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Rockwell Automation Process Solutions

Arquitectura Integrada en

Acción

Ing. Héctor Hugo Montes

Andrade.

www.infoPLC.net

8/7/2011 Rockwell Automation

Estrategia Abierta de Rockwell Automation:

Arquitectura

Integrada

Servicios de

Valor Agregado

y Experiencia

Superiores

Productos de Clase

Mundial

Suministro

Global y

Capacidades

Locales


Drivers Clave de Cliente en la Automatización

• Funcionalidad Multi-dominio, incluyendo lógica, movimiento, variadores y proceso en una sola plataforma

• Plataforma de desarrollo simple multi-disciplina incorporando tagging común y una sola base de datos

• Herramientas de Software que permiten el diseño por flujo de proceso a través de varias máquinas o unidades de proceso

• Arquitecturas Abiertas, modularesque reflejan las aplicaciones de la industria desde distribuciones de maquinaria en fábricas a operaciones de unidad en plantas de proceso

• Empleo de estándares de-facto para interfaces de red, lenguajes etc., que permiten intercambio de datos como parte de sistemas en red de diversos vendedores

RSNetWorx

IEC 61131

XML

Arquitectura

Integrada


Logix View

Competencias Esenciales de Automatización


NetLinx de Arquitectura IntegradaUna Arquietctura hecha de Redes Abiertas y

Interfaces Abiertas que le permiten:

Controlar, Configurar, Compilar y

ColaborarLa información y los datos eficientemente.


Información

Automatización y Control

24vdc

509 -BOD

T

Dispositivo

Estrategia NetLinx -- FF & CIP

High AlarmLow AlarmComm. Err.

DeviceNet / Foundation Fieldbus•Control de: dispositivos inteligentes y E/S

ControlNet / Ethernet

(EtherNet/IP & HSE)•Control de Datos y Tiempo Real

Ethernet TCP/IP•Intercambio de datos no críticos en

cuanto al tiempo

•Monitoreo de Procesos

El Lenguaje Común lo es Todo...

¿Hola? ¡Hola!

¿Cómo estás? Bien.

Bonjour? ?

Guten

Tag??????

Comunicación

Bidireccional


Modelo Internet OSI

USUARIO

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

VÍNCULO DE DATOS

FÍSICO

7

6

5

4

3

2

1

Nivel

NULO

TCP

IP

IEEE 802.3 (MAC)

IEEE 802.3 (Físico)

HTTP

HTML

NULO

UDP

FTP


Modelo Específico de Vendedor

USUARIO

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

VÍNCULO DE DATOS

FÍSICO

7

6

5

4

3

2

1

Nivel

NULO

TCP

IP

IEEE 802.3 (MAC)


VENDEDOR

NULO

VENDEDOR


Modelo Abierto

USER

APPLICATION

PRESENTATION

SESSION

TRANSPORT

NETWORK

DATA LINK

PHYSICAL

7

6

5

4

3

2

1

Nivel

NULO

TCP

IP

IEEE 802.3 (MAC)


USUARIO

NULO

CIP

UDP

USUARIO

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

VÍNCULO DE DATOS

FÍSICO


La Tecnología Detrás de NetLinx

Examinador

de

Web

y

“Office”

CANCTDMA

DeviceNetControlNet

EtherNet/IP

CSMA/CD

Protocolo Industrial

Común (Common

Industrial Protocol)

(CIP)Biblioteca de Objetos Comunes

Perfiles de Dispositivos Comunes

Ruteo Común

TCP/UDP/IP

Nivel Físico

CSMA/NBA

La arquitectura NetLinx está consituida de tres redes esenciales basadas en productor/consumidor, EtherNet/IP, ControlNet y DeviceNet. Lo que hace único a NetLinx es que permite una comunicación sin fisuras entre las redes porque todos utilizan el mismo protocolo de nivel de aplicación - CIP.


