Editores: Soralys Colmenarez José Hidalgo Omar Rivero Jhoseptnnys Sivira Renato Vielma 1 Edición Febrero 2019 ¿Qué es un software de control? Los programas para control de versiones son un grupo de aplicaciones originalmente ideadas para gestionar ágilmente los cambios en el código fuente de los programas y poder revertirlos, cuyo ámbito ha sido ampliado pasando del concepto control de versiones al de gestión de configuración de software, en el que se engloban todas las actividades que pueden realizarse por un equipo sobre un gran proyecto software u otra actividad que genere ficheros digitales (por ejemplo: documentos, ofertas, dibujos, esquemas, etcétera). Características Principales Visualización de datos en tiempo real durante la medida Botón de inicio rápido para medidas rápidas Lectura superior e inferior controlada por software 900 puntos / resolución de pocillo durante el escaneo Promediado orbital / espiral para la medida de muestras heterogéneas Transferencia automática de datos al software de análisis de datos MARS Exportación de datos a formato Excel, dBase o ASCII Interfaces ActiveX, DDE y SiLA para una fácil integración Fácil integración en los sistemas LIMS Control ActiveX o DDE para integración robótica Beneficios de un software El uso de las nuevas tecnologías se ha convertido en un aspecto imprescindible dentro del ámbito empresarial. Primero, porque mejoran la capacidad y gestión operativa tanto interna como externa de las compañías, y segundo porque gracias a ellas el nivel de competitividad de los negocios se mantiene a la altura del mercado. Un software empresarial, por ejemplo, ofrece multitud de beneficios, entre los que destacan los siguientes: Automatización del proceso administrativo y burocrático Infraestructura necesaria para el control de la gestión Pieza clave en el diseño de la organización y de sus actividades Parte integrante del servicio ofrecido por la compañía 2 En definitiva, las nuevas tecnologías y en especial las relacionadas con la mejora de la gestión operativa de las empresas han adquirido un papel imprescindible para el desarrollo de las mismas en el mercado Ventajas de software de control en este caso de asistencia Gestión total de asistencia de los empleados. Instalación suele ser sencilla y en la actualidad no requiere obras Se pueden personalizar totalmente dependiendo de las necesidades de cada empresa. Los turnos, las horas de entrada, los horarios de trabajo Reporte de estadísticas. Flexibilidad de horarios. Mejora la productividad de la empresa. En general, estos novedosos sistemas van adaptándose a las nuevas necesidades del mercado, lo que hace que poco a poco vayan facilitando más la vida de los empleados. También existe la posibilidad -en algunos casos- de descargar la aplicación de software, mediante el cual poder realizar entradas y salidas desde el Smartphone, para empleos que no requieren estar siempre en la oficina, o para comerciales o personas que trabajan desde casa. Evolución del software de control Comenzaremos este viaje a lo largo del tiempo con los Sistemas Operativos. En el caso de los entornos industriales, se mantiene la necesidad de que los sistemas operativos sean de tiempo real, dependiendo del proceso a controlar. Por lo general, los sistemas operativos de tiempo real suelen tener una arquitectura similar a la de los convencionales, pero la diferencia radica en que en el caso de los sistemas de tiempo real se proporciona mayor prioridad a los elementos de control y procesamiento que son utilizados para ejecutar procesos o tareas, asegurándose así que cumplen con sus funciones en un tiempo acotado. Entre las características que poseen los sistemas operativos de tiempo real destacan: Capacidad para priorizar las tareas. Comportamiento temporal conocido. Proporciona comunicación y sincronización entre tareas. Multitarea. Mecanismos para evitar la inversión de prioridades. Las mejoras añadidas dentro los sistemas operativos han sido notables con respecto a su arquitectura, pasando de soportar 8 bits a 16bits o 32bits y posteriormente 3 evolucionar a arquitecturas de 64bits, con las ventajas y desventajas de seguridad que esto conlleva. Un sistema operativo de 64 bits, al poder usar mucha más memoria, pueden usar técnicas que dificultan los ataques de los virus. Además gran parte de los virus existentes afectan a sistemas de 32 bits y no funcionan en sistemas de 64 bits. Estos cambios van ligados a la versión y al desarrollador del sistema operativo, ya que no en todo sistema operativo se han producido las mismas evoluciones. Entre otras muchas mejoras, podemos encontrar la posibilidad de usar cifrado en el disco duro, con herramientas como bitlocker; deshabilitar el autoarranque por parte de dispositivos USB utilizados por los empleados dentro de la organización para que estos no cometan imprudencias a la hora de realizar un mantenimiento u otra tarea en máquinas físicas (BYOD), requerimiento