Este documento describe nuevos conceptos en automatización industrial, incluyendo sistemas de control híbrido (HCS) que combinan las ventajas de los sistemas DCS tradicionales y PLC+SCADA. También presenta sg2, un sistema de control híbrido basado en Unity y Vijeo Citect que ofrece objetos reutilizables, integración automática entre control y supervisión, y funcionalidad de alto nivel lista para usar.

1. Nuevos
conceptos en
automatización
Universidad de Vigo
III Jornadas sobre Tecnologías y Soluciones
para la Automatización Industrial
Jesús Camúñez
29 de Noviembre de 2007

2. DCS “tradicionales”
PUNTOS FUERTES
Base de datos única: Control + Supervisíón.
Lenguajes de alto nivel: lenguaje estructurado, bloques, etc.
Alta disponibilidad: redundancia.
Fuerte integración entre Hardware y Software.
Funciones de control avanzado: regulación, multivariable, control predictivo, etc.
Conectividad con buses de campo.
Diseñados para el control de procesos continuos.
Sin direccionamiento explícito.
PUNTOS DÉBILES
Poco flexibles, aunque cada vez más abiertos.
Coste de implantación y mantenimiento elevado.
Poca oferta de servicio.
Evolución lenta.
Poco escalables y de difícil aplicación en procesos discretos o por lotes.

3. PLC + SCADA
PUNTOS FUERTES
Se pueden escoger los productos que mejor se adaptan a las necesidades a nivel de
Control y de Supervisión (historización, control batch, etc.).
Evolución rápida a las nuevas tecnologías.
Sistemas abiertos y fácilmente integrables con hardware/software de terceros.
Bajo coste.
Amplia oferta de servicios, no cautividad.
Muy escalables.
PUNTOS DÉBILES
Mantenimiento de bases de datos independientes.
Pocas funciones prediseñadas y de control avanzado.
Direccionamiento explícito.
La integración de Hardware y software es explícita y requiere esfuerzo.

4. Sistemas de Control Híbrido (HCS)
Control y Supervisión de propósito general pero pre-integrados por el
fabricante.
Válidos tanto en control de procesos continuos y discretos como en control
de procesos por lotes (fabricación flexible y basada en norma ISA S88).
Funciones de alto nivel, multipropósito y control avanzado.
Evolución rápida a las nuevas tecnologías.
Sistemas abiertos y fácilmente integrables con hardware/software de terceros.
Coste bajo-medio.
Amplia oferta de servicios y distribución (cuando se instalan mediante
Integradores de Sistemas).
Escalables.
Alta disponibilidad: generalmente, se implementa con Controladores y
SCADAs de gama media/alta.
Actualización independiente de Hardware y Software.
Alta disponibilidad de herramientas complementarias: historización, control
batch, mantenimiento, cálculo de efectividad (OEE), portales web (KPIs), etc.

5. Procesos Híbridos en la Industria
Mercados
tradicionales del: DCS PLC
Otros / Discreto 12% 88%
Alimentación 36% Si 64%
st
Agua/Biomasa/RSU 57% em 43%
Farma 70% as 30% Proceso
de Híbrido
Cemento/Vidrio 76% C on
24%
Metal &Minería 77% tro 23%
Papel 86% lH 14%
íb
Química 88% rid 12%
o
Petróleo/Gas 91% 9% Proceso
Continuo
Térmicas 92% 8%
Petroquímica 95% 5%
0% 20% 40% 60% 80% 100%

6. Qué es ?
Un sistema de control integrado y basado en Unity y
Vijeo Citect, con objetos listos para ser utilizados y
herramientas para que el usuario adapte o cree sus
propios objetos según requerimientos.
Posicionamiento: Sistema de Control Híbrido (HCS)
Aplicable indistintamente en control de procesos continuos, por
lotes y discretos.
Subsistemas de Control y Supervisión integrados (un único
punto de entrada para cada información).
Funcionalidad de alto nivel “Out Of the Box”.
En definitiva, la flexibilidad de los sistemas PLC+SCADA
combinada con las prestaciones de los Sistemas de
Control Distribuido “tradicionales” (DCS).

