Guía de Usuario Parte 1
Contenido 1 TÉRMINOS, DEFINICIONES Y ABREVIATURAS... 3 1.1 Términos y Definiciones... 3 1.1.1 Activo o Asset... 3 1.1.2 Componente o Component... 3 1.1.3 Enlace a Datos o Data Binding... 3 1.1.4 Mapeado de Datos o Data Mapping... 3 1.1.5 Modelo de Datos o Data Model... 3 1.1.6 MIMIC... 3 1.1.7 MIMIC Template o Plantilla... 3 1.1.8 Propiedad o Property... 4 1.1.9 Modelo de Objetos Status o Status Object Model... 4 1.1.10 Tipo o Type... 4 1.1.11 Vista o View... 4 1.1.12 Espacio de trabajo o Workspace... 4 1.2 Abreviaturas... 5 2 RESUMEN 2.1 Acerca de Status Enterprise... 6 2.2 OPC UA... 6 2.2.1 Que es OPC UA?... 6 2.2.2 Porqué una nueva arquitectura OPC?... 6 3 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA Y PROCEDIMIENTOS DE INICIO DE SESIÓN... 8 3.1 Requerimientos del Sistema... 8 3.1.1 Sistemas Operativos... 8 3.1.2 Pre-requisitos... 8 3.1.3 Permisos del Usuario... 8 3.1.4 Requerimientos de la Base de Datos... 9 3.2 Inicio de Sesión... 9 3.2.1 Información del Servidor... 10 3.2.2 Ajustes de Seguridad... 11 3.2.3 Ajustes de Autenticación... 11 3.2.4 Inicio de sesión como el Usuario Actual... 12 3.2.5 Nombre de usuario... 12 3.2.6 Contraseña... 12 3.2.7 Certificado... 12 3.2.8 Otros Ajustes... 12 4 RESUMEN DE COMPONENTES DE STATUS ENTERPRISE... 13 4.1 Status Server... 13 4.2 Diseñador del Modelo de Datos o Data Model Designer... 13 4.3 Diseñador de Mimics... 14 4.4 Diseñador de Aplicaciones o Application Designer... 15 4.5 Model Browser... 16 4.6 Status Runtime... 16 4.7 Cliente Application Runtime"... 17 4.8 Pasarela Web Status... 17 4.9 Conector de Datos... 18 5 INTRODUCCIÓN AL MODELADO DE DATOS... 20 5.1 Sistemas HMI Tradicionales... 20 5.2 Usando el Modelado de Datos para HMI... 21 5.3 Flujo de trabajo del Proyecto... 22 1
Imágenes y Tablas Imagen 1 Pantalla de inicio de sesión... 9 Imagen 2 Pantalla de descubrimiento OPC UA... 10 Imagen 3 Pantalla para introducir una URL opcional... 11 Imagen 4 Cuadro de diálogo de Ajustes de Autenticación... 11 Imagen 5 Captura de pantalla del Data Model Designer... 13 Imagen 6 Captura de pantalla de la pestaña de Activos ( Assets del Diselador mostrando un ejemplo de Modelo de Datos)... 14 Imagen 7 Diseñador de Mimics Status... 15 Imagen 8 Diseñador de Aplicaciones Status.... 15 Imagen 9 Captura de pantalla de Model Browser Status.... 16 Imagen 10 - - Una pantalla Mimic en Status.... 16 Imagen 11 Mimic en el cliente Status Application Runtime... 17 Imagen 12 - Una pantalla renderizada en HTML5 sobre un ipad a través del Status Web Gateway... 17 Imagen 13 Interfaz del Data Connector... 18 Imagen 14 Captura de pantalla de mapeados de datos en la configuración del Conector de Datos... 19 Imagen 15 Ejemplo de una pantalla unida directamente a direcciones de memoria en un PLC.... 20 Imagen 16 Ejemplo de una pantalla unida a un modelo de datos y un PLC proveyendo de datos al modelo.... 21 Imagen 17 - Gráfico que representa una pantalla enlazada a varios objetos en el modelo de datos... 22 2
1 Términos, Definiciones y Abreviaturas Esta sección define una lista de términos y abreviaturas frecuentes que pueden ser encontradas a lo largo de la Guía del Usuario de Status Enterprise. 1.1 Términos y Definiciones 1.1.1 Activo o Asset Una instancia de un Tipo. Una representación lógica de una cosa específica in el Sistema que estamos monitorizando. 1.1.2 Componente o Component Un activo que existe como hijo de otro activo. Los component son asignados a Tipos, y debe ser de un tipo definido en el Modelo de Datos. 1.1.3 Enlace a Datos o Data Binding Cuando creamos pantallas, el Enlace de Datos es el proceso de navegar por los elementos de nuestro Modelo de Datos, y asociar el valor del elemento de datos con una propiedad a de un objeto visual en la superficie de diseño. Esto habilita que las propiedades sean actualizadas con datos en tiempo real. 1.1.4 Mapeado de Datos o Data Mapping El Mapeado de Datos es el proceso de asociar datos en tiempo real de una fuente de datos específica (p.e. Servidor OPC UA) con propiedades en nuestro Modelo de Datos. El mapeado de datos es configurado en el Status Enterprise Data Connector. 1.1.5 Modelo de Datos o Data Model El Data Model es una representación lógica de un sistema que queremos monitorizar o controlar, definido con Types, Components, Alarms y Assets. 1.1.6 MIMIC Un Mimic o pantalla de gráficos con imágenes y varios controles de interfaces de usuario conectadas a datos en tiempo-real, usadas para monitorizar y controlar datos externos, usualmente datos provenientes de equipamiento y procesos; a veces llamado pantalla HMI (Interfaz Humano-Maquina) o cuadro de mandos. 1.1.7 MIMIC Template o Plantilla Una pantalla asociada a un tipo específico de activo. Las plantillas de pantallas pueden ser abiertas con cualquier activo que sea de los mismos tipos o activos a los que esté asociada. 3
