PROFIBUS es un estándar de comunicaciones para buses de campo. Deriva de las palabras PROcess FIeld BUS.

La versión más utilizada es Profibus DP (Periferia Distribuida; Descentralized Peripherals), y fue desarrollada en 1993.

Profibus tiene, conforme al estándar, cinco diferentes tecnologías de transmisión, que son identificadas como:

• RS-485
• MBP
• RS-485 IS
• MBP IS
• Fibra óptica

RS-485 utiliza un par de cobre trenzado apantallado, y permite velocidades entre 9.6 kbps y 12 Mbps. Hasta 32 estaciones, o más si se utilizan repetidores.

MBP (Manchester Coding y Bus Powered) es transmisión sincrónica con una velocidad fija de 31.25 Kbps.

Las versiones IS son intrínsicamente seguras, utilizadas en zonas clasificadas.

Fibra óptica incluye versiones de fibra de vidrio multimodo y monomodo, fibra plástica y fibra HCS.

Profibus DP está actualmente disponible en tres versiones:

• DP-V0. Provee las funcionalidades básicas incluyendo transferencia cíclica de datos, diagnóstico de estaciones, módulos y canales, y soporte de interrupciones
• DP-V1. Agrega comunicación acíclica de datos, orientada a transferencia de parámetros, operación y visualización
• DP-V2. Permite comunicaciones entre esclavos. Está orientada a tecnología de drives, permitiendo alta velocidad para sincronización entre ejes en aplicaciones complejas

Desde el punto de vista del control de las comunicaciones, el protocolo Profibus es maestro esclavo, pero permite:

• Aplicaciones mono maestro. Un sólo maestro está activo en el bus, usualmente un PLC. Los demás dispositivos son esclavos. Este esquema es el que permite los ciclos de lectura más cortos
• Aplicaciones multi maestro. Permite más de un maestro. Pueden ser aplicaciones de sistemas independientes, en que cada maestro tenga sus propios esclavos. U otro tipo de configuraciones con dispositivos de diagnóstico y otros
• En un ambiente multimaestro, pueden haber dos tipos de maestros:
  DPM1. DP Master Class 1. Es un controlador central que intercambia información con sus esclavos en forma cíclica. Típicamente un PLC.
  DPM2. DP Master Class 2. Son estaciones de operación, configuración o ingeniería. Tienen acceso activo al bus, pero su conexión no es necesariamente permanente
  

Analicemos primeramente la situación más simple. Un solo maestro DPM1 y usando DP-V0.

Este proceso pasa por tres fases: Parametrización, configuración y transferencia de datos.

Durante los dos primeros se define la forma en que se hará la comunicación, y esto esto es verificado por errores y consistencia, para luego pasar a la fase de transmisión.

Adicional a los comandos a una estación, el DPM1 puede enviar comandos a un grupo o a todos los esclavos. Estos se conocen como comandos multicaste, y son utilizados para funciones de sincromización.

DPV1 por otro lado, agrega las transferencias acíclicas. Estas son realizadas en paralelo a la comunicación cíclica, pero en un esquema de menor prioridad.

DPV2 permite a su vez comunicaciones esclavo-esclavo. Uno de los esclavos se define como emisor ("publisher") y uno o más esclavos como suscriptores. El emisor envía un mensaje, que es recibido directamente por todos los suscriptores, sin necesidad de pasar por el maestro.
DPV2 tiene otras funciones, como comunicación isocrónica, control de reloj, y carga y descarga de datos.

Protocolos de comunicaciones

El tema comunicaciones es un mundo. Existe muchísima literatura sobre ello.

El presente es un listado de algunas de las redes de comunicaciones, separado por categorías de uso. (Actualizada al 14/Mar)

Automatización de Procesos

• ControlNet
• Profibus DP
• DeviceNet
• Foundation Fieldbus
• Modbus RTU
• Modbus TCP
• Ethernet IP
• CIP (Common Industrial Protocol)
• HART

Automatización de subestaciones:

• DNP 3.0
• IEC 61850
• IEC 60870-5-101 (103/104)

Automatización de edificios

• Modbus RTU
• Modbus TCP
• LonTak (LonWorks)
• y otros
  

Protocolos para uso en vehículos

• Controller Area Network (CAN)
• FlexRay
• y otros

Otra forma de clasificar los protocolos, es en base a la capa del modelo OSI que consideran. Sólo por mencionar algunos:

• Layer 1, físico: ISDN, ADSL, RS-232, ethernet en sus diferentes variantes (10BaseT, 100BaseTX, 100BaseFX, etc) y otros
• Layer 2, Datos: ethernet, PPTP, STP, VTP
• Layer 3, Red: IGMP, IPv4
• Layer 4, transporte: Sinec H1, TCP, UDP
• Layer 7, aplicación: BOOTP, DNS, DHCP, FTP, HTTP, IMAP, NTP, POP3, SIP, SMTP,

Como ven... demasiadas siglas. Que iremos develando en próximos artículos. Analizando sus características técnicas, ventajas, desventajas, y marcas que los usan preferentemente.