7. Objetivos principales
Un único punto de entrada para cada dato de configuración
Los datos introducidos a nivel de control se utilizan a nivel de
supervisión.
Implementación basada en objetos reutilizables.
Control y Supervisión (objetos animados y pantallas de detalle).
Integración automática entre control y supervisión.
Sin direccionamiento explícito (aunque también es soportado).
Incluye integración de dispositivos conectados a buses de
comunicaciones.
Optimización de recursos
Hardware: Memoria y Tiempo de ejecución.
Comunicaciones
Software: Licencias.
Aplicación: Modularidad.
Escalabilidad
Todos los controladores Modicon bajo Unity (M340, Premium y
Quantum).
Apertura
Los usuarios pueden crear nuevos objetos o modelar los prediseñados
por Schneider Electric.
Pueden utilizarse bloques funcionales de usuario ya existentes.

8. sg2 en la oferta
ERP: Procesos de Negocio
MES Ampla Gestión de Operaciones
Vijeo Historian Control Avanzado, gestión de
y Control Batch información, reports, …
Control y
Vijeo Citect Supervisión
Control
Unity de Campo

9. Arquitectura para control de procesos
Estaciones de Ingeniería Estaciones de Operación Estaciones de Visualización
Estaciones Web Tablet PCs
Control y
Visualización
Red de
Información
de Planta
Servidores
Control Batch
Redundantes
Redundante Historizador Servidor Web Vijeo Pocket
de E/S, Alarmas, y
Scheduler
Tendencias
Red de Ethernet
Control
Control del Control de Sistema
Proceso Proceso Instrumentado
(E/S en de Seguridad Relés de
bastidor) Protección
Profibus Digital
DP
Analizadores
de Red
E/S en Zona Segura
Variadores de Controladores y
Velocidad Arrancadores
Profibus DP seguro
Profibus PA
E/S en Zona Clasificada

10. Ciclo de Vida de Proyecto
Proporcione una amplia
Proporcione una amplia
Supervisión basada en Objetos y Pantallas Librería
Creación de sinópticosde plantillas Módulos de Control
Control basado en lenguajes IEC Objetos deFuncionales
(opcional) Instanciaciónmediante y Bloquesde Detalle
Generación masiva de reutilizables y
visibilidad y
visibilidad
funcionalidad para el
funcionalidad para el
control del proceso
control del proceso
Defina sus propios
Defina sus propios
objetos reutilizables
objetos reutilizables
mediante el software de
mediante el software de
programación Unity Pro
programación Unity Pro
Diseñe la lógica de
Diseñe la lógica de
control
control
continuo/secuencial
continuo/secuencial
Reutilice objetos
Reutilice objetos
animados para
animados para
supervisar el proceso
supervisar el proceso
Genere automáticamente
Genere automáticamente
código para sus
código para sus
aplicaciones en cuestión
aplicaciones en cuestión
de minutos
de minutos

11. Funciones de alto nivel (1/2)
Operación del sistema
Objetos animados representando: estado actual,
consigna, mandos, modos de operación, etc.
Pantallas de Detalle con acciones de Operación,
Configuración, Enclavamientos, mantenimiento, etc.
Modos de Operación
Propietario: Operador / Programa.
Consigna: Local / Remota (cascada).
Algoritmo: Manual / Auto.
Simulación: activable desde supervisión.
Diagnosis de señales
Valor a considerar en caso de fallo.
Enclavamientos
Visibles desde supervisión.
Rearme manual (cuando se requiera) e individualizado.
Bypass individualizado.

