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CAPITULO IV
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
A. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL
La Planta Envasadora de Lubricantes cuenta con un sistema de telemetría
llamado Telepulse 600 para el monitoreo de nivel y temperatura de los tanques.
Este sistema ha traído inconvenientes, ya que el software operativo es programado
por el fabricante y almacenado en una memoria EPROM, la cual solo puede ser
modificada por este, el cual actualmente no presta ese servicio. Esta situación lleva
a que el sistema TP-600 proporcione datos desactualizados como el producto que
contiene el tanque, número de lote y número de código, llevando a los operadores
a llevar un control manual, trayendo perdidas de tiempo y acumulación de
documentación. Otra desventaja que ha presentado este sistema a sido su estado
de obsolescencia en lo que a partes electrónicas se refiere, lo cual trae como
consecuencia la falta de soporte que la empresa fabricante.
La Planta Envasadora de Lubricantes no cuenta con una conexión a la Intranet
de PDVSA, por este motivo y con el desarrollo de esta propuesta, actualmente se
está procediendo a realizar una conexión rápida y fiable para la marcha en pleno
del nuevo sistema que plantea la visualización de los niveles y temperaturas de los
tanques en tiempo real a través de la red principal de la empresa.
B. OBJETIVOS DEL DISEÑO
General
Proporcionar los niveles y temperaturas de los tanques en tiempo real, además
del calculo del volumen para cada tanque, un sistema de alarmas y una tendencia
histórica de la data de campo.
Específicos
§ Calcular el volumen de cada tanque, utilizando la data de nivel y las tablas de
calibración del mismo.
§ Brindar un sistema de alarmas confiable.
§ Almacenar los niveles y temperaturas de cada tanque a través de una
tendencia histórica por un tiempo determinado.
§ En un futuro poder accesar al sistema supervisorio a través de la Intranet de
PDVSA
C. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Los resultados de la investigación están dados por el desarrollo del sistema
propuesto. Dichos resultados están compuestos por la descripción teórica de cada
una de las fases que integran el sistema.
Fase I: Análisis de la Situación Actual
a) Necesidades que justifican el desarrollo del nuevo sistema
La Planta Envasadora necesita actualmente un sistema que le brinde seguridad,
rapidez y optimización de recursos pertenecientes a ella. Asimismo, requiere de un
sistema que pueda ser actualizado cuando se amerite por los mismos operadores
de planta, sin necesidad de recurrir a un administrador de sistemas.
b) Estudio de factibilidad
Para la planificación, desarrollo e implantación de este sistema supervisorio, se
determinaron varios factores referentes a las factibilidades técnica, económica y
psicosocial.
Determinación de la Factibilidad Técnica
El sistema actual esta dotado de un monitor y un teclado, ubicados en la sala
de control de la Planta Envasadora. Estos equipos requieren ser sustituido por una
computadora, que posea monitor, CPU, teclado y una impresora para imprimir los
reportes.
A diferencia del sistema actual, el nuevo sistema necesita un CPU, donde se
instalara en Servidor OPC, como también el Genesis32 que posee requisitos
necesarios para la corrida del nuevo sistema.
Determinación de la Factibilidad Económica
La empresa PDVSA cuenta con un presupuesto suficiente para afrontar los
gastos de compra del nuevo equipo, como también de las licencias de IOServer y
Genesis32.
Determinación de la Factibilidad Psicosocial
El impacto psicosocial de los operadores y demás usuarios predice ser positivo,
ya que muestran interés en adaptarse y en aprender la utilización del sistema
supervisorio propuesto.
Fase II: Familiarización con el T-100 y Tecnología OPC
a) Aplicaciones de la Tecnología OPC
La aplicación de la interfaz estándar de OPC hace posible la interoperabilidad
entre las aplicaciones de automatización y control. Tradicionalmente, cada
software o revelador de aplicación requiere escribir una interfaz o
servidor/controlador para el intercambio de datos con los dispositivos del campo
de la dotación física. OPC elimina este requisito definiendo una interfaz del
rendimiento común, que permita que este trabajo sea hecho solo una vez, y
entonces reutilizarlo fácilmente por las aplicaciones de HMI, de SCADA, del control,
etc.
b) Aplicaciones del T-100
El T-100, aparte de tener la capacidad de capturar la data proveniente de
campo, se desempeña como una interfaz la cual posee una salida de puesto serial.
La ventaja de este dispositivo es que permite la interconexión con un computador,
el cual puede poseer un servidor que procese datos y/o una conexión a una red de
datos.
c) Análisis del protocolo de comunicación utilizado por el T-100
El T-100 se desempeña como una interfaz entre la instrumentación de campo y
el Servidor OPC.
El proceso se inicia una vez que el T-100 genera tres caracteres codificados en
ASCII, enviando dos de ellos en forma serial hacia el Transmisor de la
instrumentación de campo, conteniendo la dirección del tanque, mientras que el
otro carácter es procesado internamente para seleccionar el lazo respectivo. Esta
dirección viaja en forma serial, a través de un lazo hasta el Transmisor, quien
procesa y luego envía, a través del mismo lazo, un conjunto de doce o diez
caracteres ASCII en forma serial, de los cuales dos corresponden a su dirección y
el resto indica las mediciones de nivel y temperatura.
Fase III: Selección de Procesos
a) Configuración del T-100 con la instrumentación de campo
La transmisión de datos se transfiere de la siguiente manera:
21 L D D T TT N N N N X N X &
Banderas de errores
Dirección enviada por el computador
(lazo y transm.)