Uso del sitio

A continuación, unas pocas líneas de como sacarle provecho al sitio.

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Los miembros no registrados (o antes de dar login), verán las siguientes secciones:

• Link para Registrarse. Es un procedimiento muy simple, que no toma más de 5 minutos. Se requiere una cuenta de correo activa
• Porqué registrarse. Una breve explicación de las ventajas que se obtienen
• Como ves, vale la pena registrarse.

Por cierto, recientemente modificamos el sitio para permitir comentarios sólo a miembros registrados. Ello básicamente porque se recibían muchos pseudo comentarios que eran básicamente publicidad y enlaces a otros sitios.

Links Emerson

Estos son links con información complementaria a los artículos publicados, en relación a Emerson, y en particular a DeltaV. Son actualizados permanentemente.
Última actualización: 7/Mar/09

Empresa:

• http://www.emerson.com

La empresa Emerson tiene las siguientes unidades de negocio:

• Emerson Process Management
• Emerson Climate Technologies
• Emerson Network Power
• Emerson Storage Solutions
• Emerson Professional Tools
• Emerson Motor Technologies
• Emerson Industrial Automation
• Emerson Appliance Solutions

Sistema DeltaV:

• Página principal DeltaV: http://www.easydeltav.com
  Artículo "Porqué seleccionar DeltaV"
• Especificaciones (hojas de datos)
• Tecnologías claves
• Manuales del sistema

Otros enlaces:

• Arquitectura PlantWeb
• Productos de Emerson Proccess Management

Aplilcaciones DeltaV

A continuación, un breve resumen de las aplicaciones que conforman el sistema DeltaV.

Recordemos que DeltaV es un DCS, y como tal, es un sistema que integra tanto el controlador (conectado a la planta) como su interfase de operador (basada en PC).

Todas estas aplicaciones corren en el PC, pero algunas de ellas interactúan y configuran o programan propiamente el controlador.

Las aplicaciones pueden dividirse en las siguientes categorías:

• Aplicaciones de operador
• Herramientas de ingeniería
• Control avanzado
• Otras aplicaciones
  

En cada una de esas categorías tenemos las siguientes aplicaciones.

En las aplicaciones de operador tenemos:

• DeltaV Operate Run - En modo ejecución es propiamente la interfase del operator. En modo configuración es la misma herramienta que permite el desarrollo
• DeltaV Login. Permite visualizar el operador actual, y dar login y logout del sistema (ingreso y salida)
• Proccess History View. Permite visualizar las gráficas de tendencias. También tablas
  Diagnostic. Permite ver el diagnóstico del sistema
• Batch Operator Interface. Sistema de operación para procesos batch
• Batch History View. Permite visualizar información histórica de los procesos batch
• MPC Operate. Consola de operación del módulo MPC, control predictivo
  

En relación a las herramientas de ingeniería tenemos:

• Configuration Assistant. Permite realizar la configuración del sistema de manera asistida. Está orientada a usuarios inexpertos
• DeltaV Explorer. Permite navegar por toda la aplicación y definir compoenentes como áreas, nodos, módulos y alarmas. Tiene la apariencia del explorador de Windows
• DeltaV Operator. Tal como se explicó antes, esta herramienta también permite hacer el desarrollo de las pantallas.
• Control Studio. Utilizado para diseñar y modificar módulos y templates, que definen la estrategia de control.
• Recipe Studio. Gestión de recetas para procesos batch
• User Manager. Definición de niveles de acceso para usuarios y grupos
• Database administrator: Gestiona la base de datos; creación, corrado, copiado y respaldo de la BD
• FlexLock. Creación de escritorio dual
• System Preferences. Permite configurar las herramientas de ingeniería, de tal modo de limitar y esconder ciertas funciones
• System Alarm Management. Gestión de alarmas
• Auto Update Service. Se encarga de mantener actualizadas las estaciones WS cada vez que se hace un download de la aplicación desde la estación ProfessionalPlus
• Continous Historian Administrator. Provee las herramientas para asministrar los datos generados por el Continous Historian
  