1.1.8 Propiedad o Property Una cualidad específica de un Tipo o Activo que es definida por el usuario. Los valores de las propiedades pueden ser enlazados a datos en vivo y anexados a los gráficos en una pantalla. Las propiedades pueden también ser monitorizadas por alarmas. 1.1.9 Modelo de Objetos Status o Status Object Model Una librería.net que puede ser usada para interactuar con tu Modelo de Datos permitiendo la creación de un flujo de trabajo y otras complejas interacciones en tu sistema. 1.1.10 Tipo o Type Una definición de un objeto tangible en el Modelo de Datos, como un ventilador, un edificio, etc 1.1.10.1 Subtipo o Sub-type Tipos de la misma categoría general. Un ventilador oscilante puede ser un sub-tipo de ventilador. 1.1.11 Vista o View Una vista en Status Enterprise es similar a una carpeta. Los Activos del Modelo de Datos están organizados en Vistas, y las Vistas pueden ser agrupadas dentro de otras Vistas, creando subconjuntos de la colección de Activos. 1.1.12 Espacio de trabajo o Workspace Un Objeto de accesibilidad para restringir el acceso en el Modelo de Datos. Los Usuarios y Roles pueden ser asociados con un Workspace. Las propiedades, Activos y otros objetos del Modelo de Datos pueden también ser asociados con un Workspace. Los Usuarios solo pueden acceder a objetos que están dentro de los Workspace a los cuales pertenecen. 4
1.2 Abreviaturas Abreviatura DA HMI.NET ODBC OPC PLC SCADA UA WPF XAML Definición Acceso a Datos Interfaz Humano-Máquina Software Microsoft.NET Framework Open Database Connectivity Fundación OPC Controlador Lógico Programable Supervisión de Control y Adquisición de Datos Arquitectura Unificada Windows Presentation Foundation Extensible Application Markup Language de Microsoft 5
2 Resumen 2.1 Acerca de Status Enterprise Status Enterprise es un software HMI/SCADA (Interfaz Humano-Máquina/Supervisión de Control y Adquisición de Datos) que permite a los usuarios registrar datos, monitorizar datos en tiempo-real e históricos, crear información de alarmas y tendencias en modernos cuadros de mandos desde un cliente Windows o un navegador compatible con HTML5. Status Enterprise está construido sobre la especificación OPC de Arquitectura Unificada, un estándar abierto que proporciona a la plataforma de interoperabilidad independiente entre la empresa y la fábrica. El servidor de Status Enterprise es un servidor OPC UA que está soportando las especificaciones OPC UA para los modelos de datos, el acceso a datos, el acceso a datos históricos y las alarmas. Status Enterprise en una plataforma con un potente Modelado de Objetos que hace sencillo acceder a los datos en tiempo-real e históricos en el servidor; abriendo infinitas posibilidades para las herramientas de flujos de trabajo, ejecución de la fabricación, aplicaciones por lotes e integración con otros sistemas empresariales. Status Enterprise es altamente personalizable, permitiendo que la creación del Data Model defina el sistema que estás monitorizando. El servidor de Status es seguro; requiriendo a los usuarios iniciar sesión y limitando el acceso de los usuarios. El cliente de Status Enterprise está implementado como un control.net que puede ser embebido en cuaquier aplicación.net de terceros con solo unas pocas líneas de código, permitiendo que los gráficos y datos en tiempo-real se puedan ver en aplicaciones propietarias. 2.2 OPC UA 2.2.1 Que es OPC UA? Status Enterprise usa OPC UA exclusivamente para sus comunicaciones y las conexiones a datos en vivo. La Arquitectura Unificada (UA) es la siguiente generación del estándar OPC que provee de manera cohesionada, segura y fiable un marco multiplataforma para acceder a los datos y eventos a tiempo-real e históricos. 2.2.2 Porqué una nueva arquitectura OPC? Microsoft ha hecho que pierda importancia COM en favor de los Servicios Web multiplataforma y SOA (Arquitectura Orientada a Servicios) Los vendedores OPC quieren un conjunto único de servicios para exponer los modelos de datos OPC (DA, A&E, HDA...) Los vendedores OPC quieren implementar OPC en sistemas no Microsoft y embebidos en dispositivos. Otras organizaciones colaboradoras necesitan una manera fiable y eficiente para mover datos estructurados de alto nivel. 6
