4. Programación de la aplicación SCADA -...

4. Programación de la aplicación SCADA

4.1 Conexión con OPC ...................................................................Pag. 56

4.2 Configuración de Vijeo Citect..................................................Pag. 58

4.3 Vista general de la aplicación...................................................Pag. 62

4.4 Guía Gemma.............................................................................Pag. 64

4.5 Mímico de la planta ..................................................................Pag. 67

4.6 Configuración de PIDs .............................................................Pag. 70

4.7 Pantalla de gráficos...................................................................Pag. 75

Programación y Supervisión de Planta Piloto Utilizada como Plataforma de Ensayo de Controladores Diseñados en MATLAB Pag.55

4.1 Conexión con OPC

Para la supervisión de la planta con una aplicación SCADA, se necesitará un

servidor de comunicaciones. El servidor en este proyecto es OPC. La conexión de Unity

con OPC se consigue exportando las variables del primero a un archivo de formato

compatible con el segundo. El proceso de exportación e importación debe repetirse cada

vez que el programa sea regenerado en Unity:

1º Abrir la pantalla de variables de Unity y seleccionar todas las variables que se

deseen exportar. Hacer clic sobre ellas con el botón derecho y escoger “Exportación

seleccionada” en el menú. En este caso, las variables a exportar tienen un

comentario que empieza por “X_” o por “Y_”.

2º Exportar las variables a un archivo de tipo XVM. Para este proyecto el archivo se

llama Variables.XVM.

3º Abrir la aplicación OFS Configuration Tool (desde el menú inicio programas…).

Crear un nuevo alias haciendo clic en el menú File -> New Alias. En este proyecto

el Alias es “Planta_”. El nombre de este alias se añadirá como prefijo a todas las

variables seleccionadas cuando se exporten a otro programa, por lo que siempre

debe ser el mismo. Si ya se ha creado el alias con el nombre adecuado, se puede

omitir este paso y el siguiente.

Fig. 4.1: Exportación de variables.


4º Configurar este alias. En la parte inferior de la ventana se deben indicar las

siguientes propiedades de este alias:

Device address: Para el autómata la dirección es 84.3.54.82, mientras que para

el simulador, es 127.0.0.1. Usar una u otra según el caso. La dirección debe

configurarse como TCP-IP y el PLC como UNITY.

Symbol table file: Nombre y ubicación del archivo al que se exportaron las

variables en el segundo paso.

Preload settings: Seleccionar “Device” (dispositivo). Las variables se cargarán

directamente desde el dispositivo.

Consistency level: Si se selecciona “Strict”, se cortará la comunicación ante

errores de consistencia. Si se selecciona “Debug”, se mantendrán las

comunicaciones en caso de error. Se recomienda mantener el nivel de “Debug”.

Guardar la configuración (File -> Save Configuration) y salir.

5º Volver a Unity Pro, conectar con el autómata o con el simulador (el que corresponda

a la IP indicada en Device address) y transferir el programa.

6º Abrir el programa Vijeo Citect y aplicar la configuración indicada en la sección 4.2

de la presente memoria (Configuración de Vijeo Citect). En concreto es necesario

hacer lo siguiente:

a) Crear un grupo de servidores y variables

b) Configurar las comunicaciones usando el asistente rápido

c) Compilar y empaquetar

d) Configurar la computadora Citect

Este paso sólo es necesario cuando se crea el proyecto por primera vez.

7º Una vez efectuada la configuración de Vijeo Citect, en el explorador de proyecto

citect abrir el menú Herramientas -> Importar Tags.

Fig. 4.2: Configuración del alias.


8º Marcar la casilla “Eliminar los tags de todos los dispositivos de E/S antes de

importar. En Tipo de base de datos, seleccionar OPC, y hacer clic en Examinar.

Seleccionar el alias “Planta_”, aceptar e importar.

Si no hay ningún error en las comunicaciones, se importarán las 131 variables

marcadas con X_ e Y_ en el comentario de Unity.