Por otra parte, las aplicaciones avanzadas son:

• DeltaV Neural. Conjunto de herramientas para el desarrollo de redes neuronales
• DeltaV Predict y DeltaV Predict Pro. Permite implementar estrategias de control predictivo.
• DeltaV Simulate Pro (en Simulate Suite). Permite instalar las aplicaciones de un sistema
• DeltaV, sin necesidad de un controlador. Por tanto permite hacer simulaciones de estrategias de control.
• Inspect with InSight. Realiza monitoreo avanzado de procesos, detectando problemas del sistema o de la instrumentación. Para ello utiliza los diagnósticos de la arquitectura fieldbus.
• Tune with InSight. Permite la sintonización de lazos PID o Fuzzy. Puede ser por comando o sintonización adaptiva

RSLogix 5000 Service Edition - Funciones básicas

Rockwell Automation ha lanzado la edición "Service" de su software RSLogix 5000.

Recordemos que este es el software que permite configurar y programar los PLCs de su serie Logix: ControlLogix, FlexLogix, CompactLogix y otros.

La versión de "servicio" permitirá tener un conjunto de funcionalidades reducidas. Este producto está orientado a personal de servicio (técnicos de mantenimiento) que si bien pueden estar capacitados en los PLCs, o no tienen la suficiente experiencia para hacer intervenciones mayores, o bien el proceso es muy crítico para dejarlo en sus manos.

Aunque también podría considerarse como una herramienta de servicio de menor costo.

Entre las funciones que pueden realizarse están:

• Carga y descarga de programas (con algunas limitaciones)
• Visualización de programas, pero sin capacidad de editar
• Permite habilitar sólo lectura o modificación de algunos parámetros como:
  -- Valores de tags
  -- Forzamiento de variables
  -- Forzamientos de SFC
• Permite graficar tendencias
• Impresión de reportes
• Cambio del modo del procesador: correr, detener, test
• Todas las propiedades del controlador pueden visualizarse, pero además puede editar propiedades de:
  -- puerta serial
  -- protocolos de sistema y de usuario
  -- Limpiar fallas menores y mayores
  -- Cargar o grabar desde la memoria no volátil

También se puede lograr una funcionalidad similar con la versión full, y el uso de contraseñas de acceso. Aunque esta es una solución más limpia, para el propósito buscado.

Links Siemens

Estos son links con información complementaria a los artículos publicados, en relación a Siemens. Son actualizados permanentemente.
Última actualización: 10/Feb/09

Empresa:
http://www.siemens.com
Sistemas de automatización Industrial (Industrial Automation Systems- SIMATIC):
http://www.automation.siemens.com/simatic/portal/index_76.htm
Sistemas para operación y monitoreo (Operator Control and Monitoring Systems):
http://www.automation.siemens.com/hmi/index_76.htm
Sistemas de comunicaciones:
http://www.automation.siemens.com/net/index_76.htm
Controladores Modulares SIMATIC S7-300 (PLCs):
http://www.automation.siemens.com/simatic/controller/html_76/produkte/simatic-s7-300.htm

Factory Talk View de Rockwell Automation

Esta es el actual HMI de Rockwell Automation. Aunque para quienes conocían el RSView SE (Supervisory Edition) esto es casi un cambio de nombre.

Al igual que el RSView SE tienen dos grandes versiones, según la capacidad y la distribución de sus componentes:

• FactoryTalk View Site Edition. Es la versión más completa y más distribuida. Esta es una arquitectura escalable que pueder ser instalado como una aplicación en un solo PC (un usuario, un servidor, Stand-alone) o como aplicación distribuida, en varios servidores con respaldo y varios clientes
• FactoryTalk View Machine Edition. Está pensada para instalarse en terreno, para el control de una máquina o un proceso pequeño. Tiene todo lo necesario, en una unidad de software compacta. Puede ser instalado en un hardware dedicado denominado PanelView plus o plus CE (4 a 15 pulgadas), o en un PC estándar corriendo Windows CE, 2000 o XP

Dado que la versión Site Edition es la más completa, y Machine Edition es un subconjunto de ella, será esta versión la que analizaremos en más detalle.

