Automatización Industrial (UTSV)

ING. JESUS TADEO GARCÍA MORALESNANCHITAL VER; SEP-DIC 2015.

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Sesión 9:

Human Machine Interface - HMI.

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Indice

Sistemas SCADA.Introducción a los HMI.HMI – Software.

Labview (NI).IFIX (GE/Fanuc).

HMI – Hardware.Pantallas HMI.

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SCADAIntroducción.

SCADA es el acrónimo de Supervisory Control and Data Acquisition (Supervisión, Control y Adquisición de Datos).

Es una sistema informático especialmente diseñada para funcionar sobre controladores en el control de procesos, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo y controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador.

También provee de toda la información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros usuarios supervisores dentro de la empresa.

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SCADAIntroducción.

Entonces, damos el nombre de SCADA a cualquier software que permita el acceso a datos remotos de un proceso y permita, utilizando las herramientas de comunicación necesarias en cada caso, el control del mismo.

Atendiendo a la definición vemos que no se trata de un sistema de control, sino de una utilidad software de monitorización o supervisión, que realiza la tarea de interfase entre los niveles de control (PLC) y los de gestión a un nivel superior.

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SCADAUn sistema SCADA usualmente consiste de las siguientes

subsistemas: Interfaz Hombre/Máquina (HMI), es el dispositivo o herramienta

gráfica que presenta los datos del proceso al operador. Además de, mediante este subsistema, manipular el proceso.

Sistema de Supervisión (Computador) que obtiene información del proceso y que envía ordenes al proceso.

Unidades Terminales Remotas (RTU) las que conectan los sensores del proceso, convirtiendo las señales en datos digitales y enviando esta infromación al sistema de Supervisión.

Controladores (PLC) Usados como elementos de campo, por su versatilidad, economía, flexibilidad y configuración. Para el control directo de los actuadores.

Red de Comunicación, la infraestructura necesaria para comunicar el sistema de supervisión con los RTUs.

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SCADA

Línea de extrusionado (realizado con WinCC, Siemens)

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SCADA

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HMIIntroducción.

HMI significa “Human Machine Interface”, es decir es el dispositivo o sistema que permite el interfaz entre la persona (operador) y la máquina (proceso).

Tradicionalmente estos sistemas consistían en paneles compuestos por indicadores y comandos, tales como luces pilotos, indicadores digitales y análogos, etc.

En la actualidad, es posible contar con sistemas de HMI bastantes más poderosos y eficaces, además de permitir una conexión más sencilla y económica con el proceso o máquinas.

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HMITipos de HMI:

Descontando el método tradicional, podemos distinguir básicamente dos tipos de HMIs:

Terminal de Operador, consistente en un dispositivo, generalmente construido para ser instalado en ambientes agresivos, donde pueden ser solamente de despliegues numéricos, o alfanuméricos o gráficos. Pueden ser además con pantalla sensible al tacto (touch screen)

PC + Software, esto constituye otra alternativa basada en un PC en donde se carga un software apropiado para la aplicación. Como PC se puede utilizar cualquiera según lo exija el proyecto, en donde existen los llamados Industriales (para ambientes agresivos), los de panel (Panel PC) que se instalan en gabinetes dando una apariencia de terminal de operador, y en general veremos muchas formas de hacer un PC, pasando por el tradicional PC de escritorio.

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HMISoftware HMI:

Estos softwares permiten entre otras cosas las siguientes funciones: Interfaz gráfica de modo de poder ver el proceso e interactuar con él. Registro en tiempo real e histórico de datos. Manejo de alarmas.

Al igual que en los terminales de operador, se requiere de una herramienta de diseño o desarrollo, la cual se usa para configurar la aplicación deseada, y luego debe quedar corriendo en el Controlador un software de ejecución (Run Time).

Por otro lado, este software puede comunicarse directamente con los dispositivos externos (proceso) o bien hacerlo a través de un software especializado en la comunicación, cual es la tendencia actual.

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HMI

Ejemplo de HMI basado en Software

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HMI

Ejemplo de HMI - Terminales

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HMIDesarrolladores de Software HMI.