En el lado práctico no hay horrores de configuración DCOM. OPC UA es mas seguro, elimina las incidencias de dominios cruzados, trabaja bien a través de firewalls y es accesible vía web. 7
3 Requerimientos del Sistema y Procedimientos de Inicio de Sesión Esta sección detalla los requerimientos mínimos del sistema para ejecutar Status Enterprise, y provee de un resumen de los ajustes utilizados para iniciar sesión en Status Enterprise una vez está instalado. 3.1 Requerimientos del Sistema Hay algunos requerimientos técnicos que deben ser cumplidos para ejecutar Status Enterprise y que funcione apropiadamente en un sistema. 3.1.1 Sistemas Operativos Los siguientes Sistemas Operativos han sido probados y aprobados para ejecutar el servidor Status Enterprise y las aplicaciones cliente. Windows XP (Service Pack 2 y superiores) (Solo Aplicaciones Cliente) Windows Vista (Service Pack 1 y superiores) Windows Server 2003 (Service Pack 3 y superior) Windows Server 2008 Windows Server 2012 Windows 7 Windows 8 3.1.2 Pre-requisitos Los siguientes frameworks deben de ser instalados en el sistema anfitrión( host ) previamente a instalar Status Enterprise. El framework.net 4.0 con su instalación completa. o La versión del perfil de cliente de.net framework no incluye una parte del software requerido para Status Enterprise. o El framework.net 4.0 o superior debe ser instalado previamente a instalar ninguna parte de Status Enterprise. Núcleo de componentes(core components) de la Fundación OPC (requerido si usamos OPC DA) o Estos componentes es requerido que estén instalados previamente a instalar el Conector de Datos Status Enterprise. 3.1.3 Permisos del Usuario Los componentes de Status Enterprise no requieren permisos especiales de los usuarios más allá de los siguientes: La posibilidad de instalar software en el ordenador La posibilidad de escribir en el disco duro 8
3.1.4 Requerimientos de la Base de Datos Para usar las Bases de Datos SQL con Status Enterprise, SQL Server 2008 o superior debe ser instalado en el sistema host. Las versiones previas de SQL Server no son compatibles. 3.2 Inicio de Sesión La primera vez que abras cualquier aplicación de Status Enterprise, se abrirá un cuadro de diálogo para inicio de sesión en el servidor de Status. Imagen 1 Pantalla de inicio de sesión En el cuadro de diálogo aparecerán los ajustes por defecto. Debes aceptar estos ajustes, o bien editar los siguientes campos: 9
3.2.1 Información del Servidor 3.2.1.1 URL La URL es la dirección del Servidor Status. Para anular las configuraciones por defecto, haga clic en el menú desplegable o teclee la dirección manualmente. Imagen 2 Pantalla de descubrimiento OPC UA Haciendo doble clic en Remote te permitirá acceder a otro servidor. 10
Imagen 3 Pantalla para introducir una URL opcional 3.2.2 Ajustes de Seguridad 3.2.2.1 Política de Seguridad 3.2.2.2 Modo de mensaje de Seguridad A menos que tu administrador de la red te de indicaciones en otro sentido, deberías dejar la Política de Seguridad y el Mensaje de Seguridad en sus valores por defecto. 3.2.3 Ajustes de Autenticación Imagen 4 Cuadro de diálogo de Ajustes de Autenticación 11
3.2.4 Inicio de sesión como el Usuario Actual Si eliges el inicio de sesión como el Usuario Actual, se inhabilitarán los dos primeros campos. Tu cuenta de Windows será utilizada para iniciar sesión en el servidor. 3.2.5 Nombre de usuario El nombre de usuario por defecto es Administrador. Tú puedes crear nuevos usuarios en el Diseñador del Modelo de Datos. Estas cuentas pueden ser administradores también. 3.2.6 Contraseña El Administrador por defecto no tiene contraseña para iniciar sesión en el servidor Status. Tú deberías de cambiar la contraseña del Administrador en la pestaña de seguridad en el Diseñador del modelo de Datos. 3.2.7 Certificado Tu administrador de red puede asignarte un certificado que puedas usar para mayor seguridad. 