Protocolo Industrial Común - CIP


Extensiones de Seguridad para CIP anunciadas en - Octubre 2002

•Extensiones de Protocolo para redes de seguridad

Protocolo aprobado por TÜV - Octubre 2002

Concepto de Sistema sometido a TÜV - Mayo 2003

Seguridad CIP


Nueva Iniciativa de Sincronización de Tiempo de Precisión

Common Industrial

Protocol (Protocolo

Industrial Común (CIP)

DeviceNet

EtherNet/IP

Servicios de

Sincronización de Tiempo

IEEE 1588-2002+

•Extensiones de CIP para aplicaciones que requieren sincronización de tiempo de precisión

•Sincronización de Línea en Tiempo Real para minimizar la Acumulación

•Coordinación de Alta Velocidad para rechazo de partes > 1000 Partes/min


“Son las 8:00”“Son las 8:00”“Son las 8:00”“Son las 8:00”

Fundamento de NetLinx: Productor/Consumidor

• Fuente/Destino– Con frecuencia se les conoce como “Maestro/Esclavo”

“Son las 8:00”

• Productor/Consumidor– También conocido como “Editor/Suscriptor”

– contiene todas las capacidades

Fuente/Destino, además de capacidades

adicionales para una eficiencia mejorada


Controlador

Variador1Sensor

Variador3Variador2

Adquisición de DatosALLEN-BRADLEY

7 8 9

4 5 6

1 2 3

. 0 -

<-----------------'

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F1

F6

F2

F7

F3

F8

F4

F9

F5

F1

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^

v

HMI

Ejemplo de Control – a la “Antigua”

E/S Analógicas

Extremadamente Ineficiente - Ejemplos de la Vieja

Tecnología de Redes - RIO, Profibus, Interbus S


Controlador

Variador1Sensor

Variador3Variador2

Adquisición de Datos

HMI

E/S Analógicas

Ejemplo de Control utilizando NetLinx

• Cambio-de-Estado – El sensor produce datos sólo cuando el objeto está presente.

• Cíclico – Las E/S Analógicas pueden enviar un valor (presión) cada 50 ms, y otro valor (temperatura) cada 500 ms

• Multidifusión – consumo simultáneo de datos.

Manejo de Datos Extremadamente Eficiente


Nivel de

Información

(EtherNet/IP)

Nivel de

Dispositivo

(DeviceNet™)

Estación

HMI

24vdc

509 -BOD

E/S ModularesE/S Bloque Micro Drive

Nivel de

Control

(ControlNet™)

Gateway o Dispositivo de Vínculo

PC de Soporte

a Dispositivo

Programable

Arrancador de Motor

Micro PLC

Interface de Operador

Variador

Gateway o Dispositivo de Vínculo

PC de

Mantenimiento

PC Desktop

Controlador

Acceso a cualquier dato, donde sea, cuando sea (Diseñar, Operar, Mantener)

Arquitectura NetLinx

Controlador

Ultra 100


Estándares

CONTROLNET DEVICENET ETHERNET/IP

IEC

Internacional

ESTÁNDAR IEC 61158

ESTÁNDAR IEC 62026

CIP incluido en 51158 & 62026

CENELEC

Europeo

ESTÁNDAR EN 50170

ESTÁNDAR EN 50325

CIP incluido en 50170 & 50325

ISO

Internacional

Incluido en el trabajo

Esquemas de Aplicación

Incluido en el trabajo

Esquemas de Aplicación

Propuesto en el trabajo Esquemas

de Aplicación


“De Internet a DeviceNet”

Información

Dispositivo

Discreto

Automatización y Control

Dispositivo de

Proceso

Arquitectura NetLinx - Sumario• Basado en estándares de redes

abiertas

• Soporte global multi-fabricante

• Utiliza el modelo de comunicación

Productor/Consumidor

• Conjunto de servicios que son

independientes del medio

• Conectividad abierta a través de

toda la empresa

• Migración Conectividad con

sistemas antiguos


VersaView CE

- RSView ME

- Servicios de Terminal


VersaView 1500P


Arquitectura Integrada - Logix

Controlador E/S Distribuido FlexLogix

SoftLogix para control de Platforma Abierta

Control con Información y Visualización

Centro de Datos

ControlLogix para Desempeño,

Escalabilidad

• Multiprocesamiento

• Redundancia

• Puenteo entre redes

• Integración de

Movimiento/Variador/Proceso ProcessLogix DCS

DB de Tag Universal y HMIDriveLogix

Control Distribuido de Variador

CompactLogix para Valor basado

en control independiente


Control Integrado de Variadores

Personaliza la

arquitectura del

sistema de

control para cada

aplicación

Arquitectura Flexible de sistema

de control para control

Centralizado, Distribuido y de

Variador Incorporado


Control Integrado de Movimiento

• ¿Qué puede hacer

su negocio con el

tiempo adicional?