Temperatura Nivel Dirección enviada por el transmisor
Carácter de fin de
transmisión
Si no hay respuesta envía:
El computador debe enviar a la interfaz tres caracteres en el siguiente orden:
un carácter que define cada lazo; Lazo 0: ‘ ’ (espacio en blanco) , Lazo 1: ‘ ! ’,
Lazo 2: ‘ “ ’, Lazo 3: ‘ # ’, Lazo 4: ‘ $ ’ y dos caracteres de dirección. Cada
tanque posee una dirección especifica.
Para este sistema se utilizo el lazo 0, correspondiente al espacio en blanco. La
utilización de un solo lazo se debe a que solo son 33 tanques.
b) Programación del Protocolo de Definición
La definición del protocolo es la programación que permitirá el enlace de los
datos entre el T-100 y el Servidor OPC.
Este se escribe en un block de notas y se guarda como un archivo .def, para
luego ser llamado desde la Servidor OPC a la hora de su configuración.
Figura 4. Protocolo de Definición.
21 L D D &
c) Configuración de los tanques en el Servidor OPC
Para realizar la configuración de los tanques se utilizó un demo de software
perteneciente a IOServer, este fue bajado de la Internet e instalado en una
computadora donde se realizó la configuración el Servidor OPC. Para esta
configuración se siguieron los siguientes pasos:
1. Para accesar a una nueva configuración, hacer click en el icono IOServer y
presionar la opción “I Agree”
2. Presione “File” y seguidamente hacer click en “New”
3. Hacer click con el botón derecho en Board, luego presionar “Add New
Board”
4. Seleccionar en “Board Type” la opción “Com.Port”, luego presionar “Finish”
5. Hacer click con el botón derecho sobre “COM.Board” y nuevamente
seleccionar “Add New Port”
6. Seleccionar en “Protocol” el protocolo de comunicación a utilizar para el
acceso a la data de campo. En este caso seleccionar “ASCII.Protocol”, luego
presionar “Finish”
7. En esta ventana se configura el puerto a utilizar. En “Port” seleccionar el
COM dependiendo al que este utilizando el equipo en ese momento.
Seleccionar en “Baud Rate” la velocidad de transmisión, la cual en este caso
es de 300 baudios. Colocar 8 en “Data Bits” y activar la opción “Half
Duplex”, luego presionar “Finish”
8. En esta ventana (Figura 5) se va a buscar el archivo de definición del
protocolo. Presionar “Browse” y buscar la carpeta “ENVASADORA” ubicada
en My Documents, seleccionar “t100a.def” presionar “Abrir” y luego “Finish”
Figura 5. Archivo de definición del protocolo
9. Hacer click con el botón derecho en COM y presionar “Add New Device”
10. En la siguiente ventana (Figura 6), en “Device Name”, introducir el nombre
del primer tanque en cual es: T901, presionar “Finish”
11. En “Address” se coloca la dirección del tanque. En este caso deje un espacio
en blanco y luego coloque la dirección correspondiente al T901, la cual es
PP (colocar las letras en mayúscula), luego presionar “Finish”. Esto se debe
a que el espacio en blanco simboliza el Lazo00. (Figura 7)
Nota: Una vez creado el “New Device”, se repiten los pasos 8,9 y 10 con los 33
tanques. A continuación se presenta la tabla de tanques con dirección. Al terminar
este procedimiento ya estarán configurados todos los tanques.
Figura 6. Nombre del Tanque
Figura 7. Dirección del Tanque
CUADRO 3
DIRECCIONES CORRESPONDIENTES A CADA TANQUE
NOMBRE
T901
T902
T903
T904
T905
T906
T907
T908
T909
T910
T911
T912
T913
T915
T916
T917
T918
T919
T920
T921
T922
T923
T924
T925
T926
T927
T928
T929
T930
T931
T932
T933
T934
DIRECCION
PP
QP
RP
SP
TP
UP
VP
WP
XP
YP
PQ
RQ
SQ
TQ
UQ
VQ
WQ
XQ
YQ
PR
QR
RR
SR
TR
UR
VR
WR
XR
YR
PS
QS
RS
12. Para continuar en “OPC Explorer”, ubicado dentro del cuadro de controles,
es necesario hacer click con el botón derecho sobre este y presionar “Add
OPC Server”
13. Dar al ”Server Name” el nombre “Envasadora”, seleccionar “IOServer” y
presionar “Finish”
14. Hacer click con el botón derecho en “Envasadora” y presionar “Add Group”
15. Colocar en “Group Name” el nombre del grupo; en esta caso “Lazo00”,
presionar “Add” y luego “Done”
16. En la carpeta “Lazo00” hacer click con el botón derecho y seleccionar “Add
Item”
17. Para seleccionar los items de cada tanque a evaluar, hacer click en el icono
amarillo a un lado del numero del tanque (Ejm: T901), se selecciona el
item “Data.temp”, y se presiona “Add” para que sea tomado, luego se repite
este procedimiento con el item “Data.nivel”. Este paso (17) se realiza con
todos los tanques, para salir presionar “Done” (Figura 8)
18. Al hacer doble click sobre “Lazo00” se podrá visualizar los items que están
siendo evaluados
Nota: Al concluir, salvar la configuración haciendo click en “File” y luego en
“Save”, colocar un nombre y lugar donde se desea guardar, en este caso en la
carpeta “ENVASADORA” ubicada en “My Documents”
Figura 8. Selección de items de un tanque a evaluar
Fase IV: Pruebas con el Servidor OPC y el T-100
a) Pruebas en frío del Servidor OPC con simuladores de nivel y
temperatura
Después de haber configurado todos los tanques en el Servidor OPC, se
conectó la computadora con el T-100 por medio del puerto serial.
