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Cuadernillo de Prácticas del Alumno

CUADRO DE DATOS: Materia:

Automatización de procesos

Número de práctica:

6

Competencia:

LS

Fecha de la práctica:

12/04/19

Nombre laboratorio:

I011 Automatización Avanzada II

Nombre del profesor:

Juan Lebario Menchaca

Ciclo de la materia:

2019-1

Parcial en el que se aplica:

Segundo

Tiempo en horas y minutos para el 1 hora 30 minutos desarrollo:

INSTRUCCIONES: El material requerido debe ser revisado y solicitado con dos semanas de anticipación al coordinador de laboratorio con el propósito de garantizar los materiales, insumos y/ o herramientas para el estudiante. LISTA DE MATERIAL Y EQUIPO

MATERIAL

DESCRIPCIÓN

Equipo de Computo

Core i5 con Windows 10

Software TIA PORTAL

Versión 13 o posterior

PLC CPU 313C 2DP SIEMENS u otra

No. parte 567103 Marca FESTO

PC Adapter

Conexión RS32 o USB (A1 o A2)

Toma de aire

Con alimentación de aire comprimido a 6 bar

Cable Profibus

No. Parte 533036 Marca FESTO

Fuente de alimentación 120 V CA/24 V CD

Marca FESTO

Cuadernillo de Prácticas del Alumno I/O data cable with SysLink connectors (IEEE 488)

No. Parte 34031 Marca FESTO (2 Pzas.)

MPS Distribution

No. Parte 195780 Marca FESTO

Juego de piezas "Cuerpos de cilindros"

No. Parte 167021 Marca FESTO

TEMA DE LA PRÁCTICA

Introducción a los sistemas SCADA con TIAPortal DESCRIPCIÓN DE REGLAS DE SEGURIDAD. a). - Prevención del riesgo en el laboratorio. Cualquier operación del laboratorio en la que se operen o maneje equipo o herramientas presenta siempre unos riesgos. Para eliminarlos o reducirlos de manera importante es conveniente, antes de efectuar cualquier operación o manejo: - hacer una lectura crítica del procedimiento a seguir - asegurarse de disponer del material adecuado - llevar las prendas y accesorios de protección adecuados - tener previsto un plan de actuación en caso de incidente o accidente NOTA: No olvides que el uso de la bata es obligatorio para estudiantes y docentes.

INTRODUCCIÓN MARCO TEÓRICO DEL TEMA

VISUALIZATION - SIMATIC WINCC (TIA PORTAL): SIMATIC WinCC (TIA Portal) forma parte de un concepto de ingeniería integral e integrado que ofrece un entorno de ingeniería uniforme para la programación y configuración de control, soluciones de visualización y gestión. Este marco de ingeniería es un hito en el desarrollo de software y representa el desarrollo posterior consistente del concepto TIA.

WinCC en el TIA Portal es el software para todas las aplicaciones HMI que abarca desde las soluciones de operación más simples con paneles básicos hasta aplicaciones SCADA en sistemas multiusuario basados en PC. La gama de soluciones aumenta considerablemente en comparación con el producto anterior, SIMATIC WinCC FLEXIBLE.

SIMATIC WinCC V7 aún está disponible para aplicaciones más complejas con soluciones Plant Intelligence o arquitecturas redundantes, mientras que WinCC Open Architecture aborda soluciones con requisitos de adaptación altamente específicos del cliente, incluso en plataformas que no son de Windows.

Cuadernillo de Prácticas del Alumno Diseño y funciones: En comparación con WinCC flexible, que ha establecido estándares en ingeniería durante años, la eficiencia de la configuración se ha incrementado aún más, en particular si otros componentes TIA como el Controlador SIMATIC S7 forman parte de la solución de automatización. La interacción perfecta con STEP 7 en el TIAPortal previene múltiples entradas y garantiza una gestión de datos consistente en todo momento. El marco de ingeniería en el que se integran los productos de software estandariza todas las funciones compartidas, también en su representación en pantalla.

Los beneficios para el usuario van desde la operación intuitiva a través de la inteligencia integrada de los editores hasta las ventajas de una base de datos compartida, que garantiza la máxima transparencia y consistencia. La reutilización ahorra esfuerzo de ingeniería y aumenta simultáneamente la calidad de la solución. La reutilización se extiende al conocimiento adquirido en el uso del software tanto como a los bloques de ingeniería existentes que se han desarrollado y probado. Un concepto completo de biblioteca los hace disponibles para nuevos proyectos, sin importar si son controles de un solo operador o soluciones completas de visualización. Perfecta interacción en el marco de la ingeniería.

El diseño de los editores de software en el TIAPortal se basa en un diseño compartido y un concepto de navegación compartido. La configuración del hardware, la programación lógica, la parametrización de un convertidor de frecuencia o el diseño de una pantalla HMI: cada entorno tiene el mismo diseño de editor, que está diseñado específicamente para uso intuitivo para ahorrar tiempo y costos. Las funciones, propiedades y bibliotecas se muestran automáticamente en su vista más intuitiva según la actividad deseada.