3.2.8 Otros Ajustes Keep Alive este ajuste cuenta el número consecutivo de ciclos publicados durante los cuales no hay notificaciones que se han reportado al cliente. Si este máximo es alcanzado mientras una sesión esta todavía activa un mensaje es enviado para informar que la sesión sigue activa. Default Session Timeout El número de milisegundos que una sesión permanecerá abierta sin actividad. Operation Timeout El número de milisegundos que una operación será intentada antes de terminarla. Subscription Lifetime Determina el número de veces que el temporizador puede expirar sin mandar ninguna notificación antes de que la sesión asuma que el cliente no está presente y cierre. 12
4 Resumen de Componentes de Status Enterprise Los siguientes componentes comprenden el sistema Status Enterprise: 4.1 Status Server El servidor Status es un servidor OPC UA que proporciona datos en tiempo real, datos históricos y alarmas a los clientes OPC UA. El servidor Status es implementado como un servicio Windows y funciona en Windows 2003 Server y versiones posteriores de Windows. El servidor Status contiene el Modelo de Datos de tu sistema, registra los cambios de datos, genera y registra la información de alarmas y administra la seguridad y los accesos. 4.2 Diseñador del Modelo de Datos o Data Model Designer El Diseñador del Modelo de Datos o Data Model Designer es una aplicación Windows que te permite crear una representación del mundo real en tu sistema, tu modelo de datos, El Data Model Designer comunica con el servidor Status para crear variados Tipos, Propiedades, Alarmas y Activos. El Modelo de Datos que tu creas es mantenido por el servidor Status en la Base de Datos del Modelo de Datos. Imagen 5 Captura de pantalla del Data Model Designer 13
Imagen 6 Captura de pantalla de la pestaña de Activos ( Assets del Diselador mostrando un ejemplo de Modelo de Datos) 4.3 Diseñador de Mimics El Diseñador de Mimics es un paquete de diseño gráfico que te permite crear pantallas con variados indicadores, tendencias y otros controles conectados directamente a los datos en tu Modelo. Las pantallas son guardadas en el Servidor Status y recuperadas en la ejecución para ser mostradas al usuario. El Diseñador de Mimics es también usado para crear pantallas compatibles con HTML5 que puedan ser vistas a través de la web. 14
Imagen 7 Diseñador de Mimics Status 4.4 Diseñador de Aplicaciones o Application Designer El Application Designer Status es similar al Mimic Designer, excepto porque provee soporte para proyectos. Los gráficos creados no son almacenados como documentos XAML, pero como proyectos.net pueden ser extendidos o personalizados usando lenguajes C# o Visual Basic Script. Imagen 8 Diseñador de Aplicaciones Status. 15
4.5 Model Browser El Model Browser puede ser utilizado para ver tu Modelo de Datos y tus Mimics conectadas a datos en tiempo real. Puede también enseñarte la información de alarmas y el histórico de tendencias de la información de tu Modelo de Datos. El Model Browser también provee de medios sencillos para ver registros del Registro de Datos o Data Logger en el Servidor Status. Imagen 9 Captura de pantalla de Model Browser Status. 4.6 Status Runtime El Cliente Status Runtime te permite tener control total sobre la ejecución de tus Mimics. Una pantalla Mimic es cargada y los usuarios pueden navegar a otras pantallas clicando en botones y gráficos que el diseñador ha puesto en el Mimic principal. Status Runtime provee de la experiencia de ejecución típica en los modernos sistemas HMI. Imagen 10 - - Una pantalla Mimic en Status. 16
4.7 Cliente Application Runtime" El cliente Status Application Runtime es usado para ejecutar proyectos creados en el Diseñador de Aplicaciones Status. La experiencia de ejecución es idéntica al Status Runtime Client, el Mimic principal es cargado y usado para navegar a otras pantallas. Los datos en tiempo-real son mostrados por la configuración del diseñador. El cliente Application Runtime también incluye el Scheduler, que puede ser usado para hacer un ciclo de pantallas con intervalos específicos sin interacción del usuario. Imagen 11 Mimic en el cliente Status Application Runtime. 4.8 Pasarela Web Status El Status Gateway es una aplicación web ASP.NET a la que los clientes web pueden conectar para ver las pantallas Mimics salvadas en formato XAML en el Servidor de Status en páginas web HTML5 que pueden ser vistas en la mayoría de navegadores web y dispositivos móviles. Imagen 12 - Una pantalla renderizada en HTML5 sobre un ipad a través del Status Web Gateway 17