Para simular el nivel se utilizó un potenciómetro y para la temperatura una
tarjeta simuladora de temperatura. Estos simuladores se conectaron en la primera
salida de lazo correspondiente al Lazo00, ya que los tanques están configurados
con el espacio en blanco.
icono amarillo
Se procedió a activar el servidor, observando como empezaba a tomar los
datos mostrándolos como lo indica el protocolo interfaz/computador definido en el
Capitulo II.
La realización de esta prueba permitió corregir algunos errores en el protocolo
de definición, como también algunas direcciones de tanques erradas.
Fase V: Selección y Diseño de Arquitecturas
a) Selección del software para el diseño del sistema
Para la realización del sistema se utilizó un software llamado Genesis32, el cual
posee varios paquetes, entre ellos el GraphWorX32 especial para el diseño de
pantallas. Se prefirió este software ya que es totalmente compatible con el
Servidor OPC, de igual manera por poseer una gran flexibilidad para adaptarse al
diseño de cualquier tipo de sistema.
b) Búsqueda de requerimientos para el diseño del sistema
Para la búsqueda de requerimientos se realizaron varias visitas a la Planta
Envasadora, donde se fueron observando las fortalezas y debilidades del sistema
actual. Para esto fue necesario entrevistar a los supervisores y operadores de la
planta.
Fase VI: Diseño del Sistema
a) Diseño de pantallas y despliegues
Después de instalado el GraphWorX32 en la computadora, se prosiguió al
diseño de las pantallas. Para esto de siguieron los siguientes pasos:
1. Para accesar a una nueva pantalla, hacer click en el icono GraphWorX32.
2. Antes que todo se recomienda guardar esta pantalla en una carpeta
especifica e ir guardando todas las posteriores en la misma. Para esto se
selecciona “File”, luego “Save”. Seguidamente se desplegara la ventana
“Choose Display”, aquí se selecciona My Documents, se crea una nueva
carpeta, haciendo click con el botón derecho, luego en “New” y por ultimo
en “Folder”, se le da un nombre, ejemplo “ENVASADORA” y finalmente
presionar “Save”.
Nota: La creación de una carpeta que contenga todas las pantallas del sistema, es
para facilitar la búsqueda a la hora de hacer las vinculaciones o para transferir la
aplicación de una computadora a otra.
3. Para definir el color del fondo, hacer click con el botón derecho, seleccionar
Background Color con un click y seguidamente se desplegara una paleta de
colores, seleccionar el color de preferencia y finalmente presionar “OK”.
Para insertar y configurar un Botón
4. En la parte inferior derecha del GraphWorX32 se encuentran la opción de
insertar un botón. Para insertarlo es necesario hacer click en el icono
requerido haciendo otro click en el área de diseño para seguir con su
configuración. Ver Figura 9.
Figura 9. Insertar un botón
5. Al desplegarse la ventana de propiedades, en la pestaña “Button” (Figura
10) se define el nombre, color, textura, tipo y tamaño de letra que va a
poseer el botón. Luego de definir todo lo anterior, presione “Apply”.
6. En la pestaña “Pick” (Figura 11) se determina la vinculación del botón, para
esto se presiona “Browse” y en la ventana “Choose Display” se escoge “My
Documents”, luego “ENVASADORA”, después “Open” y por ultimo se
presiona “Apply”.
Botón
Fecha y Hora
Caja de Proceso
Para insertar y configurar una Caja de Proceso
7. En la parte inferior derecha del GraphWorX32 se encuentran la opción de
insertar una Caja de Proceso. Para insertarla es necesario hacer click en el
icono requerido haciendo otro click en el área de diseño para seguir con su
configuración. Ver Figura 9.
8. Al desplegarse la ventana de propiedades, en la pestaña “Text” (Figura 12)
se define el tipo y tamaño de letra que va a poseer la caja de proceso.
Luego de definir todo lo anterior, presione “Apply”.
Figura 10. Nombre del botón Figura 11. Vinculación del botón
9. En la pestaña “PPT/DE”, se pueden haces varias configuraciones en el
recuadro de “Data Source”, estas se describen a continuación:
ü Presionando “OPC Tags”
Al presionar “OPC Tags”, se despliega la ventana “OPC Universal Tag Browser”,
en esta será posible localizar los tags a evaluar. Primeramente se hace doble click
en “My Computer”, luego en Data Access y después en IOServer, en ese momento
Figura 12. Tipo y tamaño de letra de la caja de proceso
si no sé esta conectado al IOServer, se abrirá la ventana y será necesario
presionar “I Agree” de esta manera se efectuara el enlace entre el sistema y el
IOServer, se minimiza esta ventana y se vuelve a hacer doble click en “IOServer”,
desplegándose así los números de todos los tanques.
Seguidamente se elige el número del tanque deseado haciendo doble click
sobre este, luego sobre el tag requerido y se presiona “OK”, de esta manera
aparecerá el tag en el recuadro “Data Source”, de esta manera al presionar “Apply”
y “OK”, la caja de proceso ya estará vinculada con la data del OPC Server.