de contraseñas robustas por defecto para usuarios o administradores y también encontraremos cortafuegos activados por defecto. En el caso del sistema operativo embebido Linux, se ha incrementado considerablemente su uso en el mercado. Gracias a su sencillez, en muchas ocasiones sólo es necesaria su instalación y alguna configuración mínima en sus procesos, podríamos lograr resultados de manera inmediata. Por otro lado, tenemos los servicios básicos dentro de un sistema de control industrial. Con el paso del tiempo, la forma de registrar la información de interés ha ido cambiando de prácticamente no recoger ningún evento generado por los dispositivos, a tener un sistema de registros centralizado gracias al cual poder analizar la información en base a nuestras necesidades. Esta información no sólo será procesada en un entorno local sino que podremos disponer de los informes también en remoto. En la primera generación de dispositivos de control no se registraba ningún tipo de actividad. Posteriormente, en la siguiente generación, ya se podían observar cambios con respecto a estas medidas, ya que los dispositivos podían generar logs relacionados con el mantenimiento del mismo (uso de CPU, temperatura, cambio de ciertas variables, etc.). La evolución más notable se produce en la siguiente generación, gracias a la concienciación en seguridad. Este hecho hizo que los dispositivos comenzasen a registrar diversos eventos relacionados con la seguridad (accesos de usuario, cambios en ciertas configuraciones, etc.), pero los eventos registrados seguían siendo escasos. La última evolución surge con los dispositivos de última generación, donde ya existen registros de eventos que recogen todo tipo de acciones que pueden ser importantes desde el punto de vista de la seguridad, además, también se separan los diferentes eventos en ficheros dependiendo si hacen referencia a la seguridad, al mantenimiento, etc. La última evolución surge con los dispositivos de última generación, donde ya existen registros de eventos que recogen todo tipo de acciones que pueden ser importantes desde el punto de vista de la seguridad, además, también 4 se separan los diferentes eventos en ficheros dependiendo si hacen referencia a la seguridad, al mantenimiento, etc. La forma de almacenar los diferentes eventos en fichero dentro de un dispositivo de control también ha cambiado con el paso del tiempo. Así, los primeros eventos generados por los dispositivos, se recogían en ficheros de tamaño fijo, que, una vez excedido, no almacenaban más información. Esto se definió de esta manera para evitar que se llenara el escaso almacenamiento. Como con esta medida se perdían muchos datos y sobre todo los últimos antes de un posible incidente, se comenzó a realizar una rotación de ficheros, de forma que se sobrescriben los datos una vez alcanzado el tamaño máximo del fichero. Ambos tipos de funcionamiento pierden información si no se monitorizan continuamente los datos almacenados. Los nuevos dispositivos de control poseen características avanzadas de comunicación y permiten, además de ficheros más grandes al haberse eliminado la limitación del espacio de almacenamiento, el envío de los mensajes a través de sistemas tipo Syslog, lo que permite disponer de los registros de eventos de los dispositivos en un repositorio centralizado. En la actualidad no sólo se desarrollan aplicaciones que se ejecuten en los ordenadores, sino que con las nuevas tecnologías, ya existen aplicaciones móviles para la revisión de mediciones e incluso para realizar cambios en el sistema. Un ejemplo de esta evolución y donde podemos identificar claramente cómo se está produciendo este desarrollo se ve reflejado en el caso de los HMI, donde sus gráficos han evolucionado a un concepto más minimalistas, con las siguientes características: Simplificando los entornos gráficos. Eliminando los destellos y parpadeos que funcionaban como indicadores en el caso de producirse eventos en el sistema. Sin multitud de colores, básicamente se utilizan dos, uno para saber que el proceso realiza los eventos de forma correcta y otro para detectar errores y fallos. Mostrando sólo los parámetros necesarios para que el operario pueda realizar una lectura rápida sin distracciones. 