• ¿Qué tan

rápidamente puede

hacer llegar su

máquina al cliente?

• ¿Qué tan pronto

puede usted trabajar

en su próximo

proyecto?

KinetixThe new science of integrated motion

72% En Ahorro de Tiempo


Control DistribuidoBase de Datos Global

Redundancia

Control Determinístico

HMI Integrada, herramientas

Conectividad Integrada de Foundation Fieldbus

Algoritmos de Control de Procesos

Control de Procesos Dedicados

Control Multidisciplinario Lógica de Alta Velocidad

Redundancia

Arquitectura escalable

Conectividad Foundation Fieldbus

Una plataforma para aplicaciones de proceso, de movimiento, discreto y de variadores

Editores de Function Block Diagram (Diagrama de Bloque de Función y Gráfica de Flujo Secuencial)

Control Integrado de Proceso

Hardware, Software y Red

Compartidos

Amplio Rango de E/S

Analógicos

Chasis

Módulos de comunicaciones

RSBatch y RSView SE para

Procesos

ProcessLogixControlLogix


HAL (Interface con Hardware)Procesadores, Comunicaciones a Bordo, Backplane

El Concepto Logix OS

Núcleo de Sistema OperativoManejo de Memoria, Manejo de TareasServicios de Comunicación

API (Conjunto de Instrucciones)Booleano, Archivo, Computar, Movimiento, Procesos, Variadores, Comunicaciones, Diagnósticos

Programas de Aplicación

RSLogix5000LD, FBD, ST, SFC

ControlLogix FlexLogix SoftLogix CompactLogix DriveLogix


Sistema Operativo Logix5000

• Logix5000 utiliza un sistema operativo multitarea basado en símbolos

– Modelo de tareas que cumple con IEC61131-3

• Soporte para hasta 32 tareas separadas

• Las tareas periódicas / eventos soportan 15 Niveles de Prioridad

• Cada tarea puede invocar hasta 32 Programas

System Task

Motion Task

Fault Task

User Task

Password

Configuration

Status

User Task

Password

Configuration

Status

User Task

Watchdog

Configuration

Status

Program

Program

Program

Program

I/O Dataarray[x]

float

int struct

struct array[x]

Global Data

struct array[x]

array[x,y,z]

Program

Program

Fault Routine

if A=12 then B

subroutine

--| |------( )--subroutine

--| |------( )--subroutine

--| |------( )--subroutine

--| |------( )--

Local Data

Main Routine

Logix5000 Controller


Características de Datos de Controlador

• Soporte de tipos de datos definidos por IEC61131

• Direccionamiento Simbólico (Tag)

• Estructuras que proporcionan encapsulamiento de datos

• Las tablas de datos con diferentes “alcances” proporciona aislamiento entreprogramas

• Arreglos de datos (1,2,3 dimensional)

• Tags con Características Avanzadas

Tipo de tag

Tipo de Datos

Espacio para

Nombre

Formato de Display

Nombre SimbólicoDescripción

Tipos de Datos

Soportados

(Atómico, estructuras

de producto y

estructuras definidas

por el usuario)

Matrices

Tridimensionales


• Los datos y las E/S son direccionadas utilizando Dirección Simbólica que cumple con IEC61131-3

• Almacenados en el Controlador para permitir acceso a datos a través de la red a través Nombres de Tag

• Los datos pueden ser referenciados utilizando tag “Alias”

– Proporciona flexibilidad para dar nombre a los datos de forma diferente, dependiendo de su uso

– Permite que el programa sea desarrollado sin conocer la distribución de las E/S o la memoria