Las funciones del sistema, que son ejecutadas por diferentes programas, y que ejecutadas coordinadamente forman el sistema completo, son las siguientes (Funcionalidad - Nombre de aplicación FactoryTalk):

• Servidor de datos o servidor de comunicaciones. RSLinx Enterprise o RSLinx Clasic. Es el servicio que se encarga de leer desde los PLCs y poner disponible los datos al resto de las aplicaciones, tanto servidores como clientes HMI
• Servidor HMI. FT View Server. Es el servicio principal de la aplicación. Se encarga de tener la base de datos con los diseños de las pantallas, y las envía a las estaciones clientes a través de la navegación entre pantallas
• Clientes HMI. FT View Client. Es precisamente el software que interactúa con el operador; es la cara visible de la aplicación. Muestra todas las pantallas y permite al operador dar comandos y navegar entre pantallas. Esta aplicación lee los datos desde los servidores de datos
• Sistema de alarmas. De tal modo de alertar al operador sobre condiciones de excepción.
• Servidor de históricos. Es el encargado de registrar los datos históricos, de acuerdo a los modelos establecidos. Después sirve los datos a los clientes HMI, para graficar las tendencias. Existe una versión integrada, y una versión más sofisticada, basada en el famoso software PI
• Sistema de seguridad. FT Security. Se encarga de la seguridad de accesos. Permite limitar los accesos según el usuario registrado, a los diferentes componentes del sistema: pantallas, datos, comandos, etc. Puede utilizar la BD de usuarios de Windows
  
• Sistema de desarrollo. FT View Studio. Permite desarrollar toda la aplciación, independiente de la versión a ejecutar. En el caso de servidores, puede desarrollarse remotamente desde una estación de ingeniería

Algunas funcionalidades adicionales, como sistema integrado:

• Comunicaciones. AUnque su modo natural es con PLC de Rockwell Automation, también puede comunicarse con otros PLCs utilizando drivers Kepware que están incluidos en el sistema. También cuenta con comunicación OPC
  
• Redundancia. Puede tener redundancia de servidores HMI o redundancia de Servidores de Datos. Redundancia en comunicaciones Etherner entre Cliente, Servidores y PLCs. También puede configurarse redundancia de comunicación OPC
• Crear tags una sola vez. A través de Factory Talk, los tags quedan disponibles para el resto de los módulos de la aplicación
• Múltiples clientes, se pueden conectar a múltiples servidores, de tal modo que cada cliente se configura según el tipo de dato que es pertinente según su uso. Cada cliente puede ejecutar código Visual Basic localmente
  
• Puede proveer un registro de auditoría y de alarmas, en una BD centralizada
• Simulación. Permite ejecutar la aplicación en modo simulado, para detectar fallas anticipadamente

Y en relación a la herramienta de diseño, algunas de sus características son:

• Permite editar servidores remotamente
• Permite editar diferentes tanto FT View Machine Edition como Site Edition
• Permite editar diferentes versiones del FT View
• Permite importar de aplicaciones antiguas: PanelBuilder y RSView 32 (con algunas restricciones)
• Opciones preconfiguradas de elementos de HMI, como: botoneras, selectores, dispositivos de entrada numéricos o de texto, indicadores de diagnóstico, displays numéricos o de texto, gráficas de barra, indicadores análogos de carátula y otros.

En qué consiste automatizar un proceso industrial

La tendencia es que todos los procesos industriales estén "automatizados". Pero el nivel de automatización puede variar sustancialmente, y depende mucho de los objetivos que se quieran cubrir.
En general, un equipo electrónico cerca del proceso, PLC o controlador DCS, se encarga de realizar el control autónomo necesario. Y toda la información es comunicada a un PC que sirve como interfase de operador, tanto para monitoreo como para comando del proceso.
Algunas de los aspectos que aporta la automatización y sobre los cuales debe decidirse al momento de realizar el diseño:

• Alambrado "blando". Toda la funcionalidad del sistema se define en base al programa que reside en el PLC o controlador, y para modificarla simplemente se cambian líneas de código. A diferencia del cableado real en que se deben cambiar cables y equipos, como relés, temporizadores, controladores, etc.
• Registro. Permite ir dejando la historia de las variaciones de una variable o condición de proceso, para después ser mostrada en gráficas de tendencias o informes
• Monitoreo. Es la parte más simple, pero de todos modos muy relevante. A través de la navegación por diferentes pantallas, se puede mostrar enorme cantidad de información en un PC en la sala de control. Las alternativas son la instrumentación distribuida, o centralizada en duro, ambas impracticables por funcionalidad, pero la segunda además por costos de construcción y mantención.
• Comando remoto. Desde la sala de control. Del mimo modo en que se realiza el monitoreo.
• Manejo de condiciones de excepción o alarmas. El sistema puede manejar las excepciones tan sofisticadamente como sea necesario. Normalmente se definen prioridades, de tal modo que las alarmas menos importantes sólo se registran para su posterior análisis. Las alarmas de media prioridad llaman la atención del operador en la pantalla y generan algún sonido suave, mientras que las alarmas más críticas pueden generar una alarma sonora que anuncia al operador que debe tomar una acción inmediata.
• Seguridad de acceso. Es posible determinar qué usuarios tienen disponibles qué funciones. Se protegen con password, y se pueden también hacer registros de auditoría para saber quién entró al sistema y qué comandos ejecutó
• Seguridad de operación. Se logra a través de los enclavamientos o interlocks necesarios, que evitan que determinado equipo funcione en condiciones inapropiadas para la seguridad de las personas, el proceso, o el propio equipo.
• Secuencias de operación. Pueden programarse secuencias de operación, que pueden basarse en tiempo o en condiciones a cumplir. Esto facilita la tarea del operador, y disminuye la probabilidad de operaciones incorrectas
• Distribución en redes. Así como la información y comandos están disponibles en la sala de control, a través de las redes informáticas hoy pueden estar disponibles en cualquier punto de la planta, incluso en forma inalámbrica, o a través de internet en cualquier parte del mundo. Normalmente la limitación práctica está dada por aprehensiones de quienes deben tomar la decisión, que por aspectos reales de seguridad.
• Conectividad. Debe decidirse si todos los equipos de control de la planta estarán comunicados y serán funcionalmente integrados, o si se mantienen ciertas islas. Lo mismo aplica con los sistemas de control que pudieran ser parte del suministro de equipos mayores, que incorporan su propio sistema
• Instrumentación. Si bien la instrumentación podría considerarse como externo al sistema de control, su definición es clave. Puede utilizarse instrumentación tradicional alambrada, en cuyo caso las señales análogas normalmente estarán en un rango de 4 a 20 mA. O pueden utilizarse lo que se llama buses de campo. En ese caso, toda la instrumentación se comunica al PLC/DCS a través de buses de comunicación digital. Esto hace posible que pueda rescatarse del instrumento mucha más información
• Configuración y diagnóstico. Dos aspectos complementarios de la función primaria. Por ejemplo, en el caso de instrumentación inteligente, a través de los buses de campo pueden realizarse todas las funciones de configuración y sofisticadas funciones de diagnóstico
• Equipos eléctricos. Al igual que la instrumentación, equipos como relés de protección de motores, también pueden comunicarse digitalmente. Y aplican los mismos conceptos.
• Integración de otros sistemas. Finalmente pueden integrarse al sistema de control central, sistemas autónomos o complementarios como podrían ser: sistema de circuito cerrado de televisión, sistemas de incendio ( en este caso, manteniendo la seguridad necesaria), y otros.

Por otra parte, la integración hacia los sistemas de gestión también puede ser variable. Desde sistemas básicos de apoyo a la operación, hasta lo que se conoce como sistemas MES (Manufacturing Execution Systems; Sistemas de Ejecución de Manufactura) que aportan verdadera "inteligencia" para realizar los procesos de manera óptima.
Todo ello puede además comunicarse con los sistemas de gestión corporativos, como son los sistemas ERP (contabilidad, finanzas, etc.).

Emerson y sus DCS DeltaV

Emerson es hoy una compañía que factura 22.000 millones de dólares, en un conjunto diversificado de sectores, y emplea más de 140.000 empleados alrededor del mundo.

Sus negocios los agrupa en:

• Emerson Process Management
• Emerson Climate Technologies
• Emerson Network Power
• Emerson Storage Solutions
• Emerson Professional Tools
• Emerson Appliance Solutions
• Emerson Motor Technologies
• Emerson Industrial Automation

Siendo Process Management el área relacionada con la Automatización Industrial, que a su vez se divide en:

• Instrumentación, incluida analítica. Con marcas como: Rosemount, Bristol, Daniel, Micro Motion y otras
• Dispositivos de control final, como válvulas de control y reguladores, en marcas como: Fisher, Baumann, TopWork y otros
• Software y sistemas, para sistemas de control de procesos, sistemas de seguridad, y gestión de activos, con marcas y productos tales como: DeltaV, Ovation, smart SIS, AMS Suite y otros
• Y como capítulo aparte, su arquitectura PlantWeb

Siendo DeltaV la estrella de su oferta de sistemas de control.

