Nuevos conceptos en automatización

Transcripción

1 Nuevos conceptos en automatización Universidad de Vigo III Jornadas sobre Tecnologías y Soluciones para la Automatización Industrial Jesús Camúñez 29 de Noviembre de 2007

2 DCS tradicionales PUNTOS FUERTES Base de datos única: Control + Supervisíón. Lenguajes de alto nivel: lenguaje estructurado, bloques, etc. Alta disponibilidad: redundancia. Fuerte integración entre Hardware y Software. Funciones de control avanzado: regulación, multivariable, control predictivo, etc. Conectividad con buses de campo. Diseñados para el control de procesos continuos. Sin direccionamiento explícito. PUNTOS DÉBILES Poco flexibles, aunque cada vez más abiertos. Coste de implantación y mantenimiento elevado. Poca oferta de servicio. Evolución lenta. Poco escalables y de difícil aplicación en procesos discretos o por lotes.

3 PLC + SCADA PUNTOS FUERTES Se pueden escoger los productos que mejor se adaptan a las necesidades a nivel de Control y de Supervisión (historización, control batch, etc.). Evolución rápida a las nuevas tecnologías. Sistemas abiertos y fácilmente integrables con hardware/software de terceros. Bajo coste. Amplia oferta de servicios, no cautividad. Muy escalables. PUNTOS DÉBILES Mantenimiento de bases de datos independientes. Pocas funciones prediseñadas y de control avanzado. Direccionamiento explícito. La integración de Hardware y software es explícita y requiere esfuerzo.

4 Sistemas de Control Híbrido (HCS) Control y Supervisión de propósito general pero pre-integrados por el fabricante. Válidos tanto en control de procesos continuos y discretos como en control de procesos por lotes (fabricación flexible y basada en norma ISA S88). Funciones de alto nivel, multipropósito y control avanzado. Evolución rápida a las nuevas tecnologías. Sistemas abiertos y fácilmente integrables con hardware/software de terceros. Coste bajo-medio. Amplia oferta de servicios y distribución (cuando se instalan mediante Integradores de Sistemas). Escalables. Alta disponibilidad: generalmente, se implementa con Controladores y SCADAs de gama media/alta. Actualización independiente de Hardware y Software. Alta disponibilidad de herramientas complementarias: historización, control batch, mantenimiento, cálculo de efectividad (OEE), portales web (KPIs), etc.

5 Procesos Híbridos en la Industria Mercados tradicionales del: Otros / Discreto Alimentación Agua/Biomasa/RSU Farma Cemento/Vidrio Metal &Minería Papel Química Petróleo/Gas Térmicas Petroquímica DCS PLC 12% 88% 36% 64% 57% 43% Sistemas de Control Híbrido 70% 30% 76% 24% 77% 23% 86% 14% 88% 12% 91% 9% 92% 8% 95% 5% Proceso Híbrido Proceso Continuo 0% 20% 40% 60% 80% 100%

6 Qué es? Un sistema de control integrado y basado en Unity y Vijeo Citect, con objetos listos para ser utilizados y herramientas para que el usuario adapte o cree sus propios objetos según requerimientos. Posicionamiento: Sistema de Control Híbrido (HCS) Aplicable indistintamente en control de procesos continuos, por lotes y discretos. Subsistemas de Control y Supervisión integrados (un único punto de entrada para cada información). Funcionalidad de alto nivel Out Of the Box. En definitiva, la flexibilidad de los sistemas PLC+SCADA combinada con las prestaciones de los Sistemas de Control Distribuido tradicionales (DCS).

7 Objetivos principales Un único punto de entrada para cada dato de configuración Los datos introducidos a nivel de control se utilizan a nivel de supervisión. Implementación basada en objetos reutilizables. Control y Supervisión (objetos animados y pantallas de detalle). Integración automática entre control y supervisión. Sin direccionamiento explícito (aunque también es soportado). Incluye integración de dispositivos conectados a buses de comunicaciones. Optimización de recursos Comunicaciones Hardware: Memoria y Tiempo de ejecución. Software: Licencias. Aplicación: Modularidad. Escalabilidad Todos los controladores Modicon bajo Unity (M340, Premium y Quantum). Apertura Los usuarios pueden crear nuevos objetos o modelar los prediseñados por Schneider Electric. Pueden utilizarse bloques funcionales de usuario ya existentes.