4.2 Configuración de Vijeo Citect

El sistema de supervisión SCADA para este proyecto se ha desarrollado

utilizando Vijeo Citect, desarrollado también por Shneider Electric. Este sistema se

utilizará como interfaz entre el proceso y el usuario, monitorizará el estado de la planta

y permitirá visualizar gráficos de tendencias. Al igual que ocurría con Unity Pro, para

trabajar con este software, primero hay que ajustar la configuración del proyecto.

Fig. 4.4 y 4.5: Selección de tipo de base de datos (izquierda) y progreso de la importación (derecha).

Fig. 4.3: Importación de variables.


Una vez abierto el programa, en la ventana de Explorador Cicode, se debe crear

un nuevo proyecto seleccionando Archivo -> Nuevo proyecto. El nombre del proyecto

en esta aplicación ha sido “Planta_”.

El siguiente paso es crear un grupo para variables, dispositivos y servidores que

vayan a usarse en el mismo proyecto. Para ello, en la ventana de Editor de Proyectos de

Citect, se debe seleccionar el menú Servidores -> Grupos. Para este proyecto el nombre

del grupo ha sido GrupoServidor.

Fig. 4.7: Creación de un grupo de servidores.

Fig. 4.6: Creación de un nuevo proyecto.


Todo proyecto de Vijeo Citect que deba comunicarse con el exterior debe tener

también algún servidor de entradas y salidas que gestione el intercambio de valores de

las variables. Para configurar las comunicaciones se recomienda usar el asistente rápido.

El asistente se ejecuta desde el menú Comunicaciones -> Asistente rápido.

Utilizando este asistente debe crearse un nuevo servidor de entrada y salida y

también un nuevo dispositivo externo de entrada y salida. Se debe indicar también que

este dispositivo es de comunicación OPC, y aceptar la dirección por defecto.

En la siguiente ventana se debe vincular el dispositivo de entrada y salida con el

alias de OPC. Para ello se marca la primera casilla y se selecciona OPC en tipo de base

de datos. A continuación se hace clic en examinar y se selecciona el alias

correspondiente al proyecto (en este caso “Planta_”). El alias es el mismo que se creó en

el paso 3 de la conexión con OPC (ver sección 4.1).

Fig. 4.9: Distintas ventanas del asistente.

Fig. 4.8: Asistente rápido de comunicaciones.


Puesto que OPC ya añade el nombre del alias como prefijo, no se ha añadido

ningún otro prefijo a las variables.

Con esto finaliza el asistente. Antes de continuar es necesario compilar y

empaquetar el proyecto. Estas acciones están disponibles

en el menú Archivo. Para terminar con la configuración

del proyecto, se debe hacer clic en el icono del asistente

de configuración en la ventana del editor de proyectos.

En la pantalla emergente, se debe seleccionar instalación rápida. En la segunda,

el nombre del proyecto que se ejecutará: “Planta_”

Fig. 4.11: Asistente de configuración.

Fig. 4.10: Vinculación del proyecto a una base de datos.


Por último, seleccionar el ordenador como servidor y cliente e indicar que está

aislado de la red.

Una vez que el proyecto ya ha sido configurado, se pueden importar las

variables de OPC (pasos 7 y 8 de la conexión a OPC, descritos en la sección 4.1). Esto

se hace desde el explorador de Vijeo Citect, haciendo clic en el menú Herramientas ->

Importar tags. A continuación se selecciona el alias de OPC y se indica que se eliminen

las variables antes de importar.

4.3 Vista general de la aplicación

La aplicación SCADA cuenta con varias páginas con distintos propósitos.

Existen 4 páginas principales destinadas al control de la planta, además de otras 2

páginas auxiliares para la identificación de parámetros o la interfaz con una Pen Tablet.

Guía Gemma: Esta página contiene la Guía Gemma de la aplicación. Su

propósito es informar al usuario del estado del sistema (Manual, Automático, Listo…) y

permitirle pasar de uno a otro con facilidad. También le permite escoger un algoritmo

de control cuando el autómata se encuentra en el modo Automático en Parada.