12. Funciones de alto nivel (2/2)
Alarmas
Consignas configurables desde supervisión.
Apercibimiento de alarmas contextualizado.
Bypass.
Control secuencial basado en norma ISA S88.
Control de accesos
Cuentas de usuarios del Sistema Operativo o Vijeo
Citect.
Configuración: Función a función, asociadas a Áreas y
Privilegios.
Trazabilidad
Registro de acciones: Fecha, Hora, Usuario, Acción,
Valor anterior, Nuevo Valor.
Herramientas para el comisionado de señales
Pantallas de operación a nivel de control.

13. Bloques Funcionales
Acondicionamiento de señal
AINPUT: Entrada Analógica. Escalado, cutoff, diagnosis, simulación.
AOUTPUT: Salida Analógica. Escalado, modos, diagnosis.
DINPUT: Entrada Digital. Acondicionamiento, diagnosis, alarma,
simulación.
DOUTPUT: Salida Digital. Acondicionamiento, modos, diagnosis.

14. Bloques Funcionales
Dispositivos Todo/Nada
DEVCTL: Dispositivos todo/nada. Válvula o motor. Modos, alarmas.
DEVMNT: Mantenimiento de dispositivos todo/nada. Contador de horas de
funcionamiento y maniobras.
MOTOR2: Motores de 2 velocidades o sentido de giro, con prestaciones
similares al bloque DEVCTL.
Dispositivos con Variación de Velocidad
SDDEVCTL: Motor con variador. Multivelocidad (SP + 3 pre-establecidas).
Funciones equivalentes a DEVCTL.

15. Bloques Funcionales
Regulación
PIDCTL: Regulador PID (PIDFF). Añade modos, encapsula funciones,
etc. del módulo estándar PIDFF.
ARAMP: Rampa.
ASELECT: Selector de consigna Analógica. Multiplexor, mínimo,
máximo.
ALINEAR: Función de Caracterización lineal.

16. Bloques Funcionales
Control Secuencial
SEQCTL: Control secuencial. Autómata de estados finitos para el control
secuencial según estándar ISA S88.
SEQCTL1 (y bloques funcionales auxiliares): Control secuencial
avanzado. Autómata de estados finitos para el control secuencial según
estándar ISA S88, incorpora modos de funcionamiento.

17. Bloques Funcionales
Bloques Auxiliares
AALARM: Alarmas Analógicas. Nivel, consigna, temporización, histéresis.
ACALC: Cálculos analógicos. Derivada, totalización, media, mínimo y
máximo.
DCALC: Cálculos Digitales. Frecuencia, totalización.
CONDSUM: Resumen de Condiciones para implementar: enclavamientos,
condiciones de inicio, etc.; proporciona bypass y rearme manual condición a
condición.
MSGBOX: Gestión de mensajes e introducción de datos al/desde el
subsistema de supervisión.

18. Librería Dispositivos
Controladores y arrancadores de motores
Tesys U y Tesys T.
Variadores de Velocidad
ATV31, ATV61 y ATV71.
Arrancadores estáticos
ATS48.
Analizadores de Energía.
PM710 y PM800.
Relés de protección digital
SEPAM, SEPAM40, SEPAM80.
Servos
Lexium05 e Icla.

19. Librería Comunicaciones
Clientes, Scanners y Puertos para:
Ethernet (Modbus TCP).
CANOpen.
Modbus.
Pasarelas para:
Modbus TCP a Modbus.
CANOpen a Advantys STB (RTP).
Herramientas para:
Estadísticas de comunicaciones.

