universidad nacional experimental de guayana...

11

Universidad Nacional Experimental de Guayana

Vicerrectorado Acadmico

Coordinacin General de Pregrado

Coordinacin de Pasantas

Coordinacin de Ingeniera Informtica

TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL

Desarrollo de las interfaces para comunicar el SCADA

Guardian del Alba con el equipo de la Prueba Hidrulica en la

lnea de produccin TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL

Informe de pasanta presentado ante la Universidad Nacional

Experimental de Guayana como requisito final para optar al ttulo de

Ingeniero en Informtica

Ing. Andrs Lillo

Tutor Acadmico

Autor

Tlgo. Castro Suleida

C.I.: 18.520.768

Ing. Alejandro Rosas

Tutor Industrial

Ciudad Guayana, Mayo de 2012

12

Universidad Nacional Experimental de Guayana

Vicerrectorado Acadmico

Coordinacin General de Pregrado

Coordinacin de Pasantas

Coordinacin de Ingeniera Informtica

TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL

Desarrollo de las interfaces para comunicar el SCADA

Guardian del Alba con el equipo de la Prueba Hidrulica en la

lnea de produccin TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL

Informe de pasanta presentado ante la Universidad Nacional

Experimental de Guayana como requisito final para optar al ttulo de

Ingeniero en Informtica

__________________ _________________

Ing. Andrs Lillo Ing. Alejandro Rosas

Tutor Acadmico Tutor Industrial

Ciudad Guayana, Mayo de 2012

13

NDICE

pp.

DEDICATORIA. 11

AGRADECIMIENTOS.. 12

INTRODUCCIN... 13

DESCRIPCIN DE LA EMPRESA.. 15

TAVSA-PDVSA Industrial........................................................... 15

Visin........................................................................................... 16

Misin........................................................................................... 16

Objetivo de la Empresa................................................................ 17

Organigrama de la Empresa........................................................ 17

Descripcin General del Departamento de Terminacin............. 18

SITUACION ACTUAL.. 18

OBJETIVOS DE LA PASANTIA Y PLAN DE TRABAJO................ 24

Objetivo General 24

Objetivos Especficos 24

PLAN DE TRABAJO 25

LOGROS DEL PLAN DE TRABAJO............................................... 36

Metodologa Clsica o Tradicional 36

Fases de la Metodologa Clsica o Tradicional 36

1. ANLISIS DE LOS REQUISITOS DEL SOFTWARE 38

Requisitos Funcionales. 39

Requisitos no Funcionales 41

14

Requisitos de Software. 41

Requisitos de Hardware... 42

2. DISEO 43

Diagrama de flujo de las operaciones generales del

Guardin del Alba Prueba Hidrulica.

44

Diagrama Entidad-Relacin del sistema................................ 45

Descripcin de la base de datos............................................ 47

Diagramas de caso de uso del sistema 73

3. GENERACIN DEL CDIGO 95

Pantalla de inicio del sistema................................................. 95

Ingreso al sistema.................................................................. 96

Ingresar a las pantallas.......................................................... 96

Navegar a diversas pantallas................................................. 97

Realizar el envi de comandos.............................................. 97

Introducir valores.................................................................... 98

Visualizar puntos digitales y analgicos................................. 98

Visualizar alarmas.................................................................. 99

Visualizar monitor del sistema................................................ 100

4. PRUEBAS...... 100

5. MANTENIMIENTO................................................................. 101

DIFICULTADES Y FACILIDADES ENCONTRADAS DURANTE

EL PROCESO DE DESARROLLO DE PASANTA........................

101

Facilidades................................................................................... 101

Dificultades................................................................................... 102

APRECIACION SOBRE LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS

DURANTE EL PROCESO DE PASANTIA.......................................

104

15

CONCLUSIONES............................................................................. 106

RECOMENDACIONES..................................................................... 107

GLOSARIO....................................................................................... 109

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS................................................ 115

ANEXOS........................................................................................... 116

A. Plan de Trabajo...................................................................... 117

B. Manual de usuario.................................................................. 118

C. Manual del sistema................................................................. 143

16

NDICE DE FIGURAS

pp.

1. Ubicacin de TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL.............................

16

2. Estructura organizativa de la empresa.......................................

17

3. Diagrama general de la secuencia de operacin de la PH........

39

4. Elementos del SCADA en campo..............................................

42

5. Diagrama Funcional del sistema propuesto...............................

44

6. Diagrama Entidad-Relacin del sistema....................................

46

7. Estructura de la tabla para almacenamiento jerrquico de

puntos........................................................................................

47

8. Estructura de la tabla para almacenamiento de eventos...........

48

9. Estructura de la tabla para almacenamiento canal....................

50

10. Estructura de la tabla para almacenamiento de alarmas de

canal..........................................................................................