ü Presionando “Tags Menu”
Utilizando Variables Simuladoras: Al presionar “Tags Menu” es posible
utilizar simuladores de datos presionando “Simulation Variables”, seleccionando el
simulador de preferencia y presionando “OK”.
Para realizar modificaciones o conversiones a la data original: Si se
necesita modificar la data original o hacer alguna conversión, es posible
presionando “Expresión Editor”. Ejemplo si la data de campo viene en ºF y se
requiere en ºC, se escribe lo siguiente: x = ((T901.Data.Temp) - 32) * 0.556 y
automáticamente la data original será modificada. También es necesario elegir el
tipo de data en “Data Type” y el formato en “Format”, en este caso “DOUBLE” y
“xxx” respectivamente.
Cuando la data sea introducida al sistema por un usuario: Si el objetivo
es que la data sea introducida al sistema por parte del usuario, se utiliza un
paquete de Genesis32 llamado DataWorX32. Para esto es necesario realizar la
configuración de los datos que se requieren registrar, en este caso, el Producto,
Numero de Lote y Numero de Código de cada tanque. El procedimiento es el
siguiente:
a) Hacer click en el icono de DataWorX32.
b) Al desplegarse la ventana de configuración del DataWorX32, hacer click en
“New”.
c) En la carpeta azul, hacer click con el botón derecho y seleccionar “Add”.
d) Ingresar el nombre del primer grupo, en este caso “NoCódigo”, luego en la
barra de herramientas, hacer click en el icono indicado en la Figura 13, para
adherir un registro nuevo.
e) Al desplegarse la ventana “Register Settings” (Figura 14), en la pestaña
“Properties” colocar el nombre al registro, por ejemplo “T901”, seleccionar
el tipo de dato en “Data Type” dependiendo si es numérico “Double” o una
cadena de caracteres “String”, después presionar “OK”.
f) Luego hacer doble click en el registro anterior (T901), seleccionar la
pestaña “Input”, hacer click en el radio button perteneciente a “Register”
donde se selecciona el nombre de registro introducido anteriormente,
presionar “OK”.
Figura 13. Creación un registro
Figura 14. Configuración de un registro
Nota: Esto se realiza con cada tanque, del T-901 hasta el T-934, excluyendo el
T-914 ya que no existe. Se crean otros dos grupos llamados NoLote y Producto,
asignándoles los registros de todos los tanques. Este procedimiento se realiza
siguiendo los pasos nuevamente los pasos c, d, e y f.
g) Para correr el sistema hacer click en “Action” ubicado en la barra de
herramientas y después en “Start DataWorX32”, otra manera es presionar el
semáforo con la luz roja.
Nota: Para que el sistema tome los datos y estos permanezcan registrados, es
necesario que el DataWorX32 este corriendo.
h) Luego, regresando al GraphWorX32, en la caja de proceso seleccionada
para introducir el dato, hacer doble click para su configuración.
i) Al desplegarse la ventana “Property Inspector”, en la pestaña “Text” se
puede configurar tipo, tamaño y color de la letra, textura de la caja de
proceso, etc. En la pestaña “PPT/DE”, hacer click en “OPC Tags”, en la
ventana “OPC Universal Tag Browser”, seleccionar con un doble click “My
Computer”, luego en “Data Access”, y después en
“ICONICS.DataWorX32.1”. Para finalizar hacer click en “Registers”,
escogiendo el grupo con un click y a la derecha el tanque requerido, por
ultimo presionar “OK”.
j) Al realizar este procedimiento el dato ya estará enlazado con la caja de
proceso, en la misma pestaña seleccionar el tipo de dato en “Data Type”
dependiendo si es numérico “Double”, asignándole el número de dígitos en
“Format” o si es una cadena de caracteres “String”, poniendo el número de
caracteres. Para continuar presionar “Apply” y después “OK”.
Nota: Al correr el sistema en “Runtime”, para introducir el dato, hacer click obre
la caja de proceso, escribir el número o palabra dependiendo el caso y presionar
“ENTER”, de no presionar “ENTER” el dato no será tomado por el DataWorX32.
Cuando se necesite llamar a una pantalla, una variable local
perteneciente a otra pantalla: Si se necesita llamar a una pantalla una variable
local perteneciente a otra pantalla, en el recuadro “Data Source” de la pestaña
“PPT/DE” se coloca la variable requerida, para esto presione “Tags Menu”,
seleccione “Local Variables”, se desplegara un ventana llamada “Local
Variables_Current Display” donde debe hacer click en “Source” y seleccionar
“Other Display”. Al desplegarse la ventana de ”Choose Display” buscara en “My
Documents”, la carpeta “ENVADASORA” y en esta seleccionará la pantalla deseada,
en ese momento se visualizaran las variables locales de esa pantalla, seleccione la
requerida con un click y por ultimo presione “OK”. En esta pestaña es necesario
ajustar el tipo de data en “Data Type” y el formato el “Format”, dependiendo a las
características de la variable. Para concluir presione “Apply” y luego “OK”.
Para insertar y configurar Fecha y Hora
10. En la parte inferior derecha del GraphWorX32 se encuentran la opción de
insertar la fecha y/o la hora. Para insertarlo es necesario hacer click en el
icono requerido haciendo otro click en el área de diseño para seguir con su
configuración. Ver Figura 9.
