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Arquitectura Integrada en Acción

Arquitectura Integrada en Acción. Ing. Héctor Hugo Montes Andrade. Estrategia Abierta de Rockwell Automation:. Servicios de Valor Agregado y Experiencia Superiores. Arquitectura Integrada. Suministro Global y Capacidades Locales. Productos de Clase Mundial.

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Arquitectura Integrada en Acción

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  1. Arquitectura Integrada en Acción Ing. Héctor Hugo Montes Andrade.

  2. Estrategia Abierta de Rockwell Automation: Servicios de Valor Agregado y Experiencia Superiores Arquitectura Integrada Suministro Global y Capacidades Locales Productos de Clase Mundial

  3. Drivers Clave de Cliente en la Automatización Arquitectura Integrada RSNetWorx • 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, modulares que 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 IEC 61131 XML

  4. Competencias Esenciales de Automatización Logix View

  5. NetLinx de Arquitectura Integrada Una Arquietctura hecha de Redes Abiertas y Interfaces Abiertas que le permiten: Controlar, Configurar, Compilar y Colaborar La información y los datos eficientemente.

  6. Estrategia NetLinx -- FF & CIP High Alarm Low Alarm Comm. Err. • Ethernet TCP/IP • Intercambio de datos no críticos en cuanto al tiempo • Monitoreo de Procesos Información • ControlNet / Ethernet • (EtherNet/IP & HSE) • Control de Datos y Tiempo Real Automatización y Control Dispositivo • DeviceNet / Foundation Fieldbus • Control de: dispositivos inteligentes y E/S 509 -BOD T 24vdc

  7. El Lenguaje Común lo es Todo... 2-way Communication Comunicación Bidireccional ¿Hola? ¡Hola! Bien. ¿Cómo estás? ? Bonjour? ? ???? Guten Tag??

  8. Modelo Internet OSI HTML USUARIO Nivel HTTP FTP APLICACIÓN 7 6 PRESENTACIÓN NULO 5 SESIÓN NULO TCP UDP 4 TRANSPORTE 3 RED IP 2 VÍNCULO DE DATOS IEEE 802.3 (MAC) 1 FÍSICO IEEE 802.3 (Físico)

  9. Modelo Específico de Vendedor USUARIO APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN TRANSPORTE RED VÍNCULO DE DATOS FÍSICO VENDEDOR Nivel VENDEDOR 7 6 NULO 5 NULO 4 TCP 3 IP 2 IEEE 802.3 (MAC) 1 IEEE 802.3 (Físico)

  10. Modelo Abierto USUARIO USER APPLICATION APLICACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTATION SESSION SESIÓN TRANSPORTE TRANSPORT NETWORK RED VÍNCULO DE DATOS DATA LINK PHYSICAL FÍSICO USUARIO Nivel CIP 7 6 NULO 5 NULO UDP 4 TCP 3 IP 2 IEEE 802.3 (MAC) 1 IEEE 802.3 (Físico)

  11. La Tecnología Detrás de NetLinx 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. Examinador de Web y “Office” Protocolo Industrial Común (Common Industrial Protocol) (CIP) Biblioteca de Objetos Comunes Perfiles de Dispositivos Comunes Ruteo Común TCP/UDP/IP CTDMA CAN CSMA/CD CSMA/NBA Nivel Físico EtherNet/IP ControlNet DeviceNet

  12. Protocolo Industrial Común- CIP

  13. Seguridad CIP • Extensiones de Protocolo para redes de seguridad • Extensiones de Seguridad para CIP anunciadas en - Octubre 2002 • Protocolo aprobado por TÜV - Octubre 2002 • Concepto de Sistema sometido a TÜV - Mayo 2003

  14. Nueva Iniciativa de Sincronización de Tiempo de Precisión 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 Common Industrial Protocol (Protocolo Industrial Común (CIP) DeviceNet EtherNet/IP

  15. Fundamento de NetLinx: Productor/Consumidor “Son las 8:00” “Son las 8:00” “Son las 8:00” “Son las 8:00” “Son las 8:00” • Productor/Consumidor • También conocido como “Editor/Suscriptor” • contiene todas las capacidades Fuente/Destino, además de capacidades adicionales para una eficienciamejorada • Fuente/Destino • Con frecuencia se les conoce como “Maestro/Esclavo”

  16. Ejemplo de Control – a la “Antigua” Adquisición de Datos HMI Controlador E/S Analógicas Sensor Variador1 Variador2 Variador3 Extremadamente Ineficiente - Ejemplos de la Vieja Tecnología de Redes - RIO, Profibus, Interbus S

  17. 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. Adquisición de Datos HMI Controlador E/S Analógicas Sensor Variador1 Variador2 Variador3 Manejo de Datos Extremadamente Eficiente