4.9 Conector de Datos El Conector de Datos o Data Connector es un interfaz gráfico usado para conectar datos en vivo desde tu servidor a las propiedades de los Activos en tu modelo de datos. Las configuraciones del mapeado de datos ( Data Mapping ) creadas aquí determinarán como y cuando los valores de la propiedad en tu modelo de datos serán actualizados. Imagen 13 Interfaz del Data Connector Los mapeados de datos en la configuración del Conector de Datos mapean datos en tiempo real a las propiedades de los Activos en tu modelo de datos. 18
Imagen 14 Captura de pantalla de mapeados de datos en la configuración del Conector de Datos 19
5 Introducción al Modelado de Datos El Modelado de Datos es una creación de un modelo virtual que se ve y se comporta como el sistema real que quieres monitorizar. Un ejemplo de un modelo de datos podría ser el listado de contactos de tu teléfono móvil. Tu lista de contactos es un listado de tus amigos y familia. Tiene sus números de teléfono, direcciones, quizás una foto de ellos. Cada contacto en tu teléfono móvil es una representación, o un modelo, de una persona real o un miembro de tu familia con el que interactúas. Un modelo de datos en Status Enterprise es el mismo concepto, pero en vez de personas, tu modelo puede contenes máquinas, información de los procesos o otras cosas tangibles que te interesan del mundo real. 5.1 Sistemas HMI Tradicionales En los sistemas HMI tradicionales no hay modelo de datos. Los gráficos de las pantallas están directamente unidos a datos en tiempo real que provienen de un PLC, servidor OPC u otras fuentes de datos. La pantalla es diseñada para un objeto en particular, en nuestro caso la Maquina 1 Imagen 15 Ejemplo de una pantalla unida directamente a direcciones de memoria en un PLC. Hay muchos inconvenientes cuando usamos el enlace directo en el diseño de pantallas. El PLC debe de estar instalado y funcionando para enlazar el gráfico a las direcciones del PLC. Para construir estas pantallas debemos tener un conocimiento profundo de las direcciones de memoria a las que deben ir enlazadas. Diseñarlas es un trabajo intensivo, con una reusabilidad de las pantallas limitada. Un cambio en el PLC o en las direcciones del PLC afecta a desde donde la interfaz del usuario HMI consigue los datos. 20
5.2 Usando el Modelado de Datos para HMI Cuando usamos modelos de datos con nuestras pantallas, los gráficos están unidos al modelo de datos, no a la fuente de datos. Imagen 16 Ejemplo de una pantalla unida a un modelo de datos y un PLC proveyendo de datos al modelo. Esto tiene muchas ventajas: Las pantallas pueden ser desarrolladas contra el modelo de datos independientes de que los PLC/proveedores de datos estén presentes. La pantalla HMI es diseñada y los enlaces a datos pueden ser hechos con mucha antelación a que los PLCs o las fuentes de datos estén conectadas al sistema. Los diseñadores que construyen las pantallas enlazadas a un modelo lógico no necesitan un conocimiento profundo de las direcciones y fuentes de datos subyacentes que estén enlazadas. Cualquier dirección de PLC que cambie no aecta a los enlaces de la interfaz HMI del usuario. La ventaja más profunda es que nos permite la creación de un gráfico para un tipo ( type ) de objeto, no un objeto específico (Activo). Esto reduce enormemente la cantidad de pantallas que necesitan ser creadas. La misma pantalla puede ser reutilizada con todas las instancias del mismo tipo. 21
Imagen 17 - Gráfico que representa una pantalla enlazada a varios objetos en el modelo de datos. 5.3 Flujo de trabajo del Proyecto El flujo de trabajo básico diseñando con Status Enterprise un proyecto HMI/SCADA es el siguiente: Crear un modelo de datos en el Data Model Designer. Crear una pantalla en el Mimic Designer o Application Designer y enlazar los gráficos a nuestro modelo de datos. Conectar los Activos en nuestro modelo de datos a nuestros datos en tiempo-real. Ver la pantalla en cualquier navegador web, en el cliente Status, en el cliente de ejecución de aplicaciones Status o a través de cualquier navegador web HTML5 usando el Status Enterprise Gateway. 22