11. Al desplegarse la ventana de propiedades de Fecha y Hora, en la pestaña
“Text” se determina el tipo, tamaño y color de la letra y en la pestaña
“Time/Date”, primero se hace la selección en “Display” y luego con un click
se elige el formato preferido tanto para la fecha como para la hora. Para
concluir presionar “Apply” y después “OK”.
Para insertar una figura geométrica o líneas
12. En la parte izquierda del GraphWorX32 se encuentra la opción para insertar
figuras geométricas o líneas (Figura 15). Para insertarlas es necesario hacer
click en el icono requerido haciendo otro click en el área de diseño dejando
presionado el botón y dándole el tamaño requerido, para cambiar las
propiedades, hacer doble click sobre la imagen, para salir presionar “Apply”
y después “OK”.
Para insertar una Etiqueta
13. En la parte izquierda del GraphWorX32 se encuentra la opción para insertar
Etiquetas (Figura 15). Para insertarlas es necesario hacer click en el icono
requerido haciendo otro click en el área de diseño, escribiendo la palabra u
oración deseada. Para cambiar las propiedades, hacer doble click sobre la(s)
palabra(s), para salir presionar “Apply” y después “OK”.
Importar Símbolo
Insertar Etiqueta
Insertar figuras geométricas y líneas
Figura 15. Insertar figuras, etiquetas y símbolos
Para insertar y configurar un Símbolo
14. En la parte izquierda del GraphWorX32 se encuentra la opción para insertar
Símbolos (Figura 15). Para insertarlos es necesario hacer click en el icono
requerido. Al hacer click en el área de diseño se desplegara la ventana
“Symbol Library”, donde se podrá seleccionar el símbolo deseado, en este
caso es el Tanque. Para insertarlo en el área de diseño, se hace un click con
el botón derecho y se selecciona “Copy” con un click, luego se cierra la
ventana y con el botón derecho se hace un click en el área de diseño,
presionando “Paste” con un click. Para cambiar las propiedades, hacer doble
click sobre el símbolo.
15. Al desplegarse la ventana de propiedades, se encuentran varias pestañas.
16. En la primera llamada “General”, es posible configurar el tag y rango (Figura
16). Para configurar el tag deseado se presiona “Tags”, seguidamente se
desplegara la ventana “OPC Universal Tag Browser” continuando con el
mismo procedimiento del paso 9. En la pestaña “Cut-away” se escoge el
color y corte para visualizar el nivel interno del tanque. Para salir presionar
“Apply” y después “OK”.
b) Configuración del sistema de alarmas
El AlarmWorX32 consta del Alarm Logger Configurator, Alarm Server
Configurator y el Alarm Logger, entre otros. Para la configuración de las alarmas
fue necesario instalar el software completo de Genesis32 en la computadora y la
realización de los siguientes pasos:
1. Presionar “Start” o “Inicio” según sea el caso. Seleccionar ICONICS
GENESIS 32 con un click, luego TrendWorX32 y finalmente TrendWorX32
Configurator.
2. Hacer click en “File” y luego en “New”.
Figura 16. Configuración de un símbolo
3. Hacer un doble click sobre “Data Source”. Seleccionar “Areas” con el botón
derecho, luego en “Insert” y después en “Area”. Colocar el nombre del
nuevo área.
4. Buscar la opción “Styles” dentro de “Data Source” y hacer click con el botón
derecho, presionar “Insert” y después “Style”. Esta opción es para crear un
formato con información estándar para los tag de un mismo tipo, donde
solo cambien solo algunos datos como el nombre, valores, etc.
7
5. Para esto, llenar el formato con la información estándar, como se puede
visualizar en el ejemplo de la Figura 17. En “Tag name”, se coloca el
Figura 17. Añadir nuevo tag de alarma
nombre, en “OPC Input 1”, hacer click en el botón “=”, donde se desplegara
la ventana “Edit Expression”.
6. En esta ventana (Figura 18) se elabora la ecuación a procesarse antes de
establecer las comparaciones con los valores de LoLo, Lo, Hi y HiHi de las
alarmas.
7. En este caso, presionar el botón “Tags”, donde se desplegara la ventana
“OPC Universal Tag Browser”, en esta será posible localizar los tags a
evaluar. Primeramente se hace doble click en “My Computer”, luego en Data
Access y después en IOServer, en ese momento si no sé esta conectado al
IOServer, se abrirá la ventana y será necesario presionar “I Agree” de esta
manera se efectuara el enlace entre el sistema y el IOServer, se minimiza
esta ventana y se vuelve a hacer doble click en “IOServer”, desplegándose
así los números de todos los tanques.
Figura 18. Caja para editar expresiones
8. Seguidamente se elige el número del tanque deseado haciendo doble click
sobre este, luego sobre el tag requerido y se presiona “OK”, de esta manera
aparecerá el tag en el recuadro “Expression”, en el botón “Arithmetic” se
desplegaran opciones aritméticas como “ * ”, “ + ”, “ - ”, “ / ”, etc.
También es posible introducir constantes como números. Al concluir la
expresión, presionar “OK”. De esta manera la expresión aparecerá en “OPC
Input”.
9. En “Base Text” se escribe la frase que antecederá al mensaje de alarma. En
“Value” los valores LoLo, Lo, Hi y HiHi, pertenecientes al tag y en “Message
text” el mensaje de alarma correspondiente a cada valor. “Severity”
determina en una escala de 0 a 1000 el grado de alarma que se va a tomar
en ese caso. Para finalizar presionar “Apply”.