51

11. Estructura de la tabla para almacenamiento de subcanal.........

52

12. Estructura de la tabla para almacenamiento de alarmas

subcanal.....................................................................................

54

13. Estructura de la tabla para almacenamiento de dispositivos.....

55

14. Estructura de la tabla para almacenamiento alarmas de

dispositivos................................................................................

56

15. Estructura de la tabla para almacenamiento de alarmas...........

57

16. Estructura de la tabla para almacenamiento de grupo de

privilegios...................................................................................

59

17. Estructura de la tabla perfil vs operaciones...............................

60

17

18. Estructura de la tabla usuario....................................................

61

19. Estructura de la tabla perfiles..................................................... 62

20. Estructura de la tabla usuario vs perfiles................................... 63

21. Estructura de la tabla puntos.....................................................

64

22. Estructura de la tabla puntos digitales....................................... 66

23. Estructura de la tabla puntos analgicos................................... 67

24. Estructura de la tabla punto calculado....................................... 68

25. Estructura de la tabla tipo de punto........................................... 69

26. Estructura de la tabla zona de punto......................................... 70

27. Estructura de la tabla dispositivo del punto................................ 71

28. Caso de uso Privilegios de Usuario........................................... 72

29. Caso de uso Ingresar Men Principal........................................

73

30. Caso de uso Seleccin Men Manual........................................

74

31. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos I............................

75

32. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos II...........................

76

33. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos III..........................

77

34. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos IV.........................

78

35. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos V..........................

79

36. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos VI......................... 80

37. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos VII........................

81

38. Caso de uso de uso Ingresar a pantalla Comandos VIII...........

82

39. Caso de uso Ingresar a pantalla Parmetros............................. 83

18

40. Caso de uso Ingresar a pantalla Men Bombas........................

83

41. Caso de uso Ingresar a pantalla Bombas Hidrulicas............... 84

42. Caso de uso Ingresar a pantalla Bombas Centrifugas...............

85

43. Caso de uso Ingresar a pantalla Bombas de Grasa..................

86

44. Caso de uso Ingresar a pantalla Longitud del Tubo..................

87

45. Caso de uso Ingresar a pantalla Entrada a la Prueba...............

88

46. Caso de uso Ingresar a pantalla Semi-Automtico Parcial........

89

47. Caso de uso Ingresar a pantalla Alarmas..................................

90

48. Caso de uso Ingresar a pantalla Permisivos de Arranque

Automtico.................................................................................

91

49. Caso de uso Ingresar a pantalla Intermedio Prueba..................

92

50. Caso de uso Ingresar a pantalla Salida Prueba.........................

93

51. Pantalla de inicio Jdesktop.........................................................

94

52. Men inicio de sesin.................................................................

95

53. Autenticacin de usuario...........................................................

95

54. Acceder a las pantallas del sistema...........................................

95

55. Botn de navegacin.................................................................

96

56. Botn para envi de comandos.................................................

96

57. Men del meter para ingresar datos..........................................

97

58. Escribir datos en el meter..........................................................

97

59. Barra de Men...........................................................................

98

60. Zona de alarmas recientes......................................................... 98

19

NDICE DE TABLAS

61. Monitor del Sistema...................................................................

99

pp.

1. points.............................................................................................

48

2. logs.......................................................................................

50

3. channel................................................................................. 52

4. channel_alarm....................................................................... 53

5. subchannel............................................................................. 54

6. subchannel_alarm.................................................................. 55

7. device..................................................................................... 57

8. device_alarm.......................................................................... 58

9. alarm...................................................................................... 59

10. group_privileges..................................................................... 60

11. tprofilevsoperational............................................................... 61

12. tuser....................................................................................... 62

13. tprofiles..................................................................................

63

14. tuservsprofiles........................................................................ 64

15. point....................................................................................... 65

16. digital_point............................................................................ 67

17. analog_point.......................................................................... 68

20

18. calculate_point....................................................................... 69

19. point_type.............................................................................. 71

20. point_zone............................................................................. 72

21. point_device........................................................................... 72

21

DEDICATORIA

Primeramente le dedico ste logro a Dios Todopoderoso, quien me

acompaa en cada paso que doy, por llenarme de salud, fortaleza,

siempre iluminar m camino y levantarme en los momentos ms difciles.

A la virgencita del Valle patrona de oriente quien me ha concedido todo

lo que le he pedido y nunca me ha desamparado.

A mi mami Adelaida Ros, por ser ejemplo de amor, dedicacin,

tolerancia y sabidura, por ser un apoyo incondicional y una gran amiga.

A mi papi Rigoberto Castro que aunque no est presente entre

nosotros desde el cielo s que me cuida y su recuerdo me ha ayudado a

superar los obstculos para llegar a sta meta.