20. Integración Control y Supervisión
Supervisión
Supervisión
Interfaz Objeto CONDSUM
Interfaz Objeto CONDSUM Interfaz Objeto DEVCTL
Interfaz Objeto DEVCTL Interfaz Objeto DEVMNT
Interfaz Objeto DEVMNT
(Estado y Configuración)
(Estado y Configuración) (Estado y Configuración)
(Estado y Configuración) (Estado y Configuración)
(Estado y Configuración)
Control
Control
Mantenimiento
Enclavamientos Motor

21. Workflow
Proceso de Definición de
Definición de
Objetos SGU
Objetos SGU Refinamiento enlaces Vijeo
enlaces Vijeo
Citect-Unity
Citect-Unity
Unity
Unity
Generación
Generación
Automática
Automática Proyecto Unity a
Proyecto Unity a
(Opcional)
(Opcional) ser ampliado Componentes
Componentes
ser ampliado
Proyectos
Proyectos SGCU
SGCU
Unity
Unity
refinados
refinados
Lazos de Control
Lazos de Control
Librerías SGU (MS Excel)
(MS Excel) SGStudio
SGStudio *) Proceso automático al
Librerías SGU
guardian*
guardian* compilar o manual
*) import
Recursos SGC
Recursos SGC
SGStudio
SGStudio Tags, Alarms,
Tags, Alarms,
Workbench Trends
Trends
Workbench
Vijeo Citect
Vijeo Citect
Proyectos Unity
Proyectos Unity
Sólo si se utiliza SGS
(control continuo)
(control continuo) workbench para Proyecto Vijeo
Proyecto Vijeo
generar código
Citect
Citect

22. Beneficios
Para el Integrador de Sistemas
Reducción de Costes: permite focalizar el esfuerzo en los
requerimientos específicos del proyecto.
Reducción del Riesgo: objetos probados y reutilizables.
Legacy: pueden utilizarse bloques funcionales que ya
hubiesen sido diseñados con anterioridad.
Protección de la inversión: No se requiere aprender
nuevas herramientas (sistema basado en Unity y Vijeo
Citect).
Y para el Usuario Final
Alto nivel de Visibilidad y Operatividad del proceso.
Escalabilidad.
Estandarización.
Valor añadido: obtiene más valor sin incrementar el coste.
No cautividad.
Fácil mantenimiento y diagnóstico del sistema.

23. Herramientas
• sg2 installer
• SGBuilder
– Genera librerías para SGStudio Workbench mediante proyectos en
Unity que implementan componentes: código, pantallas de operador
y/o tablas de animación (un componente es equivalente a un
Módulo de Control S88).
• SGStudio Workbench
– Generador automático de código para Unity a partir de los
Componentes creados con SGStudio Workbench.
• SGStudio guardian
– Asistente para crear canales de comunicación en Vijeo Citect
(Dispositivos de E/S).
– Explorador de Sistemas (Sistema = proyecto Vijeo Citect enlazado
con uno o más programas Unity).
– Gestiona automáticamente los Tags y Alarmas necesarios para
supervisar los proyectos Unity del Sistema. Similar a Fastlink pero
basado en Objetos. Se soporta comunicación OPC (símbolos, IEC o
Concept) y MODNET(Modbus TCP/IP nativo de Vijeo Citect).
– Proporciona un Editor para poblar los datos no disponibles en Unity
(p.e. Área de las Alarmas) y que son necesarios para la supervisión
(Vijeo Citect).
• Documentarium
– Explorador de Documentos: manuales, guías y tutoriales.

24. Recursos
• Objetos SGU: Bloques Funcionales para Unity (DFBs, DDTs).
• Componentes y Librerías SGU: Recursos para SGStudio
Workbench incluyendo Código (Objetos SGU instanciados en uno o
más lenguajes), Pantallas de Operador y Tablas de Animación para
Unity.
– Proceso.
– Comunicaciones.
– Dispositivos.
• Componentes SGCU: Configuran el comportamiento de los bloques
SGU desde el punto de vista de supervisión (permite supervisar
DFB, DDTs y EDTs definidos en Unity desde Vijeo Citect).
• Componentes SGC: Librerías para Vijeo Citect (sgc_include):
representación de los módulos de control más habituales.
– Proceso.
– Monitorización de Dispositivos.
– Diagnosis.
• Documentación: manuales, guías y tutoriales.
• Utilidades (p.e. para calcular CPUs y licencias requeridas).

25. Gracias por su atención