Nota: En “Styles” se pueden realizar varios formatos dependiendo de cada tipo de
tag.
10. Para continuar con la configuración de las alarmas, hacer click con el botón
derecho sobre el área, después en “Set Tag Styles” donde presionando el
botón con los tres puntos, se procederá a escoger el estilo requerido,
presionar “OK”.
11. Luego hacer nuevamente click con el botón derecho sobre el área,
seleccionar “Insert” y luego “Tag”. Se desplegara el formato determinado
anteriormente, procediendo a terminar de llenar los datos faltantes,
incluyendo el nombre, valores correspondientes y cambiando el número del
tanque en “OPC Input 1”. Al terminar presionar “Apply”.
Nota: Realizar este ultimo paso para cada uno de los tanques.
Diseño del Cuadro de Alarmas en el GraphWorX32
12. En la parte superior del GraphWorX32 se encuentran la opción de insertar
un cuadro de Alarmas. Para insertarlo es necesario hacer click en el icono
indicado. Ver Figura 19.
13. Para ver la ventana de propiedades e iniciar la configuración de las alarmas
es necesario hacer doble click sobre el cuadro de alarmas. En este momento
de desplegara la ventana “ICONICS AWXview32 ActiveX Propeties”. Ver
Figura 20.
Cuadro de Alarmas
Figura 19. Insertar cuadro de alarmas
14. En la pestaña “Row” se configura las formas para indicar una alarma, entre
estas el color, el tipo y tamaño de letra como también si se desea o no que
posea Flash o Beep. Para esto presione “Configure”, luego de realizar la
configuración, hacer click en “”Apply”, si desea salir presione “OK”.
15. En “Column” se definen las características que se desean visualizar de una
alarma. Ejemplo: la hora y fecha, el nombre del tag, la prioridad de alarma,
el valor del tag como también la descripción de la misma. En esta sección se
permite adherir en “Add” y remover en “Remove” las características que se
desean manejar en el cuadro de alarmas, de igual manera permite
configurar individualmente, seleccionado la requerida y presionando
“Config”. Al finalizar hacer click en “Apply” y si desea salir presione “OK”.
Figura 20. Configuración de alarmas
16. En la pestaña “Default”, se colocan los colores que se desea que posea el
cuadro, el tamaño y tipo de letra del encabezado y la configuración del
tamaño de las celdas. Para finalizar presionar “Apply”, si desea salir hacer
click en “OK”.
17. Al entrar en “Subscription” presionar “Add”, colocar el nombre y presionar
“Apply”, luego hacer click en “Edit” para continuar con la configuración de la
nueva subscripción. En la ventana “Event Subscription” y en la primera
pestaña llamada “Server” hacer click en “Browse”. En el “OPC Universal Tag
Browser”, hacer doble click en “My Computer”, luego en “Alarm & Event”,
seleccionar “ICONICS.AlarmServer.1”, presionar “OK” y luego “Apply”. De
esta manera se ejercerá la conexión entre el AlarmWorX32 y el Alarm
Server Configurator.
18. En “Grids” se determina si se desean las líneas divisorias tanto horizontales
como verticales del cuadro de alarmas. Para esto se selecciona con un click
en el checkbox correspondiente. Al finalizar presione “Apply”.
19. Después de haber realizado la configuración completa del cuadro de alarma,
presionar “OK”.
20. Para correr el cuadro de alarma, hacer click en “Runtime” ubicado en la
barra de herramientas del GraphWorX32. En la Figura 21 se puede ver
como funciona en caso de alarma. En este ejemplo falta “Value” ya que el
sistema no esta conectado a la planta.
c) Configuración de la Tendencia Histórica
El TrendWorX32 consta del TrendWorX32 Configurator y el TrendWorX32 Data
SQL Logger.
Para que la Tendencia Histórica funcione, es necesario hacer la configuración
del TrendWorX32 Configurator, en el cual se crea la base de datos que va a
almacenar los datos para la tendencia histórica. Este también determina cual es la
data que va a almacenar, en este caso nivel y temperatura de cada tanque.
Después de hacer esta configuración, se abre el TrendWorX32 Data SQL
Logger el cual automáticamente realizara la interrogación a la base de datos. Para
el funcionamiento de la Tendencia Histórica es necesario ser activado en “Start
Logging” antes de correr la tendencia.
Figura 21. Visualización de las alarmas
Configuración del TrendWorX32 Configurator
21. Presionar “Start” o “Inicio” según sea el caso. Seleccionar ICONICS
GENESIS 32 con un click, luego TrendWorX32 y finalmente TrendWorX32
Configurator.
22. Para iniciar hacer click en “File” y después en “New”, en ese momento va a
salir una ventana pidiendo salvar la nueva base de datos que sé esta
creando, para esto seleccione la misma carpeta que se utilizó en el paso 2
de Diseño de Pantallas y despliegues.
23. En “Configurations” hacer click con el botón derecho, seleccionar “New” con
un click y seguidamente “Configuration”. A un lado, colocar en “Name”, el
nombre de la nueva configuración, en este caso “ENVASADORA”, presione
“Apply”.
