Automatizaci

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Automatización Industrial (AIS7201)

• Prof. Christian Nievas Grondona.

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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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SCADA

• Introducción.
• 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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SCADA

• Introducción.
• 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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SCADA

• Un 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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HMI

• Introducción.
• 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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HMI

• Tipos 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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HMI

• Software 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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HMI

• Desarrolladores 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).
• Robótica
• En 2008 el programa fue utilizado para controlar
  el LHC, el acelerador de partículas más grande
  construido hasta la fecha.

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Labview

• Panel frontal
• Controles entradas
• Indicadores salidas
• Diagrama de bloque
• Programa de acompañamiento para el panel frontal
• Componentes cableados entre si

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Labview
Panel Frontal
Barra de herramientas del panel frontal
Icono
Control Booleano
Leyenda del gráfico
Gráfico de Forma de onda
Leyenda de la escala
Leyenda de La grafica
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Labview
Diagrama de Bloques
Barra de Herramientas Del diagrama de Bloque
Funcion de dividir
SubVI
Terminal grafica
Cableado de datos
Estructura While loop
Constante numerico
Funcion de tiempo
Terminal de control booleano
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Labview
Sub 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

• Introducción
• Son 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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Consultas y Contacto

• Christian Nievas Grondona.
• cnievas_at_ing.uchile.cl