National Instruments (LabView).Siemens (WinCC).GE Fanuc (IFIX / Cimplicity).Omrom (SCS).Allen-Bradley (RS-View).Wonderware (InTouch).

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Labview

Introducción. Es una herramienta gráfica para pruebas,

control y diseño mediante la programación. El lenguaje que usa se llama lenguaje G,

donde la G simboliza que es lenguaje Gráfico.

Este programa fue creado por National Instruments (1976) para funcionar sobre máquinas MAC. Ahora está disponible para las plataformas Windows, UNIX, MAC y Linux. 

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Labview

Utilización. Comunicación y control de instrumentos de cualquier

fabricante.Automatización industrial y programación de PLCs.Diseño de controladores: simulación, prototipaje rápido,

hardware-en-el-ciclo (HIL) y validación.Control y supervisión de procesos (SCADA).RobóticaEn 2008 el programa fue utilizado para controlar el LHC, el

acelerador de partículas más grande construido hasta la fecha.

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Panel frontal• Controles = entradas• Indicadores = salidas

Diagrama de bloque• Programa de acompañamiento

para el panel frontal• Componentes “cableados”

entre si

Labview

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Labview

Barra de herramientas del panel frontal

Leyenda del gráfico

ControlBooleano

Gráfico deForma de onda

Icono

Leyenda deLa grafica

Leyenda de la escala

Panel Frontal

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Labview

Cableadodedatos

Terminal grafica

SubVI

EstructuraWhile loop

Barra deHerramientasDel diagrama de Bloque

Funcion de dividir

Constantenumerico

Funcion de tiempo

Terminal de controlbooleano

Diagrama de Bloques

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LabviewSub VIsSub VIs

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Labview

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Labview

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IFIX

Introducción.Proficy iFIX es una plataforma HMI/SCADA de

funcionalidad completa que le permite desarrollar una amplia gama de aplicaciones.

Es conocida por la robustez de su motor, flexibilidad y potencia para responder a las aplicaciones más exigentes.

Ampliamente utilizado en sectores energéticos de los E.E.U.U.

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IFIX

Características:Flexibilidad y fiabilidad de los datos de conexión y

presentación.Escalabilidad desde un sensor aislado hasta la

integración de toda la empresa.Análisis líder de información.Gestión y control de datos en tiempo real.Conformidad con los estándares de la industria para

mejorar la consistencia y calidad.

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IFIX

Pantalla Principal – Editor Gráfico.

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IFIX

Aplicación de administración de Base de Datos

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IFIX

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IFIX

Sistema orientado a Supervisión Centralizada.

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HMI - Hardware

IntroducciónSon dispositivos avocados a la tarea de generar una

interfaz al operador.A diferencia de los software, son subsistemas dentro de

un entorno SCADA.Generalmente se necesita un programa editor para

generar la configuración del proceso.Son compatibles con una gran variedad de elementos

de automatización y de redes de comunicación.

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HMI - Hardware

Tipos: Generalmente se pueden diferencia 5 tipos de dispositivos HMI.

Push Button Panels Basados sólo en accionadores e indicadores luminosos.

Mobile Panels Basados con pantallas en procesos que se requieren visualizaciones

móviles, no estáticas. Micro Panels

Paneles de pequeñas dimensiones basados generalmente en pantallas LCD monocromáticas, para datos alfanuméricos.

Panels Paneles con botoneras o táctil, que entrega información dinámica y gráfica

de las variables de un sistema. Multi Panels

Sistemas con más de una pantalla, para operar y supervisar varios procesos en un mismo tiempo.

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HMI - Hardware

Principales fabricantes: Allen Bradley.

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HMI - Hardware

Principales fabricantes: National Instruments.

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HMI - Hardware

Principales fabricantes: GE Fanuc.

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HMI - Hardware

Principales fabricantes: Omron.

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HMI - Hardware

Principales fabricantes: Siemens.

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HMI - Hardware

Principales fabricantes: Delta.

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POR SU ATENCION GRACIAS

ING. JESUS TADEO GARCÍA MORALES UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL SURESTE DE VERACRUZ (UTSV).

Material didáctico.