¿Qué es DeltaV?

Es un Sistema de Control Distribuido, cuyas principales características son:

• Su diseño está orientado a buses
  
• Tiene como buses nativos: Foundation Fieldbus, AS-i bus, Profibus DP, HART y DeviceNet, además de sus entradas/salidas básicas
• Soporta el estándar IEC 1804-3, o EDDL (Electronic Device Description Language), que permite que todos los parámetros de un dispositivo electrónico estén accesibles al sistema
• Puede configurarse para unas pocas entradas/salidas hasta más de 30.000
• Conectividad con otros sistemas utilizando OPC y XML
• Técnicas avanzadas de control, como son: control difuso (fuzzy), control con redes neuronales, control predictivo, sintonización de lazos PID o controles Fuzzy, detección de mal funcionamiento de lazos, control estadístico multivariable, optimizador de tiempo real, monitoreo de funcionamiento de equipos, simulación, y otros.
  

Recordemos que un sistema de control distribuido consta de:

• Controlador, equipo electrónico, cercano al proceso
• HMI. Interfase al operador

Para algunos aspectos no es relevante en dónde reside una funcionalidad determinada, ya que desde el punto de vista de configuración se hace sobre el sistema como un todo. Pero sí puede llegar a ser importante en términos de confiabilidad o disponibilidad.

El controlador es típicamente un equipo industrial, de alta disponibilidad. En la siguiente figura se muestra un procesador con redundancia y entradas/salidas básicas.

El HMI en cambio corre sobre un computador normal, sobre Windows. Con un grado de disponibilidad mucho menor.

La arquitecturase forma con un chasis de controlador de dos slots donde se ubican el controlador y la fuente. Un segundo chasis puede proveer la redundancia un segundo controlador con su fuente.

A este chasis, se conecta un chasis de E/S que es de 8 slots. Y puede repetirse hasta agregar 8 chasis, para un total de 64 módulos.

En estos chasis se pueden ubicar tarjetas de E/S básicas, o tarjetas de comunicaciones de alguno de los buses soportados.

Una variación interesante es el sistema de montaje vertical, que permite ubicar hasta dos controladores con sus fuentes, y 8 módulos de E/S o comunicaciones, según se muestra en la siguiente figura.

En relación a los módulos específicos soportados, estos son:

• Entradas/salidas básicas: 6 tipos de E/S análogas y 10 tipos de E/S discretas. Para varios de ellos, pueden utilizarse terminales con fusibles
• Foundation Fieldbus. Módulo con dos canales H1, 16 nodos por canal
• DeviceNet. Módulo con una puerta; puede soportar hasta 61 nodos
• HART. Algunos de los módulos análogos, pueden soportar hasta 16 conexiones por canal
• Profibus DP. Un canal RS-485, soporta hasta 64 esclavos, a velocidades hast 1.5 Mbps
• Módulo Modbus RTU. Dos puertas seriales RS-232, RS-422 o RS-485, con hasta 16 nodos por puerta. Velocidades hasta 115 Kbauds
• y varios otros más específicos

Por último mencionar que pueden integrarse hasta diez sistemas DeltaV en un conjunto medianamente interoperable.

Se puede encontrar información adicional en:

• http://www.emerson.com
• http://www.emersonprocess.com
• http://www.easydeltav.com/

Más adelante hablaremos de las funcionalidades en el HMI (interfase de operador), así como de otros detalles técnicos del sistema DeltaV.

Siemens y sus PLCs

Siemens es uno de los principales actores en el mundo.

Siemens es una empresa alemana, con participación en sectores muy diversos:

• Consumo Masivo: computadores, teléfonos y equipos de banda ancha, electrodomésticos, equipos de seguridad en el hogar, equipos de automatización del hogar, iluminación, equipos para sordera, etc.
• Cuidado de la salud: equipamiento médico
  
• Energía: Generación, Transmisión y distribución de energía eléctrica
• Industrial: Drives (variadores de frecuencia), Tecnologías de Automatización Industrial, Automatización de edificios, sistemas de transporte, etc.

