1. UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO MONAGAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE SISTEMAS
CURSOS ESPECIALES DE GRADO
ESTRATEGIAS PARA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
EQUIPO MODBUS
Tutor de Seminario Realizado por:
Ing. Judith Devia Juan Carlos Ascanio Carvajal
C.I: 20.139.269
Carlos Luis Oronoz Cabello
C.I: 19.446.901
Maturín, Abril de 2014

2. Índice
Introducción ............................................................................................................ 3
Marco Teorico......................................................................................................... 4
Sistemas Empotrados ......................................................................................... 4
Desarrollo de Sistemas Industriales mediante dispositivos empotrados basados
en Java.2...................................................................................................................... 4
Modelo de Requisitos para Sistemas Embebidos.3............................................. 5
Identificación de las características propias de los sistemas embebidos ........ 5
Construcción de un modelo de interacciones de agentes. .............................. 5
Transformación y Adaptación del Modelo de Requisitos................................. 6
Anexo...................................................................................................................... 7
Discusión ................................................................................................................ 8
Conclusión............................................................................................................ 10
Referencias........................................................................................................... 11

3. Introducción
La industria actual ha ido evolucionando en cuanto a la naturaleza de sus
procesos, al principio estos eran rígidos y estáticos pero luego se han ido substituyendo
por sistemas flexibles y adaptables, capaces de responder y adaptarse rápidamente a
los diferentes requerimientos que surgen. Aunque esto sea un beneficio, la complejidad
de un proceso no solo afecta su operatividad sino también sugestión.
Con los avances en los estudios de gestión empresarial y gerencia de plantas
industriales, surge la necesidad de supervisar y gestionar constantemente el proceso
en planta, lo que conllevo a requerir la dotación de los elementos necesarios para que
la información sea transferida desde el sitio en efecto hasta los centros de control
donde los especialistas esperan por la evaluación de su comportamiento.
Ante la presencia de estas necesidades surgieron propuestas tecnológicas como
el uso de sistemas empotrados, en conjunto con diferentes soluciones tecnológicas que
podrían representar soluciones eficientes a la automatización industrial.

4. Marco Teorico
Sistemas Empotrados
Un sistema embebido o empotrado es un sistema de computación diseñado para
realizar una o algunas pocas funciones dedicadas frecuentemente en un sistema de
computación en tiempo real. Al contrario de lo que ocurre con los ordenadores de
propósito general (como por ejemplo una computadora personal o PC) que están
diseñados para cubrir un amplio rango de necesidades, los sistemas embebidos se
diseñan para cubrir necesidades específicas.1
Desarrollo de Sistemas Industriales mediante dispositivos
empotrados basados en Java.2
Propuesta metodológica que explica como desarrollar sistemas para automatizar
procesos industriales utilizando tecnologías abiertas en dispositivos empotrados. Se
caracteriza por lo siguiente:
Hace el uso de Middlewares: es un software que asiste a una aplicación para
interactuar o comunicarse con otras aplicaciones, software, redes, hardware y/o
sistemas operativos. Simplifica el trabajo de los programadores en la compleja tarea de
generar las conexiones que son necesarias en los sistemas distribuidos.
JavaES es un framework basado en Java que provee una capa de abstracción
para el desarrollo de aplicaciones empotradas, lo que hace factible la implementación
de un mismo código sobre distintos sistemas empotrados independientemente de su
fabricante.
DOHA (Dynamic Open Home Automation), proporciona un middleware para el
desarrollo de servicios, basado en SOA (Arquitectura Orientada a Servicios). Cada
servicio DOHA esta caracterizado por una arquitectura multicapa: interfaz (peticiones),
aplicación (funcionalidad) e interacción.
JavaES fundamentalmente proporciona una capa de abstracción de hardware de
señales de entradas y salidas analógicas y digitales, que puede adaptarse a diferentes
configuraciones con dispositivos I/O físicos.
Por su parte, en DOHA las aplicaciones se implementan en base a la
colaboración de uno o varios servicios, que pueden estar ejecutándose en un mismo

5. dispositivo o en varios. Cada uno de estos servicios puede responsabilizarse de
aspectos de bajo nivel ligados a los dispositivos I/O o de aspectos de mayor nivel como
controladores, planificadores, etc.
La integración de DOHA y JavaES permite implementar una aplicación en base a
la interaccion entre varios servicios DOHA. Los servicios de bajo nivel que encapsulan
el hardware utilizan el modelo de JavaES, la cual se encargara de extraer o actualizar
las señales de I/O.
Mientras que, la integración de otros servicios DOHA nos permite desarrollar las
aplicaciones HMI o aplicaciones gerenciales a partir delas señales que proveen los
PLC.
Modelo de Requisitos para Sistemas Embebidos.3
Es una propuesta metodológica que interviene la metodología ABC-Besoins, que
fue diseñada para el dominio de sistemas web, adaptándola y transformándola para
tener en cuenta aspectos del dominio de sistemas embebidos, y construir un modelo
conceptual. Está compuesta por tres etapas:
Identificación de las características propias de los sistemas embebidos
 Relaciones jerárquicas, en las cuales se incluyen las interrelaciones entre
el sistema.
 Comportamiento basado en el estado de los componentes.
 Manejo de eventos, que son los que permiten constatar el cambio de
estado de las componentes.
 Recursos limitados en cuanto al tamaño, el consumo de energía, la
memoria, y demás recursos que permitan garantizar la portabilidad del
sistema embebido.