• Nombre de Tag

– Nombres de Tag de 40 caracteres (Igual que RSView)

• 1er caracter comienza con Alpha o “_”

• Los siguientes 39 caracteres Alpha, Numéricos o “_”

– No son sensibles a mayúsculas o minúsculas

• Descripción de Tag/Comentario

– 120 caracteres dan

una descripción más

significativa

– Almacenada fuera de línea en disco

• El Tecleo Anticipado / Auto-llenado de

Tag optimiza el proceso de desarrollo

Direccionamiento Simbólico en el Controlador

Descripción

Referencia de Tag

Referencia de Base

Sugerencia de Herramienta

Tecleo

anticipado de

nombre de Tag


Diseño de Distribución de Sistema

Diseño Eléctrico

Desarrollo de Programa

Arranque de Máquina

Enfoque de Sistema de

Control Típico

Funcionamiento y colocación

De Dispositivo Eléctrico

Direcciones I/O de todos

los Dispositivos

Diseño de

Distribución

de Sistema

Diseño EléctricoDesarrollo

de Programa

Arranque

de Máquina

Enfoque

Logix

Funcionamiento y colocación

De Dispositivo Eléctrico

Direcciones

I/O de todos

los

Dispositivos

Logix Facilita la Ingeniería Coincidente

Reducción

Estimada en 25 -

40% del esfuerzo en

diseño inicial ...

Ahorro adicional de

25% en tiempo

recurrente de

ingeniería


ROW

HE

IGH

T

Estructuras y Matrices de Estructuras• Crée tipos de datos definidos por usuario que imitan a sus dispositivos

• Crée nombres de tags para memoria según lo requiera sin el lastre del direccionamiento de la memoria física

• Proporciona código auto-documentado que es más fácil de desarrollar y mantener

• Utilice matrices para guardar tablas de información en hasta 3 dimensiones (como en la vida real)

– ejemplo: Cuarto de tanques con 4 hileras de tanques, 3 al fondo, dos tanques de altura de estiba


Soporte Multi-Lenguaje RSLogix 5000• Totalmente integrado con otros lenguajes dentro de RSLogix 5000

– Existe como parte de RSLogix 5000, utiliza la base de datos existente, estructura, de menú, organizador de controlador, configuración de E/S, etc.

– Disponible como una opción a versiones mini y estándar e incluido con Professional

• Las rutinas LD, FBD, SFC, ST pueden coexistir con otros tipos de rutina en el mismo controlador

– Una rutina de cualquier lenguajepuede llamar a otras rutinas SFC, ST, LD o FBD

• Funciona con la herramienta Logix5000 para soportar carga/descarga derutinas desde el procesador

