicos programables Bus de campo SCADA

3 Controladores lógicos programables Qué son los PLC s? CPU Memoria de programa Memoria de datos Módulos de entrada y salida Comunicaciones Lenguajes de programación Conjunto de instrucciones

4 Qué son los PLC s? Su creación se remonta a finales de los años 60 Nacieron con el fin de reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes. Actualmente son capaces de realizar operaciones aritméticas, lógicas de comparación, de comunicaciones y manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integral derivativo (PID).

5 Conexión de PLC con el Proceso

6 Conexión de PLC con el Proceso

7 Escán del Programa

8 Tipos Fijos: los componentes (CPU, fuente, módulos de E/S) están integrados en un solo equipo Modulares: están basados en un chasis o bastidor donde se montan todos los componentes del sistema

9 PLC Modulares

10 Tipos de Procesadores Los tipos de procesadores se diferencias unos de otros por las siguientes características: Memoria de datos y programas Puertos de comunicaciones Cantidad de entradas y salidas Cantidad de instrucciones Velocidad de procesamiento

11 Módulos de E/S Entradas digitales 220 VAC 120 VAC 24 VDC tipo sumidero 24 VDC tipo fuente y otros Entradas analógicas -20 a 20 ma -10 a 10 v dc RTD Termopares Salidas digitales 220 VAC 120 VAC 24 VDC tipo sumidero 24 VDC tipo fuente Relé Salidas Analógicas 0 a 20 ma -10 a 10 v dc

12 Lenguajes de programación Escalera Bloques Lista de instrucciones Texto estructurado Cartas de función secuencial

13 Lenguajes de programación

14 Lenguaje escalera

15 Conjunto de instrucciones Bits Temporizadores y contadores Manejo de archivos Lógicas Matemáticas Matemáticas avanzadas Control de Programa Comunicaciones y especiales

16 Instrucciones de bit XIC XIO OTE OTU OTL OSR

17 Instrucciones de bit (Entrada) Examine si cerrará (Examine if closed) XIC ---] [--- Instrucción de entrada Estado del bit Instrucción XIC 0 Falso 1 Verdadero Examine si abrirá (Examine if open) XIO ---]/[--- Instrucción de entrada Estado del bit Instrucción XIC 0 Verdadero 1 Falso One shot rising OSR ---[OSR]--- Instrucción de entrada

18 Instrucciones de Bit (Salida). Energice Salida (output Energize) ( ) Output latch (L) Output unlatch (U)

19 Temporizadores

20 TON

21 TOF

22 RTO

23 Contadores

24 CTU

25 CTD

26 Instrucciones de Comparación EQU: Prueba si A = B. GEQ: Prueba si A >= B. GRT: Prueba si A > B. LEQ: Prueba si A <= B. LES: Prueba si A < B. LIM: Prueba si Valor1 < A < Valor 2. MEQ: Prueba si A = B con máscara. NEQ: Prueba si A B.

27 Instrucciones Lógicas y Manejo de Datos COP: Copia un archivo a otro. FLL: Copia un valor a un archivo. MOV: Mueve el valor de una fuente a un destino. MVM: igual a anterior con mascara. AND: Ejecuta una operación AND entre dos registros. OR: Ejecuta una operación Or entre dos registros. XOR: Ejecuta una OR Exclusiva entre dos registros. NOT: Complemento a uno de un registro. NEG: Complemento a dos de un registro.

28 Instrucciones Matemáticas ADD: A + B. SUB: A B. MUL: A * B. DIV: A/B. DDV: RM/A. CLR: A = 0. SQR: RAIZ(A). SCP: Escalamiento con parámetro. SCL: Escalamiento. ABS: Valor absoluto. CPT: Evalúa una expresión.

29 Instrucciones Matemáticas SWP: Intercambia el byte alto con el byte bajo de una registro. ASN: Arco seno. ACS: Arco coseno. ATN: Arco tangente. COS: Coseno. LN: Logaritmo natural. LOG: Logaritmo base 10. SIN: Seno. TAN: Tangente. XPY: X elevado a la Y

30 Instrucciones de Control de Programa JMP: Salto a etiqueta. LBL: Etiqueta. JSR: Salto a subrutina. SBR: Subrutina. RET: Retorno de subrutina. MCR: Apaga todas las salidas no retentivas dentro de una zona. IIM: Actualiza tabla imagen de entrada (con mascara). IOM: Actualiza tabla imagen de salida (con mascara).

31 Otras Instrucciones MSG: Mensaje. STI: Interrupción de tiempo. DII: Interrupción de E/S. PID: Proporcional Integral Derivativo.

32 SCADA Comunicaciones (DDE OPC) Definición de variables (tags) Gráficos Alarmas

33 SCADA SCADA: Adquisición de datos y control de supervisión (Supervisory Control and Data Acquisition).

34 Comunicaciones Entre las redes de comunicación podemos encontrar Ethernet, Devicenet, Profibus, Controlnet. Algunos programas SCADA leen los datos directamente del equipo de control a través de la red y otros los leen de bases de datos que guardan una copia de la información de campo.

35 Buses de campo Transmisión serial de datos entre dispositivos de campos como sensores y actuadores y dispositivos de supervisión y control. Una característica importante de los dispositivos conectarse al bus es la capacidad de que tienen para hacer funciones de diagnostico, control y mantenimiento.

36 Ventajas Disminuye la cantidad de cable, tuberías entre el campo y el equipo de control. Disminuye los puntos entradas y salidas en el equipo de control. Cuando el número de dispositivos de campo es significativo se reduce el costo de instalación. Mayor facilidad de expansión Reducción de los tiempos de puesta en marcha

37 Ventajas

38 Desventajas Necesidad de personal con mayor preparación. Costo adicional en las herramientas para mantenimiento.

39 Buses de campo Devicenet Profibus dp Foundation FieldBus

40 Buses de campo No de nodos Topología Distancia Velocidad de transm. DeviceNet ProfibusDP (RS-485) Foundation FieldBus H Troncal/deri vaciones 500m (125 kbps) Troncal/deri vaciones 1200m (100 kbps) Bus/estrella 1900m 500kbps 12Mbps kbps.

41

42 SCADA

43 Comunicaciones Otros programas SCADA se comunican con los equipos de control a través de manejadores de comunicaciones vía DDE (intercambio dinámicos de datos) o OPC (ole para control de proceso)

44 DDE Permite el intercambio de información entre dos aplicaciones de windows Para identificar las unidades de datos se usan una jerarquía de tres niveles: Aplicación, tópico e item. La aplicación y el tópico define la conversación La aplicación es el nombre del del servidoe de los datos El tópico es una agrupación general para los items. El item es la información especifica de la conversación.

45 OPC OLE para control de Procesos OLE Objetos enlazados e incrustados (Object Linking and Embedding) Compuesto por varios elementos: El servidor (server) Mantiene información sobre el servidor Sirve como container para objetos del grupo OPC El grupo (group) Mantiene información sobre si mismo Provee mecanismos para contener/organizar lógicamente items El elemento (item) Representan conexiones a fuentes de datos dentro de un servidor

46 OPC

47 Variables (tags) Localidades de memoria donde se almacenan los datos en el SCADA. Pueden ser internas (datos generados dentro del SCADA) o externas (datos provenientes de los equipos de control u otras aplicaciones. Las variable contienen datos que pueden ser de diferentes tipos: enteros, reales, lógicos, cadenas entre otros.