Mímico 2D: Esta es la página con la que se controla la planta, y también aquella

que el usuario tendrá activa la mayor parte del tiempo. En ella se puede ver la un

esquema de la planta y de sus principales componentes, al lado de los cuales puede

verse un indicador con su estado. Desde esta página se puede configurar cada salida

para que sea controlada por MATLAB, por un algoritmo interno o por el usuario.

Cuando sea controlada por el usuario o por un algoritmo interno, será aquí donde se

introduzca su valor o la referencia para el controlador.

Configuración de controladores: Esta página permite al usuario configurar los

controladores para cada algoritmo. Se pueden ver los esquemas de los distintos

algoritmos de control e introducir los parámetros de control en cada uno. Los

controladores se pueden tratar como PIDs o como PIs en paralelo con redes de avance

de fase. También es posible guardar estos parámetros en ficheros de Microsoft Excel

una vez configurados para utilizarlos en una sesión posterior.

Fig. 4.12: Distintas pantallas del asistente rápido de comunicaciones.


Pantalla de Gráficos: En esta página se muestra la evolución de distintas

magnitudes de la planta piloto a lo largo del tiempo. La mayor parte de la página está

compuesta por tres paneles en los que se pueden representar las curvas de tendencia de

los caudales, las temperaturas, el nivel del tanque o la apertura de las válvulas. También

se muestran los valores instantáneos de estas variables y las referencias de los

controladores internos, así como los controles de las variables configuradas en manual.

Mímico 3D: Se adjunta también en una página aparte el mímico tridimensional

de la planta que fue creado en el proyecto anterior (Modificación, Puesta en Marcha y

Programación de una Planta Piloto para el Control e Instrumentación Industrial). Pese a

que el desarrollo de este esquema no ha sido parte de este proyecto, y aunque no es

posible actuar sobre la planta desde el mismo, se ha considerado conveniente dejar el

esquema por permitir la identificación de los componentes de la planta.

Plantilla Pen Tablet: Esta página es una plantilla que el usuario puede imprimir para

usar sobre una tableta de control o pen tablet. En esta plantilla se muestran todos los

elementos con los que el usuario puede interactuar con la aplicación (con la excepción

de las flechas de la Guía Gemma). Todos los elementos se encuentran en la misma

posición en la que están en sus respectivas páginas y, como puede observarse, nunca

hay dos ni más elementos en la misma posición. Si se va a utilizar una Pen Tablet para

el manejo de la aplicación, se recomienda imprimir una captura de pantalla de esta

página a la escala que corresponda, y colocarla sobre la tableta.

Fig. 4.13: Mímico 3D.


A continuación se describen con más detalle las 4 páginas principales de la

aplicación.

4.4 Guía Gemma

Esta es la primera página que se debe abrir para el control de la planta. Desde

ella se puede pasar al estado en el que se efectuará el ensayo (generalmente se pasará a

Auto Parada para posteriormente abrir la página del mímico en 2D).

Fig. 4.15: Guía Gemma de la aplicación.

Fig. 4.14: Pantalla Pen Tablet.


La página G uía G emma representa, como su nombre indica, la G uía G emma de

la aplicación. S in embargo, no se usan todos los estados típicos de este tipo de guía. U na

G uía G emma convencional tiene la forma mostrada en la figura 4.16.

En el caso de este proyecto sólo se han definido 5 estados, por lo q ue no será

necesario el uso de una G uía G emma convencional. En lugar de ello se asocia a cada

uno de los estados definidos para este proyecto un estado modo de funcionamiento de la

G uía G emma convencional:

• Listo: Este es el modo en el q ue se arranca la aplicación, y también al q ue se vuelve

tras una parada de emergencia. No hay estados asociados a las transiciones para

llegar a este estado. Por ello, este estado engloba a A1 (parada en estado inicial),

A5 (parada posterior al defecto) y A6 (puesta en estado inicial). Por simplicidad,

se le dará el nombre de “Parada en estado inicial”.

• Manual: Lo más parecido q ue existe en la G uía G emma a un modo manual son las

marchas de verificación con o sin orden (F5 y F4 respectivamente). Este modo

se ha asociado a la marcha de verificación sin orden, ya q ue no hay ningún orden

establecido de forma general para la marcha de la planta. El nombre del estado

seguirá siendo “Modo manual”.

