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PROYECTO DE GRADO
TITULO:
Diseño e implementación de un Sistema
SCADA para el control remoto de un proceso a
través de un dispositivo móvil basado en el
software My Scada e Information Server.
ELABORADO POR:
Francisco Palacios Silva
Francisco Mera Clavijo
Director: Ing. Rodolfo Gordillo
Co-Director: Ing. Paul Ayala
INDICE
• PLANTA DE PRUEBAS Y DISEÑO HMI CELULAR
IPHONE.
• WONDERWARE INFORMATION SERVER
• SERVIDOR DE VIDEO
• ACCESO A BASE DE DATOS DESDE SOFTWARE LIBRE
• GRACIAS
PLANTA DE PRUEBAS Y
DISEÑO HMI CELULAR
IPHONE
TEMAS A TRATAR
•
•
•
•
•
OBJETIVOS
PLANTA DE PRUEBA
SOFTWARE UTILIZADO
PROGRAMA IPHONE
PROGRAMA PLC
OBJETIVOS
• Conección de la planta elaborada por la Srt. Katherin Morales,
para el control de un proceso de encendido de un motor
trifásico a través un dispositivo móvil (Iphone) utilizando el
software My Scada e Information Server.
• Diseño de un sistema SCADA para el control de un proceso de
encendido de un motor en lazo abierto, permitiendo la
realización de pruebas y obtención de resultados sobre el
comportamiento de dicho software.
• Analizar los requerimientos físicos y de sistema para poder montar
dicho proceso y poder instalar el software en cualquier PC.
• Implementar el servidor web en bajo el sistema operativo
Windows Server 2003 y la evaluación de su comportamiento.
• Implementar una base de datos en MS SQL SERVER 2008 y
conectarse a la misma, a través de un sistema operativo libre (en
nuestro caso Ubuntu) para la visualización de datos de la
plataforma de pruebas.
PLANTA DE PRUEBAS
• Para la planta necesaria para la elaboración de este proyecto de
grado, se ha utilizado como base el trabajo realizado por la
Srta. Katerin Morales en el proyecto titulado “Diseño e
implementación de una plataforma remota para el control y
monitoreo del arranque de un motor trifásico vía web”, el
mismo que fue reconectado para que cumpla las necesidades
del presente proyecto.
A continuación se va a describir las características más relevantes de
cada uno de los componentes utilizados como hardware en el
presente proyecto:
Motor TEFC Baldor MM3545
Motor trifásico de inducción tipo jaula de ardilla, totalmente
cerrado y enfriado por ventilador.
Características Técnicas
CARACTERÍSTICA
DETALLES
Potencia
1 HP o 0.75 KW
Velocidad
3450 RPM
Fase
3
Frecuencia
60 Hz
Peso
25 Lbs
La conexión que se utilizó para el funcionamiento de el motor de la
plataforma de prueba fue de tipo LOW VOLTAGE (Bajo Voltaje)
debido a que como el motor trabaja a 208 - 230 y 460 V y como
nuestra acometida tiene un voltaje máximo de 220 VAC, debemos
trabajar con la conexión de bajo voltaje, para garantizar que el motor
llegue a sus revoluciones nominales y hacer un control más óptimo y
efectivo, siguiendo lo que dice su placa y su Ficha Técnica.
Micrologix 1100 de Allen Bradley
• Memoria de 8Kb (4 Kb para programa y 4 Kb para datos)
• Permite realizar edicion del programa online (conexion PLC
- Computador).
• Posee diez entradas digitales, dos entradas analogicas, seis
salidas digitales en cada controlador.
• Entradas de alta velocidad que pueden ser utilizadas como
contadores de 20 KHz.
• Dos entradas analogas incorporadas de 0 - 10 VDC con 10
bits de resolucion.