8 sg 2 en la oferta ERP: Procesos de Negocio MES Ampla Vijeo Historian y Control Batch Vijeo Citect Gestión de Operaciones Control Avanzado, gestión de información, reports, Control y Supervisión Unity Control de Campo

9 Arquitectura para control de procesos Estaciones de Ingeniería Estaciones de Operación Estaciones de Visualización Estaciones Web Control y Visualización Tablet PCs Red de Información de Planta Control Batch Redundante Scheduler Historizador Servidores Redundantes de E/S, Alarmas, y Tendencias Servidor Web Vijeo Pocket Red de Control Ethernet Profibus DP Control del Proceso Control de Proceso (E/S en bastidor) Sistema Instrumentado de Seguridad Relés de Protección Digital Analizadores de Red E/S en Zona Segura Variadores de Velocidad Controladores y Arrancadores Profibus DP seguro Profibus PA E/S en Zona Clasificada

10 Ciclo de Vida de Proyecto Proporcione una amplia (opcional) Control Creación Supervisión basado de Instanciación Generación sinópticos basada lenguajes de Objetos mediante masiva plantillas IEC y de y Objetos Pantallas Bloques Módulos reutilizables visibilidad de de Funcionales de Librería Detalle Control y funcionalidad para el control del proceso Defina sus propios objetos reutilizables mediante el software de programación Unity Pro Diseñe la lógica de control continuo/secuencial Genere automáticamente código para sus aplicaciones en cuestión de minutos Reutilice objetos animados para supervisar el proceso

11 Funciones de alto nivel (1/2) Operación del sistema Objetos animados representando: estado actual, consigna, mandos, modos de operación, etc. Pantallas de Detalle con acciones de Operación, Configuración, Enclavamientos, mantenimiento, etc. Modos de Operación Propietario: Operador / Programa. Consigna: Local / Remota (cascada). Algoritmo: Manual / Auto. Simulación: activable desde supervisión. Diagnosis de señales Valor a considerar en caso de fallo. Enclavamientos Visibles desde supervisión. Rearme manual (cuando se requiera) e individualizado. Bypass individualizado.

12 Funciones de alto nivel (2/2) Alarmas Consignas configurables desde supervisión. Apercibimiento de alarmas contextualizado. Bypass. Control secuencial basado en norma ISA S88. Control de accesos Cuentas de usuarios del Sistema Operativo o Vijeo Citect. Configuración: Función a función, asociadas a Áreas y Privilegios. Trazabilidad Registro de acciones: Fecha, Hora, Usuario, Acción, Valor anterior, Nuevo Valor. Herramientas para el comisionado de señales Pantallas de operación a nivel de control.

13 Bloques Funcionales Acondicionamiento de señal AINPUT: Entrada Analógica. Escalado, cutoff, diagnosis, simulación. AOUTPUT: Salida Analógica. Escalado, modos, diagnosis. DINPUT: Entrada Digital. Acondicionamiento, diagnosis, alarma, simulación. DOUTPUT: Salida Digital. Acondicionamiento, modos, diagnosis.

14 Bloques Funcionales Dispositivos Todo/Nada DEVCTL: Dispositivos todo/nada. Válvula o motor. Modos, alarmas. DEVMNT: Mantenimiento de dispositivos todo/nada. Contador de horas de funcionamiento y maniobras. MOTOR2: Motores de 2 velocidades o sentido de giro, con prestaciones similares al bloque DEVCTL. Dispositivos con Variación de Velocidad SDDEVCTL: Motor con variador. Multivelocidad (SP + 3 pre-establecidas). Funciones equivalentes a DEVCTL.

15 Bloques Funcionales Regulación PIDCTL: Regulador PID (PIDFF). Añade modos, encapsula funciones, etc. del módulo estándar PIDFF. ARAMP: Rampa. ASELECT: Selector de consigna Analógica. Multiplexor, mínimo, máximo. ALINEAR: Función de Caracterización lineal.

16 Bloques Funcionales Control Secuencial SEQCTL: Control secuencial. Autómata de estados finitos para el control secuencial según estándar ISA S88. SEQCTL1 (y bloques funcionales auxiliares): Control secuencial avanzado. Autómata de estados finitos para el control secuencial según estándar ISA S88, incorpora modos de funcionamiento.