  18. Arquitectura NetLinx 509 -BOD 24vdc PC de Soporte a Dispositivo Programable PC Desktop Nivel de Información (EtherNet/IP) Gateway o Dispositivo de Vínculo Estación HMI Nivel de Control (ControlNet™) Controlador Gateway o Dispositivo de Vínculo PC de Mantenimiento Nivel de Dispositivo (DeviceNet™) Controlador Variador Micro PLC Ultra 100 Interface de Operador E/S Bloque E/S Modulares Micro Drive Arrancador de Motor Acceso a cualquier dato, donde sea, cuando sea (Diseñar, Operar, Mantener)

  19. Estándares

  20. 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 Información Automatización y Control Dispositivo Discreto Dispositivo de Proceso “De Internet a DeviceNet”

  21. VersaView CE - RSView ME - Servicios de Terminal

  22. VersaView 1500P

  23. Arquitectura Integrada - Logix • ControlLogix para Desempeño, Escalabilidad • Multiprocesamiento • Redundancia • Puenteo entre redes • Integración de Movimiento/Variador/Proceso ProcessLogix DCS DB de Tag Universal y HMI DriveLogix Control Distribuido de Variador Controlador E/S Distribuido FlexLogix CompactLogix para Valor basado en control independiente SoftLogix para control de Platforma Abierta Control con Información y Visualización Centro de Datos

  24. Control Integrado de Variadores Arquitectura Flexible de sistema de control para control Centralizado, Distribuido y de Variador Incorporado Personaliza la arquitectura del sistema de control para cada aplicación

  25. Control Integrado de Movimiento 72%En Ahorro de Tiempo Kinetix The new science of integrated motion • ¿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?

  26. Control Integrado de Proceso Control Distribuido Base 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) Hardware, Software y Red Compartidos Amplio Rango de E/S Analógicos Chasis Módulos de comunicaciones RSBatch y RSView SE para Procesos ProcessLogix ControlLogix

  27. El Concepto Logix OS RSLogix5000LD, FBD, ST, SFC Programas de Aplicación API (Conjunto de Instrucciones) Booleano, Archivo, Computar, Movimiento, Procesos, Variadores, Comunicaciones, Diagnósticos Núcleo de Sistema Operativo Manejo de Memoria, Manejo de TareasServicios de Comunicación HAL (Interface con Hardware)Procesadores, Comunicaciones a Bordo, Backplane ControlLogix FlexLogix SoftLogix CompactLogix DriveLogix

  28. Sistema Operativo Logix5000 User Task Configuration Program System Task Motion Task Program Fault Task Program User Task Logix5000 Controller User Task Program Configuration Configuration Status Program Status Password Program Status Password Main Routine I/O Data array[x] Local Data float struct int subroutine --| |------( )-- subroutine --| |------( )-- Watchdog subroutine --| |------( )-- struct array[x] subroutine --| |------( )-- Global Data struct array[x] Fault Routine array[x,y,z] if A=12 then B • 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

  29. Características de Datos de Controlador Nombre Simbólico Descripción • 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 Tipos de Datos Soportados(Atómico, estructuras de producto y estructuras definidas por el usuario) Matrices Tridimensionales

  30. Direccionamiento Simbólico en el Controlador Descripción Referencia de Tag Referencia de Base Sugerencia de Herramienta • 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 danuna descripción más significativa • Almacenada fuera de línea en disco • El Tecleo Anticipado / Auto-llenado deTag optimiza el proceso de desarrollo Tecleo anticipado de nombre de Tag

  31. Logix Facilita la Ingeniería Coincidente Enfoque Logix Diseño de Distribución de Sistema Funcionamiento y colocación De Dispositivo Eléctrico Diseño Eléctrico Desarrollo de Programa Direcciones I/O de todos los Dispositivos Arranque de Máquina Enfoque de Sistema de Control Típico Reducción Estimada en 25 - 40% del esfuerzo en diseño inicial ... Ahorro adicional de 25% en tiempo recurrente de ingeniería Diseño de Distribución de Sistema Funcionamiento y colocación De Dispositivo Eléctrico Diseño Eléctrico Direcciones I/O de todos los Dispositivos Desarrollo de Programa Arranque de Máquina

  32. Estructuras y Matrices de Estructuras ROW DEPTH HEIGHT • 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

  33. 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

  34. Arquitectura Integrada - Visión

  35. Soluciones de Software Operar Mantener Diseñar Diagnósticos Administración de Cambios MAXIMO/CMMS Historian Compliance Track Scheduler PlantMetrics RSTune Arena RSGuardian RSSQL RSMACC Entek RSNetWorx MD RSTest Stand RSPower32 Automation Desktop RSEnergy - PEMS RSEmulate Soporte de Dispositivos RSWire RSViewEnterprise Control PlannerSimulator RSLinx RSNetWorx Monitoreo de Condición RSView MachineEdition RSLogix RSView32