• Modo Automático en Parada: La parada en modo automático se hace para

configurar los algoritmos y las variables de salida. Es por tanto una “Parada de

configuración” , y un estado intermedio entre el estado Listo y el Modo Automático

en Marcha. En la G uía G emma no existe este estado como tal. Existen marchas de

preparación y de cierre, pero estas asumen q ue el sistema está en marcha, y este no

es el caso. Este estado es más parecido a los modos A7 y A4 (respectivamente

puesta en estado concreto y parada obtenida). S e le ha asignado el modo A4 por

F ig. 4.16: G uía G emma estándar.


ser una parada en un estado distinto del inicial, aunq ue también podría habérsele

asignado el modo A7 .

• Modo Automático en Marcha: Este es el modo de funcionamiento en el q ue se

activan los algoritmos internos y las funciones de control de MATLAB. S e puede

decir, por lo tanto, q ue es el estado en el q ue se hará la mayor parte de los ensayos.

Por ello se ha asociado este estado a F1 (producción normal). Puesto q ue la planta

se utiliza para ensayar controladores ( en lugar de para producir ningún producto

material) , se ha renombrado este estado como “Ensayo en marcha”. Puesto q ue las

alarmas asociadas a las resistencias no provocaban una parada, se ha creado un

modo más: “En marcha a pesar del error” (D3) q ue se activa cuando se dan estas

alarmas.

• Emergencia: Este estado incluye los modos D1 y D2 (parada de emergencia y

tratamiento del defecto). S e le ha asociado el primero de ellos.

U na vez escogidos los modos de funcionamiento q ue componen la G uía

G emma, estos se han reubicado para llenar el espacio dej ado por los modos no

utilizados, pero aún manteniendo unas posiciones acordes a su significado. El resultado

es el q ue se muestra en la figura 4.15. Los botones situados a la izq uierda de la G uía

permiten pasar de un estado a otro, como también lo hacen las flechas entre los estados.

S iempre q ue un estado

está activo, se mostrará una

figura en las flechas q ue parten

de él, y aparecerá en pantalla el

botón asociado a la transición

correspondiente:

El primer botón lleva al estado inicial desde el modo manual o

desde la parada de configuración. También se usa para volver del

estado de emergencia. El segundo botón pasa del estado inicial al

modo manual. El tercero lleva del estado inicial a la parada de

configuración. La palanca permite pasar de la parada de

configuración a la marcha del ensayo y viceversa.

En la parte inferior izq uierda de la página aparecen

5 botones siempre q ue se está en parada de configuración o

en marcha. Estos botones activan o desactivan los

algoritmos de control programados en U nity.

El botón roj o situado en

la esq uina superior izq uierda de

la página puede emplearse para

forzar una parada de emergencia

desde cualq uier situación. Este

botón aparece en todas las páginas de la aplicación. En caso

de emergencia, aparecerá un mensaj e en la parte superior de

la pantalla indicando el tipo de alarma del q ue se trata. S i la

alarma está restringida al uso de las resistencias, se


continuará con la aplicación, pero en otro caso se pasará al estado de emergencia. Este

recuadro también aparece en todas las páginas.

Siempre que se pase al estado de emergencia, se deberá volver a la página de la

Guía Gemma para, una vez arreglado el defecto, volver al modo de funcionamiento

deseado. Cuando el tratamiento del error requiera rearmar las protecciones, se

deberá pulsar el botón “rearme” una vez que éstas se hayan rearmado. Por

seguridad, puede ser necesario desconectar la corriente de todo el cuadro de

mando antes de rearmar las protecciones. En tal caso, se deben parar todos los

programas que estuvieran controlando al autómata (Unity, Vijeo Citect, MATLAB y

OPC) antes de hacer esto para evitar errores de comunicación.

4.5 Mímico de la planta

El mímico tridimensional del proyecto anterior a este se ha mantenido por su

simplicidad. Sin embargo el esquema en dos dimensiones ha sido sustituido por una

nueva página más adaptada a las nuevas características.