• La alimentación es de 120/240 VAC
SALIDAS UTILIZADAS
DIRECCIÓN
DESCRIPCIÓN
SIMBOLO
O:0.0
Luz
Permite encender la luz de la plataforma
O:0.1
Jog
Frecuencia estándar de 10 Hz
O:0.2
Fx
Sentido de giro anti horario
O:0.3
Rx
Sentido de giro horario
O:0.4
P1
Entrada configurable del variador, sube
revoluciones
O:0.5
P2
Entrada configurable del variador, baja
revoluciones
ENTRADA ANALÓGICA UTILIZADA
DIRECCIÓN
I:0.4
SIMBOLO
ENTRADA
DESCRIPCIÓN
Entrada de 0 - 10 VDC
Variador de Frecuencia LG Serie iG5
El variador posee una consola de programación en la cual se
muestran un máximo de 4 caracteres alfanuméricos en inglés
pudiendo comprobarse varios ajustes de programación del
variador , la misma que puede ser desmontada para evitar que se
realicen cambios en su programación. A través de la consola de
programación se pueden introducir códigos con los que se puede
configurar la corriente, voltaje y frecuencia de arranque, sin
embargo la programación se puede realizar a través del puerto de
comunicación RS-485.
Computador-Servidor
Características:
ORDENADOR DE ESCRITORIO
Pocesador Intel Core 2 Duo
Memoria Ram de 2 Gb
Disco Duro de 160 Gb
Este computador se lo ha cargado un sistema operativo
“Windows Xp Profesional”, en el mismo se ha instalado el
software “VMware” el cual permite montar máquinas virtuales
con sistemas operativos diferentes, necesarios para la
ejecución del presente proyecto. Se ha instalado 2 máquinas
virtuales, con las siguientes características:
Máquina Virtual 1
ESPECIFICACIÓN
DESCRIPCIÓN
Sistema Operativo
Windows Server 2003
Disco Duro
50 Gb
Memoria Ram
1Gb
Máquina Virtual 2
ESPECIFICACIÓN
DESCRIPCIÓN
Sistema Operativo
Ubuntu (Linux)
Disco Duro
35 Gb
Memoria Ram
512 Mb
Celular IPhone 4
•
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•
•
•
•
•
Tiene una pantalla de 3.5 pulgadas.
Unidad flash de 16 GB
Unidad RAM 512 MB
Resolución de 960 por 640 píxeles
Wi-Fi 802.11b
Giroscopio de 3 ejes
Acelerómetro
SOFTWARE
SOFTWARE MYSCADA
MySCADA es un sistema de control con todas las funciones y
aplicaciones para la Adquisición y manejo de Datos (Sistemas
SCADA) con una Interfaz avanzada hombre-máquina o también
llamada HMI. El software proporciona al usuario la capacidad de
controlar, monitorear y mostrar el estado de los procesos de tipo:
• Tecnológico
• Infraestructura
• Sistemas Industriales
• Instalaciones
La aplicación está diseñada para comunicarse con los dispositivos de
Rockwell Automation con una red Ether-Net / IP, permite usar el
protocolo Modbus TCP Unidad de terminal remota (RTU) con los
dispositivos de control desarrollados por las empresas como
Schneider, Delta, Wago, Siemens, Advantech, Unitronics, Beckhoff,
etc, con el apoyo del protocolo Modbus, puede integrar directamente
un gran número de sensores y dispositivos I / O.
Arquitectura Usada
MYSCADA EDITOR
El editor de MySCADA es un entorno de desarrollo integrado que
se utiliza para configurar, desarrollar y gestionar ventanas
HMI.En la applicación se encontrará todo lo necesario para
implementar una herramienta completa SCADA. El editor de
MySCADA se utiliza para crear y gestionar proyectos, configurar
conexiones a otros dispositivos, entre las etiquetas, las alarmas y
tendencias.
INFORMATION
SERVER
TEMAS A TRATAR
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•
•
•
•
•
•
Introducción
Arquitectura de red
Requisitos de hardware
REQUISITOS DE SOFTWARE
Orden de Instalación
Licencia Wonderware
Configuración de Aplicación WEB con intouch
Históricos
Introducción
Wonderware Information Server ofrece una amplia gama de operaciones e información de
rendimiento, como las tendencias de procesos, cuadros de mando KPI (‘Key Performance
Indicator’, Indicador clave de rendimiento), informes de producción, tiempo de inactividad de
equipos, eficiencia de los equipos, eventos y operaciones de la historia, incluyendo la
trazabilidad del producto y la información genealógica.
