Supervision II by Opc Udo

Parte II MAGAZINE

OPC Automatizaci贸n Herramientas Calidad SCADA

Supervisi贸n con tecnolog铆a de punta!!

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Universidad de Oriente Núcleo Monagas Dpto. de Ing. de Sistemas CEG-ACPI

Controladores de Presión Editor: Daniela González Editora Asociada: Karla Hernández Diseño: Daniela González y Karla Hernández Equipo OPC

MAGAZINE OPC es una revista académica que tiene sus inicios dentro del Curso Especial de Grado “Automatización y Control de Procesos Industriales” de la especialidad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad de Oriente, Núcleo Monagas. Esta tercera edición está dedicada al seminario de Estrategias para la Automatización Industrial (EAI), donde presentaremos la segunda parte de la supervisión de procesos, los sistemas de supervisión y las herramientas de programación para la automatización. Esperamos que esta revista sea de gran ayuda y agrado para el lector y la continuación de nuevas publicaciones en el transcurso de estos seminarios.

Equipo OPC

Seminario de Estrategias para la Automatización Industrial

Contenido

Introducción................................................ 4 Supervisión.................................................. 5 Sistema Supervisor –Diagnosticador .. 6 Herramientas de programación en automatización......................................... 7 SCADA......................................................... 8 Cierre............................................................ 9 Conclusiones............................................... 10 Referencias................................................. 10

Introducción La supervisión de procesos se entiende, como el soporte a la sistematización en el seguimiento de los mismos, automatizando en la medida que sea posible tareas como son el análisis de datos, detección de fallos, diagnóstico de los mismos, toma de decisiones o proponer acciones concretas haciendo uso de toda información disponible. La principal función de la supervisión es la centralización del control de procesos fuera del área de control o fuera de maquina a controlar. En la supervisión actúan tanto las personas como las máquinas. De esta separación del control hombre-máquina podemos ver las dos diferencias claras de la supervisión, la supervisión activa o control manual donde el hombre a través de una pantalla simulador controla los procesos en mayor o menor grado de se están realizando, también está la supervisión pasiva o automática, es decir, el computador o PC a través de su aplicación controla las variables del sistema y solo avisa a la persona cuando encuentra un error. Tan importante como la supervisión son las jerarquías de control que se establecen en una red industrial de procesos, también existen en el mercado diferente sistemas para el control. Estos sistemas destacamos los sistemas SCADA que explicaremos más adelante justo después de una breve introducción a la supervisión.

Supervisión La industria posee cada vez procesos productivos más automatizados, complejos y en los que convive una gran variedad de elementos: autómatas, ordenadores, accionamientos neumáticos, robots, etc. Además los sistemas de producción fuertemente centralizados y poco flexibles que se utilizaban hace varias décadas ya no son admisibles. Esto dio lugar hace unos años a la aparición de los sistemas de producción flexibles que facilitan respuestas rápidas al mercado fuertemente cambiante en el que están inmersas las empresas. A medida que aumenta la flexibilidad de los sistemas de producción, aumenta la complejidad del sistema de control necesario para gobernarle.

Esto ha dado lugar a la aparición de los sistemas de control "inteligentes" basados en conceptos de: descentralización, autonomía, monitorización, cooperación y colaboración.

Todo este aumento de complejidad lleva a que el personal de control cada vez se encuentra con más dificultades a la hora de intervenir, necesitando un personal cada vez más preparado técnicamente y sobre todo en un proceso de formación continuo, debido a los cambios frecuentes que sufren los procesos productivos. Además, debido a la modificación constante del proceso productivo, en periodos muy cortos, se hace necesario un sistema que garantice la fiabilidad, idoneidad y normalización de esas modificaciones, de acuerdo a unas normas ajustadas. Con esta línea de investigación se pretende desarrollar e implantar herramientas dirigidas a los responsables de controlar las empresas, de tal forma que se pueda intervenir rápidamente en caso de avería y con una mínima formación del personal. Del mismo modo, pretende potenciar el campo del control y supervisión de sistemas complejos basados en Redes y Buses de Campo. Interesándose de forma especial por aquellas configuraciones que "mezclan" distintas tecnologías y que requieren que el diálogo entre todos los participantes sea lo más transparente posible para explotar al máximo las posibilidades de todo el conjunto, tanto desde el punto de vista de fabricación como de Supervisión, ayuda al Mantenimiento y Gestión.

Sistema Supervisor Diagnosticador

Elementos que lo componen: Módulo

de carga del programa. Será el encargado de interpretar el programa del autómata. Construir el árbol de decisión que será con el que trabaje la herramienta. Dependiente del autómata. Módulo de comunicaciones, será el

encargado de extraer la información del estado en el que se encuentra el autómata. Módulo

- Herramienta SupervisorDiagnosticador basado en PC. Genérica, independiente del autómata. Es el que implementa todas las reglas de decisión y diagnóstico, además de incluir una "interface" amigable e intuitiva para el operario de mantenimiento. 6

Herramientas de Programación en Automatización

Existe una tradición consolidada en el desarrollo de herramientas de programación en automatización y supervisión de procesos industriales. Veamos algunos ejemplos significativos: - Gráficos de función secuénciales (SFC): Esta herramienta permite la representación del control secuencial y hoy en día es utilizada para procesos discretos y procesos batch. Una de las versiones más populares en Europa se conoce con el nombre de GRAFCET y es muy utilizada actualmente en automatización. - Gráficos de función continuos (CFC): Esta herramienta permite la representación de la regulación continua de variables. Es característica la construcción de bloques modulares que pueden conectarse mediante la lógica básica (funciones AND. OR. NAND). Los bloques están elaborados para ser utilizados rápidamente. - Lenguajes de programación de controladores. En el caso de autómatas programables los más usados hoy en día son el esquema de contactos o LADDER y el lenguaje mnemónico derivado del lenguaje ensamblador. En el caso de los reguladores industriales. - SCADA. En este caso las siglas hacen referencia a la parte de software del sistema SCADA que permite la generación del aplicativo y la configuración de controladores comerciales, entre otras tareas.

