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Tema 3. Diseño e implementación de Interfaces Humano Máquina

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Abigail Flores

on 27 October 2013

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Transcript of Tema 3. Diseño e implementación de Interfaces Humano Máquina

Tema 3. Diseño e implementación de Interfaces Humano Máquina mediante el uso de protocolos industriales para un Sistema de Manufactura Flexible.
Redes de Comunicación Industrial
Protocolo de comunicación para la medición y el control de procesos donde todos los instrumentos puedan comunicarse en una misma plataforma.

Conductores que conectan conjuntamente varios circuitos para permitir el intercambio de datos.
Topología
La topología se define como la cadena de comunicación usada por los nodos que conforman una red para comunicarse.
Criterios de Topologías
Disponibilidad
Redundancia
Expansibilidad
Topología
Toda la información es canalizada a través de un nodo central como lo es una computadora central.
Cada dispositivo es servido por su propia conexión.
El intercambio de datos entre periféricos e inicialmente centralizado o desde la periferia, es siempre manejado vía el nodo central.
Estrella
La información es pasada de dispositivo a dispositivo. No hay un control central en el anillo, en vez de esto, cada dispositivo asume el rol de controlador a intervalos estrictamente definidos.
Anillo
Todos los dispositivos son conectados a una misma línea de datos, llamada bus, a través de la cual es pasada la información.
Un bus con ramas se dice que tiene una estructura en árbol.
Bus
Protocolos de Comunicación
PROFIBUS
Es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción.
MODBUS
Protocolo de transmisión para sistemas de control y supervisión de procesos (SCADA) con control centralizado, puede comunicarse con una o varias estaciones remotas (RTU) con la finalidad de obtener datos de campo para la supervisión y control de un proceso.
DEVICENET
Red de bajo nivel adecuada para conectar dispositivos simples como sensores fotoeléctricos, sensores magnéticos, pulsadores, etc y dispositivos de alto nivel (PLC, controladores, computadores, HMI, entre otros). Provee información adicional sobre el estado de la red, cuyos datos serán desplegados en la interfaz del usuario.
ETHERNET INDUSTRIAL
Las secuencias de procesos y producción son controladas por un modelo cliente / servidor con controladores, PLC y sistemas ERP (Planificación de los recursos de la empresa), teniendo acceso a cada sensor que se conecta a la red.
CONTROLNET
Es un protocolo de red abierto para aplicaciones de automatismos industriales, también es conocido como bus de campo.
Incluyen el soporte incorporado para cables totalmente redundantes y el hecho de que toda comunicación en ControlNet es estrictamente planificada y altamente determinista.
Un protocolo de comunicación es un conjunto de reglas que permiten la transferencia e intercambio de datos entre los distintos dispositivos que conforman una red.
Interfaz Humano Máquina
Una Interfaz Hombre - Máquina o HMI (Human Machine Interface) es el aparato que presenta los datos a un operador (Humano) y a través del cual éste controla el proceso.
Los sistemas HMI podemos pensarlos como una "ventana de un proceso". Esta ventana puede estar en dispositivos especiales como paneles de operador o en un ordenador. Los sistemas HMI en ordenadores se los conoce también como software (O aplicación) HMI o de monitorización y control de supervisión.

Redes de Comunicación Industrial
Wireless
La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que extremos de la comunicación (emisor/receptor) no se encuentran unidos por un medio de propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA, teléfonos móviles, etc.
SCADA
SCADA, acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) es un software para ordenadores que permite controlar y supervisar procesos industriales a distancia. Facilita retroalimentación en tiempo real con los dispositivos de campo (sensores y actuadores) y controlando el proceso automáticamente. Provee de toda la información que se genera en el proceso productivo (supervisión, control calidad, control de producción, almacenamiento de datos, etc.) y permite su gestión e intervención.
Programación HMI
Los sistemas HMI podemos pensarlos como una "ventana de un proceso". Esta ventana puede estar en dispositivos especiales como paneles de operador o en un ordenador. Los sistemas HMI en ordenadores se los conoce también como software (o aplicación) HMI o de monitorización y control de supervisión. Las señales del proceso son conducidas al HMI por medio de dispositivos como tarjetas de entrada/salida en el ordenador, PLC's (Controladores lógicos programables), PACs (Controlador de automatización programable), RTU (Unidades remotas de I/O) o DRIVER's (Variadores de velocidad de motores). Todos estos dispositivos deben tener una comunicación que entienda el HMI.
Fabricantes
Aplicaciones
Software
Ingeniería en Mecatrónica
Juan Carlos Domínguez | Abigail Flores | Daniel Guzmán | Gustavo López
10° A

AS-i
Es el bus más inmediato en el nivel de campo y más sencillo de controlar. Consiste en un bus cliente / servidor con un máximo de 31 participantes que transmite por paquetes de solo 4 bits de datos. Es muy veloz, con un ciclo de 5 ms aproximadamente. Alcanza distancias de 100 m o hasta 300 m con ayuda de repetidores.
Ethernet
Aunque los buses de campo continuarán dominando las redes industriales, las soluciones basadas en Ethernet se están utilizando cada vez más en el sector de las tecnologías de automatización, donde las secuencias de procesos y producción son controladas por un modelo cliente/servidor con controladores, PLC y sistemas ERP (Planificación de los recursos de la empresa), teniendo acceso a cada sensor que se conecta a la red.
Profibus
Es el estándar europeo en tecnología de buses; se encuentra jerárquicamente por encima de ASI y BITBUS, trabaja según procedimiento híbrido token passing, y dispone de 31 participantes hasta un máximo de 127. Su paquete puede transmitir un máximo de 246 bytes, y el ciclo para 31 participantes es de aproximadamente 90 ms. Alcanza una distancia de hasta 22300 m.
LabVIEW (acrónimo de Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) es una plataforma y entorno de desarrollo para diseñar sistemas, con un lenguaje de programación visual gráfico. Recomendado para sistemas hardware y software de pruebas, control y diseño, simulado o real y embebido, pues acelera la productividad. El lenguaje que usa se llama lenguaje G, donde la G simboliza que es lenguaje Gráfico.
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