Dentro del ámbito de tecnologías de automatización, Siemens ofrece de acuerdo a su categorización:

• Sistemas de automatización
• Interfases hombre-máquina (HMIs)
• Comunicacion Industrial
• PCs industriales
• Control Industrial (bajo voltaje)
• Sistemas de ejecución de manufactura (MES)
• Sistemas de manufactura electrónica
• Fuentes de poder
• Software de gestión de ciclo de producto
  
• Sensores
  

Y dentro de los sistemas de automatización, tenemos entre otros los PLCs. Por cierto, Siemens también ofrece tecnología DCS, de lo cual hablaremos en un próximo artículo.

Los PLCs son agrupados en las siguientes familias, todas con apellido SIMATIC:

• S7-200. Aplicaciones pequeñas
  
• S7-300. Aplicaciones medianas
  
• S7-400. Aplicaciones grandes o complejas
  
• C7. Sistema integrado de HMI con S7-300
  

Nos concentraremos por ahora en el S7-300. Algunas de sus características son:

• Permite aplicaciones centralizadas o distribuídas
• Su línea incluye: 7 procesadores estándar, 6 CPUs compactos, 6 CPUs tolerantes a fallas y 2 CPUs avanzadas
• Es modular, pero no utiliza chasis, sino una conexión de módulo a módulo. Hasta 8 módulos directamente, o hasta 32 con unidades de expansión
• En forma centralizada puede ir hasta 256 entradas/salidas, o hasta 1024 con módulos de expansión. Y en forma distribuída puede llegar hasta 65536 E/S utilizando la serie ET200M
  
• Lenguajes de programación. El S7-300 cumple la norma IEC 61131-3, y puede programarse en los siguientes lenguajes: lista de instrucciones (STL), diagrama de escalera (LAD), diagramas de bloque de función (FBD), Texto estructurado (ST) y diagramas de función secuencial (SFC). Todos se programan con el software SIMATIC STEP 7, pero para los dos últimos se requieren módulos opcionales: S7-SCL y S7-GRAPH
  
• Memoria desde 32 Kb hasta 1.4 Mb
• Amplia gama de módulos de entrada/salida: 36 de E/S discretas, 44 de E/S análogas, 5 de E/S fail-safe. Más opciones de otras series, que pueden integrarse por Profibus-DP
• Módulos de tecnología, que realizan localmente algunos cálculos complejos, liberando al CPU central de esa tarea. Existen 14 módulos.
• Comunicaciones. Algunos CPUs ofrecen puertas integradas, como Profibus DP, o incluso ethernet. Adicionalmente pueden utilizarse los siguientes módulos: As-Interface master, Profibus DP, Profibus FMS, Industrial ethernet PROFINET, enlaces punto a punto serial y enlaces a red WAN
• Tiene una tarjeta de memoria (Micro Memory) que no hace necesaria la batería. Almacena tanto el programa como datos, hasta 8 Mb.
  
• El S7-300 también puede utilizarse para aplicaciones de seguridad y control de movimiento
• También tiene versiones que están diseñados para soportar condiciones ambientales extremas (-25 a 60°C)
  

Aspectos que le hacen falta, y motivarían seleccionar el S7-400:

• No permite configuración de hot-backup. Existe un mecanismo de respaldo en caliente, que puede tomar algunos segundos. Utiliza ProfibusDP, y las unidades remotas deben configurarse con dos módulos Profibus-DP
  
• No permite remover o cambiar módulos estando energizado

Algunos links para más información:

• http://www.siemens.com
• http://www.automation.siemens.com
• http://www.automation.siemens.com/simatic/controller/html_76/produkte/simatic-s7-300.htm

Hablaremos más detalles del S7-300, de los otros modelos de PLC y de los HMIs (interfases para operador) en próximos artículos.

Rockwell Automation y sus PLCs

Rockwell Automation es uno de los principales actores en el mundo. También conocido por su marca Allen-Bradley.

Rockwell abarca una gama muy diversa de productos, entre los que están: Centros de Control de Motores, Variadores de Frecuencia, Equipos de Protección Eléctrica, Fuentes de Poder, Relés, Botoneras, Computadores Industriales, etc. La idea es centrarnos sobre los equipos principales de automatización: PLCs.

¿Y DCS? Rockwell también hizo el intento de entrar de lleno al mercado de DCSs, uniéndose con uno de los grandes de la industria. Pero el proyecto falló, y algunos años después se separaron. A veces parece que el lanzamiento de un DCS propio está cercano, pero el tiempo sigue pasando y no ve la luz.

