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HERRAMIENTAS WEB PARA ELCONTROL DE LABORATORIOS
REMOTOS A TRAVÉS DEINTERNET
Universidad Miguel HernándezDpto. Ingeniería de Sistemas Industriales
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Plataformas
1. RECOLAB: laboratorio remoto vía Internet paradocencia en control de procesosPrácticas de Teoría de Control
2. AUTOLAB: Laboratorio de automatización ymonitorización de procesos vía InternetPrácticas con Autómatas Programables
3. Ampliación del sistema TITERE (ETSII deMadrid)Prácticas de Visión por Computador
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MOTIVACIÓN
• Alto coste de equipos de prácticas queimpide disponer de suficientes puestosen los laboratorios.
• Mejorar la disponibilidad de los equiposde laboratorio.
• Incrementar el número de prácticas• Horarios de acceso más amplios y
flexiblesMonitorización y control de
procesos a través de Internet
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1. SISTEMA RECOLAB
• Plataforma para ejecución deesquemas de controlMatlab/Simulink en tiemporeal sobre sistemas físicos através de Internet
• Prácticas de diseño dereguladores PID, V.E.
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
1. RECOLAB
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CARACTERÍSTICAS
• Simulación de esquemas de controlpredefinidos
• Ejecución en tiempo real de esquemas decontrol predefinidos sobre el sistema físico
• Implementación de nuevos esquemas decontrol mediante los paquetes: RT. Workshopy R.T. Windows Target (Local)
1. RECOLAB
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ARQUITECTURA1. RECOLAB
Local Area
� Http client
Remote Area� PC Computer� Data Acquisition System(NI6024E)� Physical System to Control(FEEDBACK 33)� Video Server (Axis 2400, EVI-D31)� O.S (Win2000)� Http Server (Apache 1.3.28)� Matlab R12 and Simulink 4.1� Matlab Web Server V.1.2.1� Real-Time WorkShop andReal-Time Windows Target
User
Local PC
DataAdquistion
System
INTERNET
DiskFile
PhisicalSystem
HTTPServer
MATLABWEB
Server
SimulinkScheme
MatlabFile
Real - TimeWindows
TargetReal - TimeWorkshop
Remote PC
HTTPClient
MATLAB(m - file)Video
Server
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SERVIDOR
• Matlab Web Server no permite el uso detoolboxes de Tiempo Real
• Estructura:– Aplicación Web (PHP): interfase de usuario,
secuenciar peticiones, solicitud a Matlab,sincronización de la ejecución, descarga deresultados
– Matlab Web Server: conversión de datos– Aplicación Matlab: ejecución de esquemas
precompilados en simulación y en sistemas físicosreales.
1. RECOLAB
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Esquema de Ejecución1. RECOLAB
Read data from userTesting the controllerIf (Controller OK) Then
Generate data file(MatWeb)
While not exist results file%Loop
endLoad results fileDelete results fileGenerate results from user
ElseGenerate error message from
user
While True % Infinite LoopWhile not exist data file
%LoopEndLoad data file%Real time executionConnect to Real – time KernelStart Simulink Model execution
%Real Time ExecutionStop Simulink Model executionDisconnect from Real – Time KernelSave results fileDelete data file
end
Web Application Matlab/Simulink
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1. RECOLAB
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1. RECOLAB
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CONCLUSIONES
• La arquitectura permite el acceso individualizado delalumno a sistemas físicos reales
• El alumno puede ensayar simulaciones y ejecutar(R.T.) esquemas Simulink precompilados desdeInternet
• Permite probar diferentes controladores y sistemasfísicos.
• El uso de Matlab/Simulink simplifica el desarrollo denuevos esquemas de control y la implantación denuevos sistemas físicos.
• Ampliaciones: nuevos sistemas físicos, herramientasde diseño de reguladores
1. RECOLAB
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2. SISTEMA AUTOLAB
• Monitorización y controlde procesos medianteautómatas vía internet
• PROCESO: Maquetamanipuladorelectroneumático.
• AUTÓMATA: SiemensS7-314 IFM.
• SERVIDOR: WindowsNT 4.0. MicrosoftInformation Server.
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
2 AUTOLAB
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SISTEMAS COMERCIALES
• Siemens: paquetes que complementan a WinCCpara visualización de la instalación y manejo víaWeb:
• WinCC/Server.• WinCC/WebNavigator.• WinCC/Messenger.• WinCC/Guardian. Alto coste.