5 La forma de desarrollar el software también ha cambiado, pudiendo encontrar software libre destinado a sistemas de control industrial o una mezcla entre software libre y software propietario del que no se conocen los detalles. Encontrar software libre en sistemas de control industrial hace unos años era algo impensable y, haciendo una rápida revisión del estado del software libre en estos sistemas, podemos darnos cuenta que hay mucho por hacer pero poco a poco nos encontramos controladores de proceso tipo DCS (Distributed Control System) o sistemas SCADA basados en software libre. Por otro lado, el mercado industrial no se encuentra ajeno a la evolución tecnológica actual. Con la llegada del Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things) se abre un abanico de oportunidades para los que buscan soluciones en la nube. El almacenamiento en la nube permite registrar los procesos de los entornos industriales y enviar información mediante aplicaciones a los dispositivos móviles, que disponen de aplicaciones específicas para estos entornos (los principales desarrollos se han realizado para sistemas Android). Con la aparición de las aplicaciones para dispositivos móviles, se abre otro camino de expansión para empresas de desarrollo software en entornos industriales y una vía de exposición a ciberataques. Dentro de la programación en los dispositivos de control industrial, también se han notado ciertos cambios, evolucionando hacia una la programación que podemos observar en el mundo TI y que facilitará algunas tareas a los programadores de entornos industriales. La programación ha evolucionado desde la lógica en escalera (ladder logic) hacia sistemas de alto nivel basado en texto estructurado y programación orientada a objetos. Por el camino se ha trabajado también con lenguajes basados en bloques de funciones o en listas de instrucciones, asemejándose a evolución sufrida en los lenguajes de programación del entorno TI. Los principales lenguajes de programación de los dispositivos de los sistemas de control se recogen en el estándar IEC 61131-1. 6 Tipos de Software de Control CADe_SIMU, CAD electrotécnico CADe_SIMU es un programa de CAD electrotécnico que permite insertar los distintos símbolos organizados en librerías y trazar un esquema eléctrico de una forma fácil y rápida para posteriormente realizar la simulación. El programa en modo simulación visualiza el estado de cada componente eléctrico cuando está activado al igual que resalta los conductores eléctricos sometidos al paso de una corriente eléctrica. Por medio del interface CAD el usuario dibuja el esquema de forma fácil y rápida. Una vez realizado el esquema por medio de la simulación se puede verificar el correcto funcionamiento. Actualmente dispone de las siguientes librerías de simulación: * Alimentaciones tanto de CA como de CC. * Fusibles y seccionadores. * Interruptores automáticos, interruptores diferenciales, relé térmico, y disyuntores. * Contactores e interruptores de potencia. * Motores eléctricos. * Variadores de velocidad para motores de CA y CC. * Contactos auxiliares y contactos de temporizadores. * Contactos con accionamiento, pulsadores, setas, interruptores, finales de carrera y contactos de relés térmicos. * Bobinas, temporizadores, señalizaciones ópticas y acústicas. * Detectores de proximidad y barreras fotoeléctricas. * Conexionado de cables unipolares y tripolares, mangueras y regletas de conexión. 7 Classic Ladder, lenguaje ladder libre Classic Ladder es un proyecto que tiene la intención de crear un lenguaje ladder libre en C, y se lanzó bajo los términos de la licencia LGPL. Generalmente, encontrará este tipo de lenguaje en los PLC para realizar los programas de los diferentes procesos de automatización. Características: * Classic Ladder está escrito 100% en lenguaje C. * Puede ser usado con propósitos educativos o cualquier otro destino que desee. * La interfaz gráfica de usuario usa las librerías GTK. En la versión actual, los siguientes elementos están implementados: * Elementos Booleanos * Salidas Booleanas * Limitadores de carrera * Timers * Monoestables * Contadores * Comparación de expresiones aritméticas * Operación de expresiones aritméticas * Bobinas Set / Reset * Saltos Classic Ladder puede correr en tiempo real de manera opcional con RTLinux v3, con RTAI o con el reciente Xenomai. Puede ejecutarse en pequeñas plataformas empotradas con mínimos recursos de hardware. 8 Hardware soportado / SCADA: Classic Ladder puede ser usado para manejar entradas y salidas fisicas. * Acceso directo a puertos (puerto paralelo por ejemplo). * Acceso a drivers del proyecto Comedi. * Módulos distribuidos Modbus/RTU (Serial) y Modbus/TCP (Ethernet). * Enlaces con software SCADA, como Lintouch. LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN VIRTUAL: LAV (Simulador de Procesos y Simulador de S5) Winss-5 y Winss-7 200 son dos programas para entornos Windows que permiten la edición y la simulación de programas de control de autómata programable escritos en lenguaje de lista de instrucciones para los autómatas Simatic S5 y Simatic S7-200 de Siemens respectivamente. Cada uno constituye un entorno integrado para depuración y prueba de programas de control de PLC. Con el objetivo de motivar lo máximo posible a los usuarios de este tipo de aplicaciones, está disponible la opción de comunicarse con el simulador de procesos industriales Prosimax. De esta forma el usuario (alumno, profesor o profesional ingeniero o consultor) podrá comprobar el correcto funcionamiento del programa de 9 control diseñado observando la evolución de los componentes