Beneficios
•
Acceso a indicadores claves de desempeño en cualquier lugar y mejor rendimiento de la
planta.
•
Mayor capacidad de respuesta a oportunidades del mercado.
•
Mejoras operativas y de productividad.
Capacidades
•
Fácil acceso a datos de la planta históricos y en tiempo real.
•
Acceso en línea a gráficos de proceso de planta.
•
Generación de reportes de producción y rendimiento.
Arquitectura de Red
Requisitos de Hardware
Recomendado
REQUISITOS DE
SOFTWARE
• Sistema Operativo
Requisitos del Servidor de Microsoft SQL
Wonderware Information Server 4.5 admite las siguientes versiones de
Microsoft SQL Server:
• Microsoft SQL Server 2008 Service Pack 1 expreso
• Microsoft SQL Server 2008 Service Pack 1 (32 bits) Standard y
Enterprise
• Microsoft SQL Server 2008 SP2 (32 bits) Standard y Enterprise
Las instancias con nombre no son compatibles. Sólo el valor por defecto
de mayúsculas y minúsculas configuración del servidor es compatible.
Requisitos para la Aplicación de Software
Wonderware Information Server 4.5 necesita el siguiente software de
aplicación:
• Microsoft Office 2007 Service Pack 2 o Microsoft
Office 2010 (sólo 32 bits)
• Microsoft IIS 6.0, 7.0 o 7.5
• Microsoft Internet Explorer 7.0, 8.0 o 9.0
• Microsoft. NET Framework 3.5 SP1 o 4.0
• Microsoft SQLXML 3.0 SP3
• Microsoft SharePoint Services 3.0 Service Pack 2
Orden de Instalación
Sistema Operativo Windows Server 2003, para
posterior hacer el Update del sistema Operativo
Base de Datos MS SQL Server 2008 Enterprise
Se instala el Service Pack 2 para SharePoint
Servidor WEB IIS 6.0
Gestor de Diseño de Páginas WEB SharePoint 3.0
Windows Office 2007
WONDERWARE INFORMATION SERVER,
INTOUCH E INSTALACIÓN DE LICENCIA DE
PRODUCTOS DE WONDERWARE
Licencia de Wonderware
• ArchestrA.lic para habilitar la funcionalidad del portal.
• ArchestrAServer.lic para permitir a los clientes acceso al portal.
Configuración Aplicación WEB
con intouch
Configuración
Sitio WEB WIS
Win-XML
• El exportador de Win-XML se utiliza para convertir y publicar
ventanas InTouch a un servidor de producción de Wonderware
Information accesible desde cualquier lugar en Internet /
Intranet. Una vez publicada, la convierten ventanas y símbolos
Aplicación INTOUCH
Publicación de Pantallas en WIN-XML
Publicación Sitio WIS
Configuración Sitio WEB
Seguridad
• Se utilizó la seguridad que nos brinda Windows:
Inicio -> Click derecho en Mi-PC -> Administrar
Seguridad en el Sitio WEB
Publicación Ventanas intouch en
Sitio WEB
HISTÓRICOS
Base de Datos
• Se crea la base de datos en MS Sql Server 2008, dentro
de Microsoft Sql Server Managment Studio
Tabla
Union con INTOUCH
• Para esto se utiliza ODBC, y dentro de INTOUCH se dirige a:
Barra de Herramientas -> Special -> SPC -> Database
Creación de ODBC
Configuración Bind List (Lista de enlace)
Barra de Herramientas -> Special -> SQL access manager -> Bind List
Data Change Script
Visualización de Base de Datos en Excel
AUTOIT
Un freeware Básico, es un lenguaje de programación
diseñado para la automatización de la interfaz gráfica de
usuario de Windows y de secuencias de comandos en
general. Utiliza una combinación de pulsaciones de
teclas simuladas, movimiento del ratón y la
manipulación de la ventana de control con el fin de
automatizar las tareas de una manera fiable.