Lenguaje de programación estructurado. Ante las exigencias presentes en la norma internacional IEC 1131-3. Referido a los lenguajes de programación en automatización, la necesidad de incorporar un lenguaje de programación de alto nivel para la programación de autómatas programables. - Configurador de dispositivos de campo. Ante la implantación de sistemas de control distribuido mediante la utilización de buses de campo (MODBUS para la industria de procesos. PROFIBUS o DEVICE NET para la industria manufacturera, por ejemplo). Observando el abanico de herramientas y tras los comentarios realizados en los apartados anteriores sería interesante desarrollar herramientas para la detección y el diagnóstico de fallos y la reconfiguración de controladores. Para ello. Hay que facilitar la transición entre supervisión y automatización y saber discernir en todo momento cuál es el mejor nivel de toma de decisiones ante problemas en el funcionamiento del proceso. Una vez dentro del nivel de automatización hay que facilitar el cambio de control automático a control manual, en aquellas situaciones en las que el operario de planta puede reconducir el funcionamiento a una situación estable. 7

SCADA es un acrónimo por Supervisor y Control And Data Acquisition (control y adquisición de datos de supervisión). Los sistemas SCADA utilizan el computador y las tecnologías de comunicación para automatizar el monitoreo y control de procesos industriales. Estos sistemas son partes integrales de la mayoría de los ambientes industriales complejos o muy geográficamente dispersos ya que pueden recoger la información de una gran cantidad de fuentes muy rápidamente, y la presentan a un operador en una forma amigable. Los sistemas SCADA mejoran la eficacia del proceso de monitoreo y control proporcionando la información oportuna para poder tomar decisiones operacionales apropiadas.

Los sistemas SCADA contemporáneos exhiben predominantemente características de control a lazo abierto y utilizan comunicaciones generalmente interurbanas, aunque algunos elementos de control a lazo cerrado y/o de comunicaciones de corta distancia pueden también estar presentes. Entonces, qué es SCADA? Se utiliza para vigilar y para controlar la planta industrial o el equipamiento. El control puede ser automático, o iniciado por comandos de operador.

Cierre Los sistemas de automatización industrial utilizados en la actualidad, son cada vez más complejos, así como, las exigencias nacionales e internacionales de los parámetros de calidad y de los productos finales. Esta situación conlleva a utilizar sistemas de control cada vez más sofisticados que puedan ser aplicados, y que permitan disponer de información útil del estado dinámico de la confiabilidad de los equipos y sistemas, facilitando con ello la toma de decisión asociada a mejorar los niveles de productividad con la mejor relación costo, beneficio y efectividad. Los sistemas de automatización industrial son aplicaciones que se caracterizan por requerimientos bien específicos de productividad y de seguridad operacional. Por lo que, la automatización industrial debe satisfacer requerimientos de seguridad, confiabilidad, eficiencia y calidad. Por otro lado, para la automatización de procesos se usan sistemas de software y hardware de gran escala, complejos, distribuidos y persistentes. Los cuales son definidos en función de las características de los procesos técnicos a ser controlados y supervisados. Un sistema SCADA se define como una aplicación software diseñada especialmente para funcionar sobre ordenadores de control de producción. Desde la pantalla del ordenador, que es configurada por el usuario y es fácilmente modificable, el sistema permite la comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos. autómatas programables, sistemas de dosificación, máquinas de control numérico, entre otros), para controlar el proceso de forma automática. 9

Conclusiones

La supervisión es el hecho de controlar a distancia los procesos industriales, de forma remota y computarizada, donde un usuario o una máquina controlan los diferentes procesos que se dan en una fábrica.

Referencias

Su principal función es la centralización del control de procesos fuera del área o fuera de maquina a controlar. Tan importante como la supervisión son las jerarquías de control que se establecen en una red industrial de procesos, también existen en el mercado diferentes sistemas para el control. Estos sistemas destacamos los sistemas SCADA.

David Chacón, Oscar Dijort, Jacinto Castrillo. SUPERVISIÓN Y CONTROL DE PROCESOS [Documento en línea]. Disponible: http://ocw.upc.edu/sites/default/files/materia ls/15012628/40194-3452.pdf [Consultado: 2015, abril 14] Pere Ponsa Asensio, Ramón Vilanova Arbós. Automatización de procesos mediante la guía GEMMA. [Documento en línea]. Disponible: http://books.google.co.ve/books?id=7B2Ou LPnQwcC&printsec=frontcover&hl=es&sour ce#v=onepage&q&f=false [Consultado: 2015, abril 14]

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