2016

Cliente-Servidor OPC.

Práctica de Laboratorio

Cliente-Servidor OPC.Autores:Jorge Alberto MartínezOscar Julian CasadiegoInterpretación y formulación del problema.

En sistemas de automatización, con frecuencia es necesario identificar, y extraer valores concretos de información de controladores instalados en el campo, para esto es necesario contar con sistemas de comunicaciones que permitan realizar esta tarea de forma rápida y sin afectaciones para el sistema.

Los servidores OPC permiten realizar esta tarea y muchas más debido a que facilitan la comunicación de entre controladores y computadores sin importar el fabricante.

Objetivos.Comunicar un Servidor OPC con dos PLC`s de diferentes fabricantes y realizar consultas de “tags” mediante la implementación de una aplicación cliente basada en código Java.

Materiales y equipos a utilizar. KEPServerEX o MatrikonOPC. PLC S7-1200.Sensor de Fuerza

PLC Allen Bradley Controllogix. Computador con Eclipse.

Marco teórico.

¿Qué es OPC?OPC es un "protocolo" de comunicaciones abierto que permite la comunicación entre aplicaciones informáticas y la interoperabilidad entre diferentes fabricantes de software y hardware.

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El standard OPC consta de varias especificaciones para la obtención y envió de datos en Tiempo Real (DA), Datos Históricos (HDA), Alarmas y Eventos (A&E), y varios otros menos utilizados.

Tipos de datos que soporta OPC

Los tipos de datos más comunes transferidos entre dispositivos, controladores y aplicaciones en automatización se pueden encuadrar en tres categorías:

• Datos de tiempo real

• Datos históricos

• Alarmas y Eventos

Cada una de las categorías anteriores soporta una amplia gama de tipos de datos. Estos tipos de datos pueden ser enteros, coma flotante, cadenas, fechas y distintos tipos de arrays, etc. Las tres especificaciones OPC que se corresponden con las tres categorías de datos son:

OPC Data Access Specification (OPC DA): utilizada para trasmitir datos de tiempo real

OPC Historical Data Access Specification (OPC HDA): utilizada para transmitir datos históricos

OPC Alarms y Events Specification (OPC A-E): utilizada para transmitir información de alarmas y eventos

KEPServer OPC.El servidor OPC utilizado es el KEPServer, ya que es un servidor sencillo, casi intuitivo, de fácil adquisición, ofrece seguridad en la conexión, no ocasiona demasiados problemas de compatibilidad entre dispositivos y es compatible con cualquier plataforma de desarrollo de HMI, está diseñado para comunicaciones precisas, instalación rápida y la interoperabilidad sin precedentes entre las aplicaciones cliente, dispositivos y sistemas industriales. El diseño y única interfaz de usuario proporciona un acceso coherente de las aplicaciones basadas en estándares (como OPC) y aplicaciones no basadas en estándares con interfaces nativas.

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Componentes

El servidor implementa una arquitectura cliente/servidor, dentro de sus componentes están: configuración, tiempo de ejecución (runtime), administración y registro de eventos (Event log).

Configuración

La configuración es la interfaz cliente-usuario que puede modificar el proyecto en tiempo de ejecución. La configuración se puede iniciar de múltiples usuarios y eventualmente admitir la configuración de tiempo de ejecución remota.

Importación y Exportación CSV

Este servidor soporta la importación y exportación de tags en Variables de Archivos Separados por Comas (CSV), cuando se usa la importación y exportación CSV, tags son creadas en la aplicación deseada.

Tiempo de ejecución (Runtime)

El tiempo de ejecución se inicia como un servicio por defecto. Los clientes pueden conectarse con el tiempo de ejecución de forma remota o local.

Administración

La Administración se utiliza para ver y/o modificar la configuración e iniciar las aplicaciones que pertenecen a la administración de usuarios y el servidor.

Registro de Eventos (Event Log)

El servicio Registro de eventos recopila información, advertencias y sucesos de error. Estos eventos son enviados a la ventana de Registro de Eventos de la Configuración de visualización.

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MatrikonOPC.“MatrikonOPC es el mayor proveedor mundial de productos para conectividad industrial OPC, con una amplia gama de más de 500 interfaces. De igual manera, con más de 30.000 usuarios y sobre 100.000 instalaciones alrededor del mundo, MatrikonOPC proporciona conectividad para cada uno de los mayores sistemas de control y aplicaciones disponibles en el mercado” (MatrikonOPC).