La página muestra un esquema de la planta en el que se pueden en el que se

incluyen los componentes principales: el depósito de trabajo, el intercambiador de calor,

el calderín del grupo caliente, los 4 caudalímetros, todas las bombas automáticas y

varias de las manuales. Alrededor de éstos se han incluido multitud de indicadores y

controles. Para la comodidad del usuario, sólo se mostrarán en pantalla aquellos que

puedan ser modificados en cada momento. Por ejemplo, si la válvula de recirculación se

Fig. 4.18: Mímico 2D de la planta.

Fig. 4.17: Recuadro de alarmas.


encuentra configurada como MAN, aparecerá el control de la válvula, mientras que si se

encuentra en AUTO y se ha seleccionado un algoritmo para regular caudales, se

ocultará el control directo de la válvula y se mostrará la referencia para el caudal de

recirculación. A continuación se describen los símbolos y controles de la página.

Las bombas de alimentación y recirculación pueden

aparecer en distintos colores según la situación. Manteniendo el

código de colores de la Guía Gemma, los símbolos de las

bombas serán azules cuando éstas estén paradas, verdes cuando estén en marcha y rojos

en caso de emergencia. En caso de estado indefinido (por ejemplo después de dar una

orden de marcha pero antes de recibir la confirmación), aparecerán en amarillo.

Cuando las bombas aparecen en rojo (debido al disparo de las protecciones)

aparece también una señal de peligro junto a la bomba. Siempre que las bombas

estén configuradas como MAN, se mostrarán dos botones junto a cada una.

Siguiendo el criterio de colores, los botones azules dan la orden de parada,

mientras que los verdes dan la orden de marcha. Para pulsar un botón sólo

hay que hacer clic sobre él.

La resistencia del grupo caliente también cambia de color

dependiendo de si se encuentra encendida o apagada. En este

caso el color rojo indica que está activa, y el negro que está

parada. En el caso de que el usuario esté controlando el grupo caliente desde la pantalla,

aparecerá un botón junto a la resistencia. La resistencia se enciende cuando

el botón está pulsado. De forma

similar la resistencia del depósito de trabajo

aparece en negro cuando está apagada, en rojo

cuando está encendida (sin modulación PWM) y

en ambos colores cuando se utiliza la

modulación por ancho de pulsos. Esta modulación se puede activar o

desactivar gracias al botón amarillo situado cerca de la resistencia. Cuando

está desactivada, aparece un botón rojo igual que el correspondiente a la resistencia del

grupo caliente. Si se dispararan las protecciones de la resistencia del depósito,

aparecería una señal de peligro junto a ella.

A la derecha del depósito aparecen hasta 5 indicadores numéricos con sus

respectivas etiquetas. TT5 y PT1 son respectivamente la temperatura y la presión del

depósito. TON es el porcentaje de tiempo de encendido de la

resistencia cuando se utiliza la modulación por ancho de pulsos (el

ancho del pulso con respecto al periodo). Cuando la resistencia está

en MAN, aparece la referencia de tiempo de encendido junto a las

siglas SP (“Set Point”). El valor de esta

referencia se puede cambiar haciendo clic

sobre él y escribiendo el nuevo valor con

el teclado. Si por el contrario la resistencia

se encuentra en AUTO, aparecerá junto a TT5 el “set point”

de temperatura del depósito, sobre el que se puede actuar de

la misma manera. En general, cualquier indicador numérico

amarillo puede ser modificado haciendo clic sobre él y

escribiendo el nuevo valor. En el lado izquierdo del depósito

es posible visualizar el nivel de líquido que contiene, bien


gráficamente (a través de la mirilla) o bien a través del indicador numérico marcado

como LT1. Cuando se usen los algoritmos de control de nivel aparecerá también la

referencia de nivel en amarillo.