– Todos los lenguajes son nativos aLogix5000

• Lenguajes que cumplen con IEC61131-3


Arquitectura Integrada - Visión


Soluciones de Software

OperarDiseñar Mantener

RSLinx

RSView32

RSWire

RSLogix

Compliance Track

Scheduler

PlantMetrics

RSSQL

RSNetWorx

RSViewEnterprise

RSView MachineEdition

RSTune

RSMACC

RSGuardian

RSNetWorx MD

RSEmulate

Arena

RSTest Stand

Historian

RSPower32

Entek

AutomationDesktop

Control PlannerSimulator

MAXIMO/CMMS

Administración de Cambios

Diagnósticos

Soporte de Dispositivos

Monitoreo de Condición

RSEnergy - PEMS


Soluciones Basadas en Componentes

• La solución típica basada en componentes crea huecos y traslapes en la

funcionlidad

Interface de Operador

PLC

Servidor de

Alarmas

Servidor de

Datos

Servidor de Lotes

Servidor de

Historia

Modelo de Datos Reportes

HistóricosPriorización

HMI de Supervisión

MES

E/S


Los Costos de la Integración

Dinámicas de Mercado40% de los presupuestos asignados a Informática se

invierten en la integración

Fuente: Gartner Group

...lo que implica que los negocios gastaron

$900 Billones en integración en 2002


Sistema Habilitado para FactoryTalk

• Las piezas pueden

funcionar

independientemente,

pero al ser reunidas,

conforman un sistema

de manufactura

altamente integrado

`FT Live Data

FT DiagnosticsFT Audit

FT Portal

FT Data Model

FT DirectoryRSTestStand

RSLinx

RSHistorianRSScheduler RSPlantMetrics

` RSMACC

RSSQL RSViewSE

RSProduction Portal

RSBatch

RviewME

ERP integrationRviewME

RSAutomation

Desktop

FactoryTalk elimina los huecos y los traslapes de funcionalidad

al aportar servicios comunes (como seguridad, diagnósticos y

acceso a datos en tiempo real) y al permitir que los recursos de

planta (como son tags, displays y alarmas) sean compartidos a

todo lo ancho de las instalaciones productivas.

• FactoryTalk

proporciona

soluciones basadas en

componentes

• Se beneficia de

solución altamente

integrada

• Flexibilidad de

sistema tradicional

basado en

componentes


FactoryTalk™

FactoryTalk es una plataforma escalable de información relativa a la manufactura que integra sistemas de control en toda la planta y conecta la empresa con las instalaciones de producción.

Integración sin fisuras

con software de oficina

Manejo de información

Control de

Procesos

Control a Nivel

de Dispositivo

Diseño y

Documentación

Lógica

Comunicaciones

Visualización


FactoryTalk™ se trata del Valor del Cliente

• Capacidades FactoryTalk™ disponibles ya

– FactoryTalk™ Directory

– FactoryTalk™ Live Data

– FactoryTalk™ Diagnostics

– FactoryTalk™ Audit

– FactoryTalk™ Portal

Proporciona un directorio común de recursos de la fábrica para que los cambios al sistema de automatización sean actualizados automáticamente a través de las aplicaciones habilitadas para FactoryTalk

Integrar: FactoryTalk permite definir los recursos de la planta

una vez (tags, display, etc.) y luego permite acceso simultáneo a

aquellos recursos que cruzan las fronteras del sistema.


Diseño Tradicional de Base de Datos

• Los sistemas tradicionales a menudo significan replicación de datos

• Muchas bases de datos dispares.

Base de

Datos de

Tag

Base de

Datos de

Tag

Base de

Datos de

Tag

Cliente de Datos Cliente de Datos Cliente de Datos

Datos Centralizados

Una forma de solucionarlo es una base de datos central

Un sólo punto de fallasNombres ingresados en múltiples lugares

Base de

Datos de

Tag

Cliente de Datos Cliente de Datos Cliente de Datos

Replicación de Datos

Base de

Datos de

Tag

Base de

Datos de

Tag


Diseño de Directorio FactoryTalk - Federación

• Los datos permanecen distribuidos en su

ambiente original, nativo (como es el caso de

un controlador)

• Los clientes que necesitan datos utilizan el

directorio

– El directorio actúa como un servicio de

búsqueda

• Los datos son “federados”, no duplicados

• Los datos son distribuidos vs. centralizados

• Este modelo es utilizado hoy en día para tags

y displays

– Futuro: Alarmas and eventos, parámetros

de seguridad, etc.

Base de

Datos

de Tag

Cliente

de DatosCliente

de Datos

Cliente

de Datos

Problemas de Clientes Que Están Siendo Resueltos por FactoryTalk Directory Hoy…

Base de

Datos

de Tag

Base de

Datos

de Tag


Problema: Desarrollo Tradicional HMI de Tags

1. Crée tags PLC

en el editor de

control de lógica,

como RSLogix™.

2. Exporte tags de un programa de lógica

a un archivo y luego importe el archivo de

tag a un editor HMI.

3. Duplique cualquier

cambio hecho en el editor

PLC en el software HMI.

4. Mientras, los controladores adicionales y otros tags de dispositivo son

importados al software HMI y continuan manejando los procesos de

exportación/importación y sincronizando múltiples bases de datos de

tags. ¡Si tiene usted datos almacenados en dos sitios, siempre están

equivocado en uno!


Solución: Compartir Tags (Utilizando FactoryTalk Directory)

2. Utilice los tags

creados en el

programa PLC

directamente en

el HMI sin crear

una base de

datos de tags

HMI.