• Aplicaciones medias y grandes.• Sistemas relativamente cerrados.• Instalación de parte de WinCC por parte del usuario
remoto.• No se permite descarga de nuevos programas al
autómata.Monitorización y control de
procesos a través de Internet
2 AUTOLAB
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VENTAJAS DEL SISTEMA
• Aplicaciones pequeñas y medias• Sistema abierto• Posibilidad de descarga de
programas• No es necesario Step 7, basta con
un editor de texto para crear losprogramas
• El Cliente únicamente necesitainstalar un navegador y un pluginde Java
2. AUTOLAB
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
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ARQUITECTURA SOFTWARE
APLICACIÓNCGI
CONTRASEÑA
APLICACIÓNCGI
FICHEROS
APLICACIÓNVB
AUXILIAR
SERVIDORWEB
APLICACIÓNVB DE
CONTROL
DISCODURO
SERVIDOR
SERVIDORDE
IMÁGENES
LIBRERÍADLL
SERVIDOR
PÁGINA WEBCONTRASEÑA
PÁGINA WEBDESCARGAFICHEROS
DISCODURO
CLIENTE
IMÁGENESPROCESO
APPLET APPLETPROCESO AUXILIAR
CLIENTE
HTMLPÁGINA WEB PROCESO
PC-ADAPTER
TCP/IP TCP/IP HTTPHTTP
AUTÓMATA
TCP/IP
2. AUTOLAB
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FUNCIONALIDAD
• MONITORIZACIÓNY CONTROL DELPROCESO
APLICACIÓNCLIENTE
APLICACIÓNSERVIDORA
AUTÓMATA
PROCESO
Lectura devariables
Escritura devariables
Lectura desalidas yvariables
Forzado deentradas yvariables
Monitorizacióndel proceso
Control delproceso
TCP/IP
COMPUTING
SENSORES YACTUADORES
2. AUTOLAB
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
APLICACIÓNCLIENTE
APLICACIÓNSERVIDORA
AUTÓMATA
Transferencia Ficheros+
Orden Descarga Programa
Creación Proyecto Step7+
Compilación+
Descarga al Autómata
TCP/IP
COMMANDINTERFACE +STEP 7
DISCO DUROSERVIDOR
Archivos
Programa
• DESCARGA DEPROGRAMAS ALAUTÓMATA
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FUNCIONALIDAD
• MONITORIZACIÓNY CONTROL DELPROCESO
APLICACIÓNCLIENTE
APLICACIÓNSERVIDORA
AUTÓMATA
PROCESO
Lectura devariables
Escritura devariables
Lectura desalidas yvariables
Forzado deentradas yvariables
Monitorizacióndel proceso
Control delproceso
TCP/IP
COMPUTING
SENSORES YACTUADORES
2. AUTOLAB
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
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FUNCIONALIDAD
APLICACIÓNCLIENTE
APLICACIÓNSERVIDORA
AUTÓMATA
PROCESO
Lectura devariables
Escritura devariables
Lectura desalidas yvariables
Forzado deentradas yvariables
Monitorizacióndel proceso
Control delproceso
TCP/IP
COMPUTING
SENSORES YACTUADORES
2. AUTOLAB
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
• DESCARGA DEPROGRAMAS ALAUTÓMATA
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APLICACIÓN DE CONTROLSERVIDORA
• OBJETIVOS:– Lectura de variables del
autómata.– Monitorización del
proceso a través de lainterfaz de usuario.
– Escritura de variables delautómata a petición delusuario.
– Descarga de programasal autómata.
2. AUTOLAB
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
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SCADA LOCAL2. AUTOLAB
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APLICACIÓN DE CONTROLCLIENTE
• OBJETIVOS:– Comunicación con la
aplicación servidora paramonitorización y controldel proceso a través deInternet.(Applet Java)
– Interfaz de usuariosencilla e intuitiva paramonitorización y control.
– Descarga de programasque residen en su discoduro al autómata.
2. AUTOLAB
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
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INTERFAZ GRÁFICA (Applet)
5. APLICACIÓN DE CONTROL CLIENTE
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INTERFAZ GRÁFICA (Applet)
5. APLICACIÓN DE CONTROL CLIENTE
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CONCLUSIONES
• Herramienta base para el control ysupervisión remota de procesos controladospor uno o varios autómatas.
• Posibilita la descarga de programas desde elordenador remoto.
• Posibles ampliaciones:– Visualización con gráficos 3D de la evolución del
proceso.– Comprobaciones sobre el programa transferido.
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
2. AUTOLAB
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3. SISTEMA TITERE
• Laboratorio paraPrácticas de Visión porcomputador (ETSIIMadrid)
• Mejoras:– Nuevo laboratorio para
captura de imágenes– Nuevo controlador y
servidor de vídeo– Módulo de luz
estructurada– Nuevos algoritmos 3D
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
3. TITERE
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3. SISTEMA TITERE
• Laboratorio paraPrácticas de Visión porcomputador (ETSIIMadrid)
• Mejoras:– Nuevo laboratorio para
captura de imágenes– Nuevo controlador y
servidor de vídeo– Módulo de luz
estructurada– Nuevos algoritmos 3D
Monitorización y control deprocesos a través de Internet
3. TITERE