Sobre las válvulas y caudalímetros también

aparecen los indicadores de apertura de la válvula,

caudal de la tubería y temperatura del agua

circulante. Según la configuración de las bombas y

el algoritmo de control seleccionado, podrán

aparecer (o no) las referencias de apertura de válvula

o de caudal del circuito. Cada referencia se colocará

junto a la medida de la variable que controla. Sobre el circuito de salida del depósito se

puede ver también el caudal y la temperatura de salida. Al no haber una válvula

automática que controle este caudal, los otros indicadores carecerían de sentido.

Cuando los algoritmos de control de nivel estén activos,

aparecerá también el indicador de ratio, con la referencia de proporción

de agua caliente que debe entrar en el depósito. Según si el algoritmo

controla también la temperatura de agua del depósito, se podrá variar

esta referencia.

Siempre que la planta se encuentre

en modo automático (bien en la parada de

configuración o bien con el ensayo en

marcha) aparecerán dos paneles en el lado

izquierdo de la página. En el primero de

ellos se puede configurar cada salida como

AUTO, MAN o MAT, tal como se describe

en la sección 3.5 (selección de salida). En

caso de que alguna resistencia esté

deshabilitada (debido a una alarma o a

autorregulación), su línea no se mostrará, y

la salida se configurará como BLQD.

En el segundo panel se puede

seleccionar uno u otro algoritmo de control

haciendo clic sobre las flechas. Una vez

seleccionado, se puede cambiar entre

marcha y parada haciendo clic sobre la

palanca.

En la esquina inferior derecha de la página se sitúa otro panel con los controles

analógicos de los dispositivos. Dependiendo de la configuración de éstos y del

algoritmo seleccionado, las variables representadas serán unas u otras. Aquí sólo se

muestran algunas combinaciones.

Fig. 4.19: Paneles de selección de salida y

puesta en marcha


Los mandos de este panel son controles deslizantes de válvulas, tiempo de

encendido y referencias de caudal nivel, temperatura y proporción. Para utilizarlos,

basta arrastrarlos con el ratón. Mientras estos mandos están siendo manipulados por el

usuario, aparecerá un número a su lado, indicando el valor que representa su posición.

Este valor se hará efectivo al soltar el botón del ratón. Los mandos

analógicos se pueden mostrar u ocultar pulsando el botón amarillo situado a

su lado.

Por último, la página muestra también un recuadro con 5 variables que el

usuario puede utilizar para la comunicación con

MATLAB. Estas variables son de propósito general

definidas por el usuario. Se pueden utilizar como

parámetros del controlador programado en

MATLAB. Al modificar su valor en la página del SCADA se modificará también en

MATLAB y viceversa, lo cual es útil si se desea conocer en tiempo real el valor de una

variable de MATLAB que va cambiando a lo largo del algoritmo. Como ocurría con el

panel anterior, este recuadro puede mostrarse u ocultarse pulsando sobre el botón

cercano.

4.6 Configuración de PIDs

Los algoritmos internos se han creado utilizando los bloques PIDFF y PID_INT

de Unity. Estos bloques requieren una serie de parámetros para su configuración,

motivo por el cual se ha creado una página en la que el usuario pueda modificar estos

parámetros. Aunque se puede acceder en cualquier momento a esta página, gran parte

de las opciones estarán deshabilitadas fuera del modo Automático en Parada (o parada

de configuración).

La parte central de la página está ocupada por un esquema del controlador

utilizado. Esto facilita al usuario la comprensión del método de control utilizado,

permitiéndole escoger uno u otro en función de sus necesidades.

Fig. 4.20: Mandos analógicos.


El panel situado en la esquina inferior

derecha permite escoger entre los algoritmos

disponibles por el autómata, o bien no escoger

ninguno. Al hacer clic sobre cualquiera de los

botones del mismo panel se actualizará el

esquema del centro de la página y se mostrará el

nuevo juego de parámetros asociado a este nuevo

lazo de control. También es posible cambiar el

algoritmo utilizado haciendo clic sobre el número

mostrado en rojo en el recuadro inferior, junto al

nombre del algoritmo seleccionado, y escribiendo

el número correspondiente al nuevo algoritmo.

Una vez seleccionado el algoritmo y configurados

los controladores, se puede hacer clic en la palanca para iniciar la marcha del ensayo.