Script Autoit
Pagina WEB Históricos
SERVIDOR DE VIDEO
Software
Se utilizó el Software WEBCAM XP
Este software nos sirve para sistemas de vigilancia de vídeo
de bajo coste que utilizan webcams o cámaras de
red. También puede utilizar webcamXP para transmitir vídeo
en directo a su sitio web, para programar capturas automáticas
o grabaciones o para programar acciones específicas
utilizando el detector de movimiento. Ofrecemos la mayor
lista de cámaras de red soportados en el mercado.
Antes se debe tener instalado los drivers que necesita la
cámara a utilizar para su funcionamiento
Pantalla de Configuración
Control de acceso
Pantalla de Inicial
Sitio WEB (cámara)
ACCESO A BASE DE DATOS
DESDE SOFTWARE LIBRE
Introducción
Para hacer el acceso a la base de datos desde software
Libre se instaló en una máquina el Sistema Operativo
UBUNTU 11.04, el cual dentro de este posteriormente
para el desarrollo del software para acceso a la base de
datos se utilizó el lenguaje de programación Java, y para
el diseño del HMI para la visualización de los históricos
se utilizó el entorno Netbeans 7.1.
NetBeans 7.1 (Lenguaje Java)
NetBeans es un entorno de desarrollo integrado libre,
hecho principalmente para el lenguaje de programación
Java. NetBeans IDE soporta el desarrollo de todos los
tipos de aplicación Java (J2SE, web, EJB y aplicaciones
móviles), así como me permite mediante código tener el
acceso a base de datos como ms sql server, mysql, oracle,
etc.
Para el caso de este proyecto se necesito bajar de la página
de Microsoft el conector de java para Sql Server, sqljdbc
4.0 que es el último por ahora, al igual que si se rquiere
unión con otras base de datos, se deberá bajar el conector
jdbc específica para esa base de datos.
Conexión con JDBC
Conectada
Programación Conexión
Programación Consulta
Anexos
• Programa PLC
• Programa Iphone
Conclusiones
• Se puede concluir que se ha cumplido los objetivos
planteados, los mismos que eran realizar una comunicación
entre el PLC-Inversor-Motor para realizar un control Scada
desde el celular Iphone 4.
• Se logró montar un servidor dentro del sistema operativo
Windows Server 2003, al igual que una base de datos, en la
misma que se almacenaron los datos recolectados en la plata
de pruebas.
• Se consiguió realizar una comunicación para visualizar los
datos del el sistema operativo Ubuntu 11.04.
Recomendaciones
• Para hacer la interfáz más amigable y animada, se debe trabajar en
conjunto el software MyScada con el programa que se va a cargar en
el PLC, utilizando tags de animación para que aparezcan,
desaparezcan, giren, se alarguen y se minimicen objetos dentro del
HMI.
• Myscada es un software que se encuentra en desarrollo, debido a lo
cual, algunas de sus prestaciones ofrecidas por el fabricante no
están completamente funcionales de acuerdo a lo que el manual de
usuario dice. Una de estas es el gráfico de tendencias, debido a que
este solo grafica una pendiente en la cual sólo se muestra el valor
actual de la planta.
• De acuerdo al nivel de programación que se tenga, se puede utilizar
el software propietario MyScada de 100 $ o de 400 $ dólares.
• Una de las dificultades de trabajar con software
propietario es el alto costo de las aplicaciones
industriales, en este proyecto, se tuvo que gestionar una
licencia demo del software Information Server ya que
una licencia original tiene un alto costo.
• Antes de instalar Windows Information Server, se debe
tener todos los prequisitos instalados dentro de la
máquina para no tener ningun conflicto. Estos son el
servidor web, la base de datos, el gestionamiento de
páginas web (Sharepoint) entre otras detallados en la
instalación del software.