Nos quedamos entonces con sus PLCs.

Si bien fue Rockwell quién inventó la sigla PLC, hoy quiere llamar a sus equipos más modernos PAC: Programmable Automation Controller. Dejando el término PLC para sus equipos más antiguos o de gama baja.

Sin embargo, el mercado parece no estar de acuerdo. Y sigue llamando PLC a sus equipos de gama alta. Estamos hablando de sus modelos ControlLogix.

Algunas de las características del ControlLogix son:

• Permite control multidisciplinario: secuencial, proceso, drives y movimiento
• Lenguajes de programación, según norma IEC: diagramas de escalera (ladder), texto estructurado, diagramas de bloques de función y gráficas de función secuenciales
• Sistema modular flexible, con chasis de diferentes tamaños
  
• Más de un PLC se puede ubicar en un chasis
• Permite configuración en "hot-backup" para respaldo de aplicaciones críticas
  
• Puede tener 32 tareas, con 100 programas cada uno
• Memoria desde 750 Kb hasta 16 Mb
• Amplia gama de módulos de entrada/salida: 38 de E/S discretas, 12 de E/S análogas, 3 de E/S especiales, 3 de E/S HART y otra amplia variedad a través de módulos compatibles de otra serie
• Comunicaciones. Puerta RS-232 integrada, y el resto por módulos adicionales, entre los que están: Ethernet/IP, DeviceNet y ControlNet. También tiene comunicaciones a redes antiguas como Remote I/O y DH+. Conectividad a Fieldbus Foundation a través de la red Ethernet.
  

Algunas cosas que le agregaría:

• Mayor integración con HMI, de modo de acercarse más a la funcionalidad de DCS
• Mayor encapsulamiento en la programación, utilizando variables locales a nivel de rutinas
• Mejorar la configuración de "hot-backup". Por ejemplo, comunicando directamente los PLCs, o permitiendo hacer backup en un mismo chasis
• Conexión más directa con Fieldbus Foundation

La línea ControlLogix se complementa con otros equipos, que comparten la forma de programación, lo cual hace muy fácil migrar de un equipo a otro. Estos son:

• CompactLogix. Es un equipo modular para aplicaciones pequeñas
• FlexLogix. Es un equipo para aplicaciones pequeñas o medianas, pensado en una arquitectura distribuida, en que los puntos de entrada/salida se ubican cercanos a los dispositivos de terreno
• SoftLogix. Controlador tipo PLC, pero basado en un PC con Windows. Puede tener E/S a través de redes ControlNet, DeviceNet o Ethernet/IP
• DriveLogix. La misma familia de controladores, pero integrado ahora en un Variador de Frecuencia

Los equipos más pequeños pueden no tener todas las instrucciones del ControlLogix, pero la ventaja de que se programen con el mismo software, hace que el esfuerzo necesario para utilizar las diferentes tecnologías disminuye mucho.

La excelente conectividad entre ellos permite que diferentes secciones de la planta, puedan ser controlados con distintos tamaños de equipos, pero que formen un todo relativamente integrado.

Es precisamente en este ámbito en donde podrían esperarse grandes mejoras en el futuro, haciendo que esa integración sea cada vez más natural.

Otros PLCs de Rockwell:

• PicoController:PLCs muy pequeños, para 10 o 20 E/S. Lo usaría sólo si el presupuesto es tan minúsculo como eso, y no piensa hacerse mayor integración
• MicroLogix (desde 1000 al 1500). Para aplicaciones muy pequeñas. Recomendaría evaluar siempre la alternativa CompactLogix
• PLCs de seguridad. Equipos para aplicaciones críticas, de categoría SIL3, en que por ejemplo la vida de una persona depende de ello. Existen varios modelos, incluido el GuardLogix
• SLC-500. No lo usaría en ningún caso. Equipo muy bueno hace 19 años. Hoy totalmente obsoleto, y no representa ahorro en costo
  
• PLC-5. No lo usaría en ningún caso. Muy bueno hace más de 20 años. No sólo obsoleto, sino que además mucho más caro
  

Algunos links para más información:

• http://www.rockwellautomation.com
• http://www.rockwellautomation.com/products/
• http://www.ab.com/programmablecontrol/pac/
• http://www.ab.com/programmablecontrol/plc/

Hablaremos más detalles del ControlLogix y de los HMIs (interfases para operador) en próximos post.