En la parte inferior de la página se muestran los parámetros utilizados en los

controladores.

Fig. 4.22: Parámetros de los controladores.

Fig. 4.21: Configuración de PIDs.


Los parámetros se muestran agrupados por controlador, asociando al recuadro de

cada controlador un color de la misma manera que en el esquema central de la página.

Este código de colores está pensado para hacer más visual la asociación entre

controlador y grupo de parámetros.

Los parámetros pueden mostrarse de tres formas: Como PID completo (tal como

se presentan en Unity), como PID clásico o simplificado y como PI en paralelo con una

red de avance. Para escoger entre una forma u otra, basta marcar la casilla

correspondiente en el lateral izquierdo de la página. Según la elección del usuario, se

verá también un esquema de la estructura del controlador.

Justificación de las aproximaciones

La función de transferencia del controlador (en todos los casos) es:

sK

T

sT

sTKsC

d

d

d

i

C

·1

·

·

11·)(

Esta función de transferencia se puede expresar también como:

sTisK

T

sK

TTs

KTT

KsC

d

d

d

d

i

d

di

C

···1

1··1

1··

·)(

2

Recordemos que la función de transferencia del PID clásico es:

Fig. 4.23: Posibles vistas de los parámetros.


sTi

sTsTTKsPID

idi

C

·

1····)(

2

Por semejanza de términos, el controlador se puede aproximar por un PID

siempre que se cumplan las siguientes condiciones:

La dinámica del polo sK

T

d

d ·1 es despreciable frente a la del integrador sTi· .

Kd es mucho mayor que 1, de modo que el término dK

11 tiende a 1.

d

d

K

T es mucho menor que Ti, de modo que

d

d

i

K

TT tiende a Ti.

Estas condiciones se pueden resumir en dos:

i

dd

d

T

TK

K 1

Por lo tanto, para la vista como PID simple, se tomará Kd como el máximo entre

1000 y (1000·Td/Ti).

Por otro lado, la función de transferencia del controlador C puede

descomponerse en:

sTKsC

sTK

sK

T

sTKsC

i

C

i

C

d

d

d

C

·

1·)('

·

1·

·1

·1·)(

sK

T

sTK

K

sK

T

sTKsC

d

d

d

d

C

d

d

d

C

·1

·1

11

·

·1

·1·)('

Una red de avance de fase tiene la siguiente función de transferencia:

sT

sTKsR

r

r

CA

··1

·1·)(

Una vez más, basta aplicar semejanza de términos entre C’(s) y RA(s) para llegar

a las siguientes ecuaciones algebraicas:


d

d

r

d

d

r

K

TT

TK

T

·

11

Las soluciones de estas ecuaciones son:

11

1·

1

1

11

d

rd

d

d

d

r

K

TT

K

TK

T

Por lo tanto, el controlador C puede interpretarse como una red de avance de

fase en paralelo con el término integral de un PI. El término proporcional, por su parte

ya viene dado por la red de avance de fase. Puesto que el valor de Kd debe estar

limitado, nunca podrá valer menos de 0’001 ni más de 0.9999.

La actualización de estos datos será llevada a cabo por los comandos asociados a

los indicadores numéricos y por las funciones cicode incluidas en la página.

Guardar, cargar y transferir los parámetros

Los parámetros mostrados en la página son siempre los mismos

del PLC, aunque dependiendo de la situación puede ser posible

modificarlos o no. Esto se debe a que la comunicación de los mismos

sólo puede hacerse en un sentido. El sentido de esta comunicación puede

cambiarse haciendo clic sobre el interruptor situado en la esquina

superior derecha de la página. En el modo “Recibir”, la aplicación

SCADA recibe los parámetros del PLC, por lo que no son modificables.

En el modo “Enviar”, los parámetros de la página se envían al PLC. Por

seguridad, el interruptor pasará al modo “Recibir” cada vez que se entre

en el estado de ensayo en marcha.

Los parámetros también pueden

guardarse en un fichero de Microsoft Excel

para recuperarlos en una sesión posterior.

Para guardar los parámetros actuales, se

puede hacer clic en el botón Guardar.