A mis hermanas Solsiret, Sairubi y Silbellys Castro, por ser un apoyo

incondicional y por mantenernos siempre unidas.

A mi pareja sentimental Franklin Guerra por ser gran ejemplo de

perseverancia, lucha y liderazgo, por tolerar mi mal humor cuando las

cosas no me salan bien y apoyarme siempre.

22

AGRADECIMIENTO

A Dios Todopoderoso por darme la vida.

A la Universidad Nacional Experimental de Guayana por darme la

oportunidad de formarme como profesional en su gran casa de estudio.

A mi tutor Acadmico profesor Andrs Lillo por ayudarme a corregir mi

informe.

A mi tutor Industrial Ing. Alejandro Rosas por siempre mostrar un trato

amable y cordial conmigo, por su apoyo y por compartir sus

conocimientos. De igual manera a mis compaeros de AIT, Ing. Darbyn

Corredor, Ing. Yira Contreras, Ing. Melvis Fuentes por mantener siempre

un ambiente de trabajo amable, respetuoso y por ser un gran grupo de

trabajo

Al Ing. Edwing Blanco por siempre estar disponible ante cualquier

ayuda que necesitara. As como tambin los Cubanos de la Universidad

de Informtica de Cuba, quienes prestan apoyo en el pas de soporte

tcnico del Guardian del Alba, por siempre mostrarse amables y

ayudarme incondicionalmente en lo que yo necesitara.

23

A TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL, por permitirme realizar mi pasantia en

su organizacin.

INTRODUCCION

Primeramente podemos decir que uno de los principales problemas

que afronta cualquier industria es el conocimiento y comportamiento

de las variables de los distintos procesos tecnolgicos que la

conforman, esto ha provocado que a nivel mundial se desarrollen

software llamados SCADAS, sus siglas en ingles significan

Supervisin Control y Adquisicin de Datos.

Ante la situacin planteada anteriormente es necesario recordar

que en Venezuela en Diciembre de 2002 y Enero del 2003 durante el

conflicto petrolero se evidencio la vulnerabilidad de los procesos de

produccin que fueron automatizados por corporaciones

transnacionales. La plataforma tecnolgica fue severamente atacada,

dejando los procesos industriales sin supervisin y bajo riesgos de

daos considerables.

En el mismo orden de ideas, en Septiembre de 2003 la Direccin

de AIT de PDVSA crea el Distrito Socialista Tecnolgico en Mrida

como una organizacin orientada a aportar soluciones innovadoras,

orientada a reducir la dependencia del sector privado extranjero en el

suministro se soluciones de Automatizacin, Informtica y

Telecomunicaciones y as afianzar la soberana tecnolgica del pas.

24

Seguidamente es preciso mencionar que Tubos de Aceros de

Venezuela (TAVSA) forma parte del grupo PDVSA INDUSTRIAL, es

una empresa generadora de productos tubulares y su objetivo

especfico es satisfacer la demanda de servicios de la industria

petrolera venezolana, entre otros clientes.

Cabe destacar que sta empresa cuenta con diversos

departamentos que poseen funciones especficas, entre ellos

destacaremos el departamento de Terminacin el cual es el

encargado de darle el acabado correcto a los tubos para su futura

comercializacin. Una de las funciones de ste departamento es la

realizacin de la Prueba Hidrulica, la cual permitir aplicarle diversas

presiones a los tubos para garantizar que no existan grietas y

deformaciones en los mismos.

As mismo es preciso mencionar que sta Prueba Hidrulica

actualmente posee un sistema obsoleto y a su vez el panel a travs

del cual se opera no funciona correctamente debido a que posee

botones daados y no se cuenta con un reemplazo; es por ellos que

se desea cambiar ste sistema al SCADA nacional Guardian del Alba

que permita mejorar el funcionamiento y actualizar la tecnologa en

sta rea.

El presente informe de pasantia es el resultado del desarrollo e

implantacin de un sistema SCADA Guardian del Alba para la Prueba

Hidrulica en la lnea de produccin TAVSA- PDVSA INDUSTRIAL, el

cual se encuentra desglosado de la siguiente manera: una breve

introduccin, una fase de desarrollo que contiene descripcin de la

empresa, la situacin actual de la misma, objetivos de la pasanta,

desarrollo del plan de trabajo, los logros obtenidos mediante la

ejecucin del plan de trabajo, facilidades, dificultades y conocimientos

25

adquiridos durante el proceso de pasanta, finalmente se exponen las

conclusiones y recomendaciones.

1. DESCRIPCIN DE LA EMPRESA.

Tubos de acero de Venezuela S.A. (TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL)

es una empresa venezolana nacionalizada el 21 de julio del ao 2009,

dedicada a la fabricacin de tubera de acero sin costura para la

industria del petrleo.

Ubicada sobre la margen derecha del