1. Programe

tags de PLC

tags utilizando

RSLogix y

luego guarde el

proyecto.

•Los Tags residen en el Controlador

•Nuevos Tags disponibles de inmediato


Problema: Mantenimiento de displays en todos lados

1. Exporte el display gráfico a un

archivo.

4. Edite cada

display en línea,

o tome el sistema

fuera de línea y

copie los

proyectos a cada

computadora.

3. Actualice y

maneje displays

en cada

estación.

2. Importe el dipslay gráfico a uno o más de

proyectos HMI en múltiples estaciones.


Solucion: Compartiendo un Display (Utilizando el Directorio FT)

1. Desde cualquier

display genérico,

haga la referencia

de cualquier display

en el sistema.

2. Simplemente edite el

display gráfico y los cambios

se reflejan en todo el

sistema.


• Las capacidades de FactoryTalk™ que están

introduciéndose son:

– FactoryTalk™ Directory

– FactoryTalk™ Live Data

– FactoryTalk™ Diagnostics

– FactoryTalk™ Audit

– FactoryTalk™ Portal

FactoryTalk Live Data da acceso

confiable, a toda la empresa, a

información de manufactura en

tiempo real.

FactoryTalk™ se Trata del Valor del Cliente

Comunicar. FactoryTalk transforma los datos de la planta en

información útil y la entrega a la gente que la necesita, desde los

ingenieros de mantenimiento al personal de planificación de la

empresa.


Solución FactoryTalk™ Live Data

• El cliente FactoryTalk Live Data se extiende a OPC-DA para

proporcionar:

• Tolerancia a fallas y redundancia

• Conexión/desconexión/Reconexión sin fisuras

• Eliminación de tiempos de espera DCOM prolongados

RSLinx Enterprise Servidor de Datosde Terceros

Servidor RSView Tag Servidor PLX OPC

Servidor FT Servidor FT Servidor FT OPC

Cliente RSView

ClienteFT

RSSQL

ClienteFT

RSBatch (futuro)

ClienteFT

Protocolo FactoryTalk Live Data

OPC Interface OPC Interface OPC Interface

FactoryTalk

Directory

ERP

DCOM

protocol


ViewAnyWare Software Común Independiente de Hardware

Computadora

VersaView CE

PanelView Plus

Computadora

Versa View

Win 2000/XP

Servidor Sencillo

Multi-Cliente

• Reduce el costo total de propiedad

• Mejora la productividad

• Apariencia, sensación y navegación comunes

• Aprendizaje de una herramienta para todas las aplicaciones HMI

• Escalabilidad a través de plataformas

• Portabilidad de aplicación

• Carga/descarga a través de redes mediante portales

• Modo Test Run (Ejecución de Prueba)

• Bibliotecas y Parámetros

RS-View Studio

Servidor Sencillo

Multi-Cliente

MobileView


Plataformas de Hardware ViewAnyWare

Plataformas RSView

Machine Edition

Plataformas RSView

Supervisory Edition

PanelView Plus

VersaView(Windows 2000/XP)


MobileView(Windows CE)

Clientes

Servidores

VersaView CE(Windows CE)


Plataformas Abiertas

Plataformas Dedicadas

VersaView CE(Windows CE)


Arquitectura Integrada – El Valor de Uno –Claramente Diferente

• Utilice lenguaje de programación basado en un tag, para control

secuencial, de movimiento, de proceso y de variadores para

ahorrar hasta 40% de tiempo de programación

• Reduzca tiempo de diseño con integración fácil y rápida de E/S

de Allen-Bradley y dispositivos

• Obtenga los datos correctos hacia y desde su sistema de control

para ayudar a hacer las decisiones correctas de negocios en el

momento correcto

• Ahorre tiempo y dinero a través de soluciones de problemas

simplificados y mantenimiento

• Arquitectura Integrada – Stand 331

– Publicación IA-BR002B-EN-P

arquitectura integrada en acción - automatización … f7 f3 f8 f4 f9 f5 f1 0 pa nelvie w 55 0 <...

Documents