En el cuadro emergente se debe dar

un nombre al fichero y confirmar pulsando

Aceptar. El nombre no puede contener

espacios. Se abrirá el archivo en Excel, y

se pedirá al usuario que lo cierre y guarde

los cambios.

Fig. 4.24: Ventana para guardar archivo.


Para cargar de nuevo este archivo, el interruptor deberá estar en la posición

“Enviar” (si está en recibir los parámetros serán sobrescritos por los del PLC). Al pulsar

sobre el botón Cargar se abrirá otro cuadro de diálogo en el que se debe seleccionar el

nombre del fichero de Excel. El fichero volverá a abrirse para que el usuario pueda

confirmar que es el correcto. Un nuevo cuadro de diálogo aparecerá en la ventana de

Vijeo Citect preguntando si es el correcto. Seleccione Sí para cargar los parámetros, o

NO para cancelar.

4.7 Pantalla de gráficos

Para la creación de

una página con curvas de

tendencias, primero se deben

definir las etiquetas de

tendencias correspondientes y

crear un servidor de

tendencias. Para ello, en la

ventana del Editor de

Proyectos de Citect, se debe

abrir el menú Servidores ->

Servidores de Tendencias. En el cuadro emergente se debe escoger un nombre para el

servidor de tendencias y hacer clic en agregar. Una vez hecho esto, se puede abrir el

menú Etiquetas -> Etiquetas

de Tendencias y agregar

tantas etiqueta como curvas

pretendamos representar en

los gráficos.

Para cada etiqueta, se

debe seleccionar también la

expresión que corresponde, es

decir, la magnitud que se

representa. Se deben indicar

también las unidades y el

periodo de muestreo. En el

caso que nos ocupa, todas las

variables se muestrean cada

segundo, lo que equivale

aproximadamente al tiempo

que tarda OPC en refrescar el

Fig. 4.25: Ventanas para cargar ficheros de Excel.

Fig. 4.26: Creación de servidores de tendencias.

Fig. 4.27: Creación de las etiquetas de tendencias.


valor de las variables.

Una vez hecho esto, se puede insertar un gráfico en una

página con ayuda del Analista de Procesos. Al hacer clic sobre

esta herramienta se insertará un visor de gráficos (inicialmente

vacío) en la página y se abrirá la ventana para configurar sus

propiedades.

En el lado izquierdo de esta ventana aparece el esquema del visor de gráficos.

En él se indican los paneles que hay y las líneas que se muestran en cada uno. Pulsando

con el botón derecho sobre “Process Analyst View” (en la parte superior del esquema)

se puede añadir un nuevo panel (“Add Pane”). De forma similar, se pueden añadir líneas

pulsando con el botón derecho sobre el panel correspondiente y seleccionando “Add

Pen” en el menú.

Una vez creada una línea, ésta ser debe configurar. En la parte derecha de la

ventana se pueden cambiar sus propiedades típicas como el color, el grueso de la línea,

el estilo de línea (continua o a trazos) los ejes utilizados, sus unidades etcétera. Es muy

importante indicar al programa qué representa la línea. Esto se hace escribiendo el

nombre de la etiqueta de tendencia en el campo “Trend tag” en la solapa de conexiones

(connection).

El analista de procesos permite también añadir una barra de herramientas con

distintas funciones como guardar o cargar la vista, exportar el archivo a Excel o ajustar

los ejes.

Fig. 4.28: Analista de procesos.


Además del gráfico creado por el analista de procesos, se han añadido a la

página de grafos los indicadores de caudal temperatura presión y nivel de la página del

mímico en 2D, de forma que se pueda conocer el valor exacto de una magnitud además

de su tendencia. También se pueden hacer aparecer los controles analógicos, por si se

desea modificar una variable a la vista de la tendencia de otra. El resultado es la página

mostrada en la figura:

Fig. 4.31: Página de gráficos de tendencias.

Fig. 4.30: Barra de herramientas.

Fig. 4.29: Propiedades de las líneas: etiqueta de tendencia asociada.


4. Programación de la aplicación SCADA -...

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