Herramientas inteligentes para una configuración eficiente. Configuración de ahorro de tiempo significa: delegar tareas. SIMATIC WinCC apoya al ingeniero de proyectos con asistentes para tareas rutinarias y muchas herramientas y funciones sofisticadas que garantizan excelentes resultados en el menor tiempo de realización.

Configurando con librerías y plantillas: El concepto de biblioteca del TIAPortal no se limita a los bloques de programa o las plantillas proporcionados. Con el TIAPortal, el usuario puede crear sus propias bibliotecas de muchas partes diferentes de los objetos de ingeniería, que pueden reutilizarse fácilmente. Esto permite, por ejemplo, que las configuraciones completas de varias máquinas y

Cuadernillo de Prácticas del Alumno plantas se guarden centralmente en un servidor. Los componentes completamente desarrollados, los datos de proyectos probados y probados y los proyectos de versiones anteriores se pueden reutilizar en cualquier momento. La calidad de ingeniería establecida se transfiere del primer programa probado a todos los proyectos futuros.

Ingeniería: multilingüe, ampliable y con garantía de futuro. Si los scripts específicos del cliente deben integrarse o las aplicaciones multilingües deben configurarse, los proyectos flexibles de WinCC deben migrarse o los textos y datos masivos se deben importar o exportar, en todos estos casos, el software de ingeniería de WinCC prueba que sean abiertos, flexibles y a prueba de futuro.

Sistemas SCADA, parte fundamental de la Industria 4.0 Los sistemas SCADA han sido una parte fundamental en los procesos industriales de los últimos tiempos. ¿En qué consisten? Un sistema SCADA se encarga de visualizar, manejar y supervisar procesos, secuencias de fabricación de máquinas y plantas en todos los sectores disponibles. Abarca desde sistemas simples hasta soluciones diversificadas o complejas como la industria del automóvil y, además, constituyen una plataforma de intercambio de información para la integración vertical a escala corporativa.

Hoy en día, el concepto de Industria 4.0, también señalado como industria inteligente o industria del futuro, corresponde con una nueva manera de entender los medios de producción. Éste nuevo fenómeno no es una realidad ya consolidada y experimentada, sino un hito en el desarrollo industrial que sin duda marcará los procesos productivos en los próximos años.

Teniendo en cuenta nuevos conceptos como la digitalización, la coordinación corporativa, el Internet de las Cosas son y serán los puntos en los que el SCADA debe dar respuesta a una industria ya consolidada y experimentada.

Siemens con su sistema SCADA WinCC ha ido evolucionando a la vez que la industria e incorpora gran cantidad de avances para posicionarse como una de las opciones preferidas por los clientes. Los puntos clave de los sistemas SCADA

FUNCIONES HMI Cualquier SCADA no debe obviar las funciones de Interfaz Hombre-Máquina (HMI), es decir, manejo y visualización del proceso, funciones de alarma y acuse de

Cuadernillo de Prácticas del Alumno eventos, historizado de valores para su posterior análisis, documentación e informes de producción etc. WinCC no solo cumple con todos y cada uno de los requerimientos típicos de un SCADA, sino que gracias a su nueva plataforma tiene una mejora en la eficiencia en la ingeniería capaz de reducir los tiempos de trabajo. WinCC Runtime soporta los gestos habituales en una pantalla Multi Táctil, como arrastrar con dos dedos, escalar etc. ayudando al operador a interactuar directamente con el sistema.

ESTÁNDARES ABIERTOS Hoy en día se valora en gran medida que la comunicación con sistemas terceros no sea propietaria, WinCC incorpora un cliente estándar OPC UA con el fin de intercambiar datos fácilmente con sistemas tipo MES (Manufacturing Execution System) o con sistemas SAP, incluso con una interfaz basada en archivos XML. Interactuar con el mundo IT será parte fundamental de las fábricas de hoy y de mañana.

ESCALABILIDAD Las arquitecturas típicas de un SCADA van desde un simple sistema con una máquina individual en la cual se aglutinan todos los servicios HMI hasta sistemas distribuidos con diferentes puestos en los cuales la información está diversificada entre varios puestos y todos ellos comunican entre sí. Sin olvidarnos la alta disponibilidad en planta, que se cubre con sistemas redundantes capaces de balancear la carga de un equipo a otro ante cualquier anomalía.

IoT (INTERNET OF THINGS) Es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con internet. Si nos centramos en la industria, podemos ver como todos los sistemas de producción industrial ya no pueden estar aislados, tienen que interactuar unos con otros y de esta manera reducir los tiempos de producción y que el time to market sea menor.

La opción WinCC WebUX ofrece una solución independiente del equipo y del navegador para manejar y visualizar vía Web el sistema de automatización. WebUX usa HTML5 y ahora es compatible con todos los controles de WinCC más populares. Perfecta solución para el uso de dispositivos móviles y tabletas.

DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES

PASO 1:

1. Abrir TIAPortal 2. Crear un proyecto nuevo con PLC (En esta ocasión usaremos la CPU 314C 2DP)

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3. Agregar los dispositivo CPU, Agregar la fuente (PS 6ES7 307-1BA01-0AA0) y en modulo simulador (I/O 6ES7 321- 1BH02-0AA0) 4. Agregar HMI con conexión MPI/DP  6’’ Display, KTP600 Basic, 6AV6 647-0AC11-3AX0 5. Conectar PLC_1

6. Dar Clic en siguiente y configurar el encabezado con la finalidad de que en la interfaz se muestre Fecha/hora, Logotipo y el color de fondo 7. Después de realizar los cambios necesarios dar Clic en siguiente 8. Si deseamos configuramos los avisos y dar Clic en siguiente. 9. Para agregar más imágenes (interfaces de usuario) dar Clic en el símbolo + de la imagen, posteriormente en siguiente.

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10. Configura los botones de la HMI, dar Clic en finalizar. 11. Crear la conexión de red entre los dispositivos.

12. Ajustar interfaz PG/PC en panel de control para usar el simulador PLCSIM. 13. Iniciar simulación. PASO 2:

Activación de una lámpara por medio de dos pulsadores con entradas físicas: 1. Agregar variables para PLC_1 2. Abrir Main [OB1] 3. Crear programa con entradas físicas y salidas del PLC

4. Compilar programa

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5. Clic en iniciar simulación 6. Cargar en el PLC 7. Activar PLSIM para la simulación del programa

PASO 3:

Diseñar HMI para la activación de una lámpara por medio de dos pulsadores con entradas físicas: 1. Seleccionar la HMI_1 2. Ir a imágenes, imagen raíz. 3. Del cuadro de herramientas en la carpeta Elementos seleccione dos botones 4. Inserte de la carpeta Objetos básicos un círculo el cual será nuestra lámpara 5. En los botones dar Clic con botón derecho y seleccionar propiedades, modificar apariencia, letras, etc.

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6. Asignar variables en la pestaña de animaciones.

7. En la pestaña eventos dar Clic en Pulsar y Soltar, seleccionar Todas las funciones del sistema para elegir activar bit en la variable START.

Puesta en marcha de la HMI  Pulsar botón de START de la HMI y observar cómo se activa la lámpara  Soltar botón de START de la HMI y observar cómo se mantiene activa la lámpara

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 Pulsar botón de STOP de la HMI y observar cómo se desactiva la lámpara  Soltar botón de STOP de la HMI y observar cómo se mantiene desactiva la lámpara  Para terminar simulación pulsar Botón Shutting Down

8. Agregar dos imágenes más que hagan lo siguiente:

Imagen 1:  Cambiar la temporización de muestreo de la HMI a 500 ms  Lámpara en condiciones iniciales con blink de 0.5 s  Pulsar botón de START de la HMI y observar cómo se desactiva blink de lámpara  Soltar botón de START de la HMI y observar cómo se mantiene activa la lámpara  Pulsar botón de STOP de la HMI y observar cómo se desactiva la lámpara  Soltar botón de STOP de la HMI y observar cómo se mantiene activa blink de lámpara

Imagen 3:  Cambiar la temporización de muestreo de la HMI a 1s

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

Agregar tres lámparas más con botones, para que cada uno de ellos active una lámpara y se queden fijas hasta que el botón de STOP los desactive.

RESULTADO DE APRENDIZAJE DE LA PRÁCTICA

Desarrollar la configuración y programación de sistemas SCADA de procesos industriales, con esto se pretende aplicar la normatividad del diseño para aplicaciones de interfaces gráfica

CONCLUSIÓN DEL ALUMNO(S):

Durante el transcurso de esta práctica una de las dificultades que hubo y algo importante de recalcar, es que siempre se debe de tener en cuenta que variables se declaran en el HMI y cuales, en el PLC, ya que, para poder hacer uso de las mismas tanto en el programa como en la interfaz debes saber que variable estás utilizando, ya que al principio al realizar esté programa estaba usando una variable del PLC en la HMI y por eso no funcionaba. De igual modo, verificar que la HMI y PLC tengan el mismo medio de comunicación ya sea MPI, Profibus o Profinet esto para poder lograr el intercambio de datos entre los mismos.

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Por otra parte, otro problema más sencillo de resolver que se presentó fue el uso de apariencia y eventos en los botones, ya que los colores se los estaba colocando al borde del botón y no al relleno, por lo cual no veía un cambio de color en el botón.

CALIFICACIÓN DE LA PRÁCTICA

OBSERVACIONES DEL DESEMPEÑO DEL ESTUDIANTE:

______________________________________ NOMBRE Y FIRMA DEL DIR. DE PROGRAMA NUMERO DE PRÁCTICA DEL TOTAL DE ESTA MATERIA.

______________________________________ NOMBRE Y FIRMA DEL DOCENTE DE