24. Luego hacer click con el botón derecho sobre “ENVASADORA”, seleccionar
“New” con un click y seguidamente “Database Group”. Colocar el nombre a
la nueva base de datos en “Name”, después presionar el botón ubicado a un
lado de ”ODBC Data source”. Al desplegarse la ventana “Select Data
Source”, seleccionar la pestaña “Machine Data Source” y escoger con un
doble click “MS Access Database”, en la ventana “Login” colocar “admin” en
“Login Name” y “admin” en “Password”, presionar “OK”. Seleccionar
“TWX32CFG.mbd” con un doble click, para finalizar presionar “Apply”.
25. Luego hacer click con el botón derecho sobre “Tanques”, seleccionar “New”
con un click y seguidamente “Logging Group”. En “Name” colocar el nombre
del primer tanque, en este caso “T901”. Por ultimo presionar “Start
Conditions”.
26. En “T901” hacer click con el botón derecho sobre este y seleccionar “OPC”
Tags. Para adherir los tags a cada tanque se deben seguir los siguientes
pasos:
a) Al presionar “OPC Tags”, se despliega la ventana “OPC Universal Tag
Browser”, en esta será posible localizar los tags a evaluar.
Primeramente se hace doble click en “My Computer”, luego en Data
Access y después en IOServer, en ese momento si no sé esta
conectado al IOServer, se abrirá la ventana y será necesario presionar
“I Agree” de esta manera se efectuara el enlace entre el sistema y el
IOServer, se minimiza esta ventana y se vuelve a hacer doble click en
“IOServer”, desplegándose así los números de todos los tanques.
b) Seguidamente se elige el número del tanque deseado haciendo doble
click sobre este, luego sobre el tag requerido y se presiona “OK”,
después aparecerá el tag en el recuadro “Data Source” y de esta
manera al presionar “Apply” y “OK”, la tendencia histórica del tanque
“T901” ya estará vinculada con la base de datos y el OPC Server.
Nota: El paso 5 y 6 se deben realizar con todos los tanques de la planta, ósea, del
T901 al T934, obviando el tanque T914, ya que no existe.
El TrendWorX32 SQL Data Logger
El TrendWorX32 SQL Data Logger es el encargado de interrogar y procesar los
datos de la base de datos de la tendencia histórica, por lo tanto siempre debe
estar activado mientras se requiera la tendencia histórica. Para su funcionamiento
es necesario seguir los siguientes pasos:
27. Presionar “Start” o “Inicio” según sea el caso. Seleccionar ICONICS
GENESIS 32 con un click, luego TrendWorX32 y finalmente TrendWorX32
SQL Data Logger.
28. Al abrir TrendWorX32 SQL Data Logger, el automáticamente hará la
interrogación y se autoconfigurará de manera que solo es necesario,
presionar el “Actions” y hacer un click en “Start Logging” o simplemente
presionar el semáforo con la luz roja encendida. De esta manera ya estaría
activado el TrendWorX32 SQL Data Logger, solo es necesario minimizar esta
ventana y mantenerla abierta. Para detenerlo presionar el semáforo con la
luz verde encendida. Ver Figura 22.
Figura 22. TrendWorX32 SQL Server
Diseño y Configuración del TrendWorX32
29. En la parte superior del GraphWorX32 se encuentran la opción de insertar
un cuadro de Tendencia. Para insertarlo es necesario hacer click en el icono
indicado. Ver Figura 23.
30. Para ver la ventana de propiedades e iniciar la configuración de la tendencia
es necesario hacer doble click sobre el cuadro de tendencia.
31. Al desplegarse la ventana “TWXView32 ActiveX Properties” inicialmente se
escoge la pestaña “Pens”, donde lo primero que se tiene que hacer es
seleccionar “History Only”, esto para determinar que va a ser una tendencia
histórica.
32. Luego al presionar “Tags Menu”, se debe hacer click en “History Tag”,
desplegándose la ventana “OPC Universal Tag Browser”, en donde será
posible localizar los tags a evaluar en la tendencia histórica.
Cuadro Tendencia
Figura 23. Insertar cuadro de Tendencia
33. Al desplegarse la ventana “OPC Universal Tag Browser”, hacer doble click
en “My Computer”, luego en “HDA”, después en “ICONICS.TWXSQLSvr.1” y
por ultimo en “Tanques” donde se seleccionará el número del tanque
requerido. En la parte derecha se encontraran los tags pertenecientes al
tanque, para seleccionarlos es necesario hacerlo uno por uno, se selecciona
el primero, se presiona “OK” y luego se procede con el segundo.
34. Para configurar cada tag, es necesario hacer doble click sobre el tag
deseado. Al desplegarse la ventana “Edit Trend Pen”, en la pestaña
“General” se podrá determinar el color de identificación del tag, también
otras opciones como el “Pen Marker”, etc. También esta la pestaña
“Alarms”, que permite visualizar en el cuadro de tendencia los limites de
Alta Alarma y Baja Alarma, para activar esta opción es necesario hacer click
en “Show Alarm Lines”. En la pestaña “Ranges” se determina el rango que
va a poseer la escala del tag y el color de identificación. Por ultimo
presionar “OK”. Ver Figura 24.
Nota: El procedimiento del paso 14, es necesario hacerlo con cada tag.
35. En la pestaña “Fonts” se configura el tipo, tamaño y color de la letra.
36. En “Workspace” se determinan los colores y bordes del cuadro.
37. En la pestaña “Rates” se determina el periodo de recolección de la data. Ver
Figura 25.
Nota: En este caso se
utilizaron simuladores para
la realización de las prue-
bas.