PLC Siemens S7-1200“El controlador lógico programable (PLC) S7-1200 ofrece la flexibilidad y capacidad de controlar una gran variedad de dispositivos para las distintas tareas de automatización. Gracias a su diseño compacto, configuración flexible y amplio juego de instrucciones, el S7- 1200 es idóneo para controlar una gran variedad de aplicaciones.” (Siemens)

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Metodología.Configuración del KepServer

Canal – ChannelUn canal representa un medio de comunicación desde el PC a uno o más dispositivos externos, puede ser utilizado para representar un puerto serie, una tarjeta instalada en el PC o un zócalo de Ethernet. Antes de añadir dispositivos a un proyecto, los usuarios deben definir el canal que se utilizará cuando se comunica con los dispositivos. Un canal y un controlador de dispositivo están estrechamente ligados. Cada protocolo o controlador que se utilice en un proyecto de servidor se denomina un canal. Un proyecto de servidor puede consistir en muchos canales con el mismo controlador de comunicaciones o con controladores de comunicaciones únicos.

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Channel Properties- General

Channel Name: especifica el nombre del canal. En la aplicación del servidor cada nombre de canal debe ser único, el nombre del canal será parte de la información del navegador OPC

Device driver: especifica el controlador del dispositivo que fue elegido en la creación del canal.

Enable diagnostics: esta opción hará que la información de diagnóstico del canal esté disponible para la aplicación OPC

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Network Interface

Con Encapsulación Ethernet, prácticamente todos los drivers disponibles en la actualidad tienen algún tipo de soporte de Ethernet. Una interfaz de red se utiliza, ya sea para un controlador de forma nativa basada en Ethernet o un controlador de serie configurado para la encapsulación de Ethernet. Este parámetro está disponible solo para controladores Ethernet

Dispositivos-Device

Representan los PLC u otro hardware con el que el servidor se comunica. El controlador de dispositivo que el canal está utilizando restringe la selección del dispositivo.

Device Properties

General La ficha General de las Propiedades de Dispositivos tiene 2 apariencias, para Dispositivos Seriales y Dispositivos Ethernet. En este caso se mostrarán las opciones para Dispositivos Ethernet.

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Name: Este parámetro especifica el nombre del dispositivo. Es un nombre definido por el usuario lógico que puede ser de hasta 256 caracteres de longitud, y se puede utilizar en múltiples canales.

Model: Define el tipo específico de dispositivo que está asociada con este ID. El contenido del menú de desplegable dependerá del tipo de controlador de comunicaciones que se utiliza.

ID: Especifica el nodo del controlador del dispositivo. El tipo de ID dependerá del controlador de comunicaciones que se utiliza. Para muchos controladores de comunicación, la ID es un valor numérico.

Enable Data Collection: Controla el estado activo del dispositivo. Las comunicaciones no se intentarán una vez que un dispositivo ha sido desactivado. Este parámetro se puede cambiar en cualquier momento a través de la selección del menú.

Simulate Device: Esta opción coloca el dispositivo en modo de simulación. En este modo, el controlador no intentará comunicarse con el dispositivo físico, pero el servidor continuará enviando los datos OPC válidos. En el modo de simulación, el servidor tratará todos los datos del dispositivo como reflexivo: todo lo que se escribe en el dispositivo simulado se vuelve a leer.

CREACION Y CONFIGURACIÓN DEL OPC PARA SIEMENS

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1. Ejecutamos Kepserver y escoger “Nuevo”. A continuación, hacer click en “Click to add a channel”, y configurar el nuevo canal, empezando por el nombre, el driver del dispositivo (en este caso Siemens TCP/IP Ethernet), y la tarjeta de red que se utiliza.

2. Una vez creado el canal, se procede a crear el dispositivo. Click en “Click to add to device”. En las ventanas que aparecen, se asigna el nombre del dispositivo, el modelo que se utiliza, la dirección IP que posee, dentro de los detalles más importantes.

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Una vez creado el canal y el dispositivo de Siemens, se crean las tags que se utilizaran posteriormente en el HMI.

3. Para crear las tags hacemos click en “Click to add a static tag” en la ventana principal del KepServer.

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4. Escribir el nombre en “Name”, dirección en “Address”, la descripción en “Description”. Y click en “Aplicar” y “Aceptar”.

5. Para crear las demás tags, se elige la opción “New Tag”, haciendo click derecho en el espacio de las tags.

Conclusiones.

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