de la planta simulada, sin necesidad de disponer ni de un PLC ni de la planta real. Winss5 o Winss-7 200 ejecuta el programa de control en base a las señales de los sensores colocados en Prosimax. A su vez los objetos actuadores de Prosimax irán evolucionando en base a las órdenes procedentes del PLC simulado y activarán y desactivarán los sensores adecuados según convenga. PROSIMAX -Simulador de Procesos (Disponible para Simatic S5 y Simatic S7200) PROSIMAX es una aplicación para entorno Windows que permite prosimax diseñar procesos y efectuar la simulación en conexión directa con el autómata programable. PROSIMAX no es un paquete de visualización. Consta de dos módulos principales: 10 Módulo de Edición Se diseña la planta a simular mediante la selección de objetos dinámicos. Se configuran comportamientos, conexiones y representaciones gráficas de los objetos de planta sin necesidad de programación. Opcionalmente permite incorporar un dibujo estático de la planta o proceso diseñado. Módulo de Simulación Permite la conexión al autómata a través del cable serie de programación y se pueden comprobar las reacciones del proceso guiado por el programa de control real en el PLC. El usuario puede intervenir de igual manera que lo haría en una instalación real. Posible comunicación con autómatas de las series Simatic S5 y Simatic S7-200. Ventajas: Prácticas más reales. Sencilla determinación de errores de programación. Flexibilidad. Economía. Complemento de las rígidas y costosas maquetas. Rapidez de operación y fácil aprendizaje. 11 CONTROL: WINSS-5 (Simulador de STEP-5 bajo entorno Windows) WINSS-5 es un programa para entornos Windows que permite la edición y la simulación de programas STEP-5 en lista de instrucciones para winss-5 los autómatas programables Simatic S5. Constituye un entorno integrado para depuración y prueba de programas de control y posterior transferencia al PLC (en preparación). WINSS-5 ofrece por proyecto los siguientes elementos: * Una ventana de edición en modo texto del programa STEP-5. * Selección de módulos de entrada y salida con los que configurar el autómata en pantalla. * Ventana de observadores en el formato deseado para E/S, marcas, temporizadores, contadores, etc... * Ventana de registros internos del autómata. * Distintos modos de operación: continua, ciclo a ciclo y paso a paso. * Edición de símbolos. El programa está dotado de una potente ayuda en línea que facilita sus consultas al lenguaje STEP-5 y gran cantidad de ejemplos. De sencilla operación y muy fácil aprendizaje. CONTROL: WINSS-7 200 (Simulador de PLC Simatic S7 200 bajo entorno Windows) WINSS-7 200 es un programa para entornos Windows que permite la simulación de programas de control de autómata programable Simatic S7-200 de Siemens escritos en lenguaje de lista de instrucciones. winss-7 200 Constituye un entorno integrado para depuración y prueba de programas de control de PLC previamente escritos empleando el software de programación del PLC Simatic S7-200 denominado STEP 7 MicroWin. 12 WINSS-7 200 ofrece por proyecto los siguientes elementos: * Una ventana de visualización en modo texto del programa en AWL. * Selección de módulos de entrada y salida con los que configurar el autómata en pantalla. * Ventana de observadores en el formato deseado para E/S, marcas, temporizadores, contadores, etc... * Ventana de registros internos del autómata. * Distintos modos de operación: continua, ciclo a ciclo y paso a paso. * Edición de símbolos. * Posibilidad de conexión al simulador de procesos industriales Prosimax. AUTOMATION STUDIO AUTOMATION STUDIO es un programa totalmente integrado que permite a los usuarios diseñar, simular y animar circuitos de variadas tecnologías de automatización como Neumática, Hidráulica, Controladores programables, Grafcet y Controles Eléctricos. -Interfaz multi-documento, simulación a todo color. -Construcción de librerías de modelos, símbolos y documentos. -Configuración de válvulas y cilindros -Modulo de informe y listas de materiales -Animación de los componentes -Exportación a DXF -Miles de símbolos en las librerías de: Neumática Hidráulica Válvulas de cartucho 13 Secuenciadores especializados Manifold Neumáticos Controladores programables Grafcet (SFC) Controles Eléctricos Electrónica Digital Interfaz E/S Easy PLC v4.4 Con EasyPLC podrá dar una nueva dimensión a su PC. Interactúe con el mundo exterior activando/leyendo cualquier tipo de dispositivo mecánico o eléctrico. Podrá utilizar su PC como un PLC. Los PLC (Controlador Lógico Programable) o Autómatas son los sistemas electrónicos que se utilizan en el mundo de la industria para controlar las máquinas automáticas, Interfaces, Robots, etc. con un sencillo lenguaje de programación gráfico. Utilice su PC (o incluso el viejo ordenador que ya no utiliza) para controlar relés, motores, lámparas, alarmas, pulsadores, etc... Creando automatismos con el único límite de su imaginación. 14