 Mínima interacción con el usuario.
 Presencia de sincronización y comunicación, para permitir el flujo de
información entre los diferentes sistemas embebidos.
Construcción de un modelo de interacciones de agentes.

6. Construcción del diagrama general de funcionamiento de un sistema embebido,
que describe el proceso general que ocurre desde que el usuario comienza su
interacción con el súper-sistema, hasta que el sistema embebido cumple una función
específica y retorna resultados a dicho súper-sistema para que éste los haga visibles al
usuario.
Identificación de las interacciones típicas en el interior de un sistema embebido. Con
base en el diagrama general de funcionamiento se identifican en detalle las
interacciones que soportan el funcionamiento general del sistema embebido.
Transformación y Adaptación del Modelo de Requisitos
Con base en las interacciones típicas y en el diagrama general de funcionamiento
se identifican los elementos esenciales propios de los sistemas embebidos a ser
considerados en la definición de requisitos conducentes a la especificación de las
interacciones típicas antes determinadas. Los requisitos previamente identificacos se
cortejaron con las categorías taxonómicas de requisitos de la metodología ABC-
Besoins para constatar si esta taxonomía cubria todos los campos detectados, o si, por
el contrario, era necesario agragar nuevas categorías. En las categorías coincidentes
con los requisitos se analizo la necesidad de subdividir las categorías para definir
requisitos mas específicos que incorporaran los elementos propios de los sistemas
embebidos antes identificados. El modelo de requisitos para sistemas embebidos se
muestra en el anexo.

7. Anexo

8. Discusión
Los sistemas empotrados han generado un avance significativo en la
automatización industrial hoy en dia, proporcionando ventajas en portabilidad y
rendimiento que hace algunos años atrás no habrían sido posibles de imaginar. De
igual forma, los sistemas embebidos contribuyen a la formación de nuevos paradigmas
heterarquicos en el desarrollo de sistemas automatizados.
En este documento, el equipo Modbus presenta dos propuestas metodológicas
para la implementación de esta nueva tendencia tecnológica, en la primera de ellas
titulada Desarrollo de Sistemas Industriales mediante dispositivos empotrados basados
en Java se muestra un enfoque de desarrollo basado en middlewares, mientras que en
la segunda, titulada Modelo de Requisitos para Sistemas Embebidos se presenta un
estudio para el diseño optimo de sistemas empotrados.
Desarrollo de Sistemas Industriales mediante dispositivos empotrados basados en
Java presenta dos middleware, DOHA y JavaES, para el desarrollo de aplicaciones
industriales, que aportan ventajas como son la capacidad de reutilización, la
interoperabilidad, la facilidad de uso, y la capacidad de abstracción del hardware
subyacente. Por un lado, esto nos permite disminuir los tiempos de desarrollo de
nuestras aplicaciones y aislarlas de las características del hardware o del bus de
campo utilizado. Por otro lado, permite mejorar la integración e interaccion con otros
sistemas superiores como lo son los ERP.
La utilización de estas dos herramientas tecnológicas permite desarrollar sistemas
no propietarios con tecnologías abiertas como Java en sistemas industriales. Ademas
los middleware que se utilizan emplean estándares como forma de trabajo implícita,
como es el caso de JavaES que usa estándares de comunicación a nivel de bus y en el
caso de DOHA estándares DPWS basados en SOA (Arquitectura Orientada a
Servicios). Por lo tanto, cualquier sistema compatible con estos estándares también
seria, en cierto modo, compatible con las aplicaciones desarrolladas con los
middleware DOHA y JavaES. La combinación de las tecnologías presentadas en esta
propuesta metodológica puede mejorar los sistemas industriales ofreciendo
mecanismos útiles, flexibles, reutilizables e interoperables, tanto para la monitorización
como para la parametrizacion y el control de los procesos industriales.
El Modelo de Requisitos antes expuesto explota y especializa las categorías del
modelo de la ABC-Besoins, mostrando que las grandes categorías de esta metodología
cubren los requisitos de los sistemas embebidos, confirmando de esta manera la
universalidad y expresividad de dicho modelo de requisitos originalmente diseñado
para sistemas web. Las subcategorias de requisitos propias obtenidas para los
sistemas embebidos dan mayor sustentabilidad al modelo y constituyen una guía útil
para la captura de los requisitos específicos de los sistemas embebidos.

9. A través de los distintos enfoques propuestos en este documento se hace notar el
creciente esfuerzo por la incursión de los sistemas empotrados en el mundo de la
automatización industrial, al igual que el añadido de un punto de vista mas sistematico
en el desarrollo de los sistemas industriales.

10. Conclusión
Los sistemas embebidos en la automatización industrial representan un
paradigma innovador en el desarrollo de sistemas de control industrial, al incluir nuevas
tendencias tecnológicas que sustentan el trabajo óptimo y la interacción eficaz entre los
distintos dispositivos que conforman un sistema de control industrial.
Sin embargo la incursión de estas tecnologías en la industria aun se encuentra en
estudio y como todo nuevo enfoque representa una incertidumbre en cuanto a la
aplicabilidad de sus funciones en los diferentes campos de la automatización, por lo
que, sigue siendo deber de quien decide aplicarlo buscar la forma más optima de su
implementación.

11. Referencias
1) Sistema Embebido. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_embebido
2) Desarrollo de Sistemas Industriales mediante dispositivos
empotrados basados en Java. Disponible en:
http://www.ugr.es/~sandra/doc/Gutierrez-Guerrero2013.pdf
3) Modelo de Requisitos para Sistemas Embebidos. Disponible en:
http://www.redalyc.org/pdf/750/75071308.pdf