  36. Soluciones Basadas en Componentes • La solución típica basada en componentes crea huecos y traslapes en la funcionlidad MES Reportes Históricos Modelo de Datos Priorización Interface de Operador Servidor de Lotes Servidor de Historia HMI de Supervisión Servidor de Alarmas Servidor de Datos PLC E/S

  37. Los Costos de la Integración Dinámicas de Mercado 40% 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

  38. Sistema Habilitado para FactoryTalk RSHistorian RSScheduler RviewME ERP integration RSPlantMetrics ` FT Live Data FT Portal RSSQL RSBatch RSLinx RSViewSE FT Data Model RSProduction Portal RSAutomation Desktop FT Audit RSTestStand FT Directory FT Diagnostics ` RSMACC RviewME • FactoryTalk proporciona soluciones basadas en componentes • Se beneficia de solución altamente integrada • Flexibilidad de sistema tradicional basado en componentes 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.   • Las piezas pueden funcionar independientemente, pero al ser reunidas, conforman un sistema de manufactura altamente integrado

  39. 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 Visualización Control de Procesos Comunicaciones Control a Nivel de Dispositivo Lógica Diseño y Documentación La Empresa Integrada

  40. FactoryTalk™ se trata del Valor del Cliente 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 • Capacidades FactoryTalk™ disponibles ya • FactoryTalk™ Directory • FactoryTalk™ Live Data • FactoryTalk™ Diagnostics • FactoryTalk™ Audit • FactoryTalk™ Portal • 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.

  41. Diseño Tradicional de Base de Datos • Los sistemas tradicionales a menudo significan replicación de datos • Muchas bases de datos dispares. Replicación de Datos Cliente de Datos Cliente de Datos Cliente de Datos Datos Centralizados Cliente de Datos Cliente de Datos Cliente de Datos Base de Datos de Tag Base de Datos de Tag Base de Datos de Tag • Una forma de solucionarlo es una base de datos central • Un sólo punto de fallas • Nombres ingresados en múltiples lugares Base de Datos de Tag Base de Datos de Tag Base de Datos de Tag

  42. 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. Cliente de Datos Cliente de Datos Cliente de Datos Base de Datos de Tag Base de Datos de Tag Base de Datos de Tag Problemas de Clientes Que Están Siendo Resueltos por FactoryTalk Directory Hoy…

  43. Problema: Desarrollo Tradicional HMI de Tags 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! 1. Crée tags PLC en el editor de control de lógica, como RSLogix™. 3. Duplique cualquier cambio hecho en el editor PLC en el software HMI. 2. Exporte tags de un programa de lógica a un archivo y luego importe el archivo de tag a un editor HMI.

  44. 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

  45. Problema: Mantenimiento de displays en todos lados 1. Exporte el display gráfico a un archivo. 2. Importe el dipslay gráfico a uno o más de proyectos HMI en múltiples estaciones. 3. Actualice y maneje displays en cada estación. 4. Edite cada display en línea, o tome el sistema fuera de línea y copie los proyectos a cada computadora.

  46. 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.

  47. FactoryTalk™ se Trata del Valor del Cliente FactoryTalk Live Data da acceso confiable, a toda la empresa, a información de manufactura en tiempo real. • Las capacidades de FactoryTalk™ que están introduciéndose son: • FactoryTalk™ Directory • FactoryTalk™ Live Data • FactoryTalk™ Diagnostics • FactoryTalk™ Audit • FactoryTalk™ Portal 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.

  48. Solución FactoryTalk™ Live Data OPC Interface OPC Interface OPC Interface ERP Cliente RSView RSBatch (futuro) RSSQL Cliente FT Cliente FT Cliente FT FactoryTalk Directory Protocolo FactoryTalk Live Data DCOM protocol Servidor FT Servidor FT Servidor FT OPC Servidor PLX OPC RSLinx Enterprise Servidor RSView Tag Servidor de Datos de Terceros • 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

  49. ViewAnyWare Software Común Independiente de Hardware • 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 • Reduce el costo total de propiedad • Mejora la productividad RS-View Studio PanelView Plus Servidor Sencillo Multi-Cliente Servidor Sencillo Multi-Cliente Computadora VersaView CE Computadora Versa View Win 2000/XP MobileView

  50. Plataformas de Hardware ViewAnyWare Plataformas RSView Machine Edition Plataformas RSView Supervisory Edition Plataformas Abiertas Servidores VersaView (Windows 2000/XP) Clientes VersaView CE (Windows CE) VersaView (Windows 2000/XP) Plataformas Dedicadas VersaView CE (Windows CE) MobileView (Windows CE) VersaView (Windows 2000/XP) PanelView Plus

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