Figura 24. Configuración de tags para el cuadro de Tendencia
38. En la pestaña “Grids” se configura el número de divisiones de accisas y
ordenadas va a poseer el cuadro. Ver Figura 26.
39. En “Ranges” se determina otra característica como es la escala determinada
por el rango, aquí se puede elegir el número de escalas a visualizar, sus
formatos, posición, tamaño, etc.
40. En “Details” se configuran otras características como el color del texto, color
de fondo, etc. Ver Figura 27.
Figura 25. Configuración de “Rates”
41. Al terminar toda la configuración de las propiedades del cuadro de
tendencia, presionar “OK”.
Figura 25. Configuración de “Grids”
Figura 26. Configuración de “Details”
42. Una vez realizada la configuración, es posible poner en funcionamiento la
tendencia histórica, para esto presione “Runtime” en la barra de
herramientas en la parte superior del GraphWorX32. La tendencia se
visualizara como lo muestra la Figura 28. Para ver la data anterior se podrá
mover el Scroll Bar hacia atrás o simplemente con hacer un click en la hora
y fecha deseada.
Nota: En este ejemplo se utilizaron simuladores para la realización de las pruebas.
Figura 28. Tendencia Histórica
Fase VII: Pruebas del Sistema
Para la realización de estas pruebas fue necesario desplazarse hasta la Planta
Envasadora.
Una vez instalados en la planta, con el T-100 y la computadora que contiene el
sistema supervisorio, se procedió a hacer la conexión de los equipos. Para esto se
extrajo un lazo del TP-600 y se conectó al T-100, y luego este a la computadora,
por medio del puerto serial.
Al activar el Servidor OPC, automáticamente este empezó a recibir la data de
campo, se observó que no había respuesta de algunos tanques, entonces se
procedió a verificar las direcciones de los tanques. Se pudo constatar que el
tanque T-905 tiene fallas con la tarjeta transmisora y que el T-912 se encuentra
fuera de servicio.
Luego se corrió el sistema supervisorio y poco a poco empezaron a visualizarse
los datos de nivel y temperatura de los tanques, al igual que el volumen y al
tiempo de funcionamiento la tendencia histórica.
Para comprobar si la información que recibía el sistema supervisorio era la
correcta, se comparó con la arrojada por el TP-600 y perfectamente coincidieron
los datos.
Fase VIII: Consolidación del Sistema.
Una vez realizadas las pruebas al nuevo sistema y haber corregido fallas y
errores de configuración, se ratificó su funcionabilidad en el monitoreo de
variables, calculo de volumen para cada tanque, aviso de alarmas de bajo y alto
nivel y tendencia histórica de los valores de nivel y temperatura.
Las características de este sistema son las siguientes:
- Visualización y procesamiento de la data de campo en tiempo real.
- Capacidad de almacenar la data de nivel y temperatura y ser mostrada a
través de un cuadro de tendencia histórica por un tiempo determinado por
los mismos operadores.
- Capacidad de comunicación remota, mientras exista una conexión a una
red de datos.
- Gráficos de tanques que permiten ver el nivel del éste en forma figurada.
- Capacidad de avisar por alarmas los niveles de bajo y alto nivel del
tanque.
Fase IX: Evaluación de Resultados y Pruebas Finales.
El desarrollo de este sistema ha logrado alcanzar los objetivos planteados y
requerimientos establecidos por los operadores y demás usuarios.
El Sistema Supervisorio propuesto ofrece la posibilidad de conexión con una
red de datos, para poder ser visualizada desde cualquier sitio remoto donde exista
una computadora conectada a la red.
Actualmente la Planta Envasadora no posee una conexión a la Intranet de la
empresa, pero con la realización de esta tesis, que propone la visualización de
datos a través de la red, se ha comenzado la instalación de la conexión en la
planta con la Intranet de PDVSA.
D. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
A continuación se discute la información, utilizando los planteamientos teóricos
que han abordado las variables de estudio.
Un sistema supervisorio permite la evaluación y medición de la ejecución de los
planes con la finalidad de detectar y prever desviaciones o errores existentes para
establecer las medidas correctivas que sean necesarias.
Encabezando lo anteriormente expuesto, un sistema supervisorio permite
monitorear de manera local y remotamente diferentes variables pertenecientes a
un proceso determinado. La obtención de los niveles y temperaturas de los
tanques en tiempo real, con la precisión y rapidez que ofrece este sistema, es una
necesidad apremiante de la Planta Envasadora de Lubricantes de la Refinería
Cardón.
Una vez que se analizaron los datos y obtenida la información sobre los
sistemas supervisorios y monitoreo de tanques se procedió a la adecuación y
diseño del sistema, tomando como referencia los requerimientos de operadores y
clientes que diariamente se desenvuelven con este.
El proyecto de investigación contó con una metodología de trabajo basada en 9
fases de estudio, las cuales se diseñaron de acuerdo con el criterio del
investigador, para adaptarlas a los requerimientos del proyecto.
Por otra parte, las teorías acerca de los sistemas supervisorios y monitoreo de
tanques encontradas, fueron analizadas y puestas en practica, reafirmando de esta
manera que gracias a su aplicación, es posible mantener el control de cada
tanque, conociendo su nivel y temperatura en tiempo real, como también el
producto que contiene, número de lote, número de código, alarmas de alto y bajo
nivel, tendencia histórica y otras característica importantes.