17 Bloques Funcionales Bloques Auxiliares AALARM: Alarmas Analógicas. Nivel, consigna, temporización, histéresis. ACALC: Cálculos analógicos. Derivada, totalización, media, mínimo y máximo. DCALC: Cálculos Digitales. Frecuencia, totalización. CONDSUM: Resumen de Condiciones para implementar: enclavamientos, condiciones de inicio, etc.; proporciona bypass y rearme manual condición a condición. MSGBOX: Gestión de mensajes e introducción de datos al/desde el subsistema de supervisión.

18 Librería Dispositivos Controladores y arrancadores de motores Tesys U y Tesys T. Variadores de Velocidad ATV31, ATV61 y ATV71. Arrancadores estáticos ATS48. Analizadores de Energía. PM710 y PM800. Relés de protección digital SEPAM, SEPAM40, SEPAM80. Servos Lexium05 e Icla.

19 Librería Comunicaciones Clientes, Scanners y Puertos para: Ethernet (Modbus TCP). CANOpen. Modbus. Pasarelas para: Modbus TCP a Modbus. CANOpen a Advantys STB (RTP). Herramientas para: Estadísticas de comunicaciones.

20 Integración Control y Supervisión Interfaz Objeto CONDSUM (Estado y Configuración) Interfaz Objeto DEVCTL (Estado y Configuración) Interfaz Objeto DEVMNT (Estado y Configuración) Mantenimiento Supervisión Control Enclavamientos Motor

21 Generación Automática (Opcional) Librerías SGU Workflow Proyecto Unity a ser ampliado Lazos de Control (MS Excel) Objetos SGU Proceso de Refinamiento Unity Proyectos Unity refinados Definición de enlaces Vijeo Citect-Unity SGStudio guardian* Componentes SGCU * ) Proceso automático al compilar o manual SGStudio Workbench * ) import Tags, Alarms, Trends Recursos SGC Vijeo Citect Proyectos Unity (control continuo) Sólo si se utiliza SGS workbench para generar código Proyecto Vijeo Citect

22 Beneficios Para el Integrador de Sistemas Reducción de Costes: permite focalizar el esfuerzo en los requerimientos específicos del proyecto. Reducción del Riesgo: objetos probados y reutilizables. Legacy: pueden utilizarse bloques funcionales que ya hubiesen sido diseñados con anterioridad. Protección de la inversión: No se requiere aprender nuevas herramientas (sistema basado en Unity y Vijeo Citect). Y para el Usuario Final Alto nivel de Visibilidad y Operatividad del proceso. Escalabilidad. Estandarización. Valor añadido: obtiene más valor sin incrementar el coste. No cautividad. Fácil mantenimiento y diagnóstico del sistema.

23 Herramientas sg2 installer SGBuilder Genera librerías para SGStudio Workbench mediante proyectos en Unity que implementan componentes: código, pantallas de operador y/o tablas de animación (un componente es equivalente a un Módulo de Control S88). SGStudio Workbench Generador automático de código para Unity a partir de los Componentes creados con SGStudio Workbench. SGStudio guardian Asistente para crear canales de comunicación en Vijeo Citect (Dispositivos de E/S). Explorador de Sistemas (Sistema = proyecto Vijeo Citect enlazado con uno o más programas Unity). Gestiona automáticamente los Tags y Alarmas necesarios para supervisar los proyectos Unity del Sistema. Similar a Fastlink pero basado en Objetos. Se soporta comunicación OPC (símbolos, IEC o Concept) y MODNET(Modbus TCP/IP nativo de Vijeo Citect). Proporciona un Editor para poblar los datos no disponibles en Unity (p.e. Área de las Alarmas) y que son necesarios para la supervisión (Vijeo Citect). Documentarium Explorador de Documentos: manuales, guías y tutoriales.

24 Recursos Objetos SGU: Bloques Funcionales para Unity (DFBs, DDTs). Componentes y Librerías SGU: Recursos para SGStudio Workbench incluyendo Código (Objetos SGU instanciados en uno o más lenguajes), Pantallas de Operador y Tablas de Animación para Unity. Proceso. Comunicaciones. Dispositivos. Componentes SGCU: Configuran el comportamiento de los bloques SGU desde el punto de vista de supervisión (permite supervisar DFB, DDTs y EDTs definidos en Unity desde Vijeo Citect). Componentes SGC: Librerías para Vijeo Citect (sgc_include): representación de los módulos de control más habituales. Proceso. Monitorización de Dispositivos. Diagnosis. Documentación: manuales, guías y tutoriales. Utilidades (p.e. para calcular CPUs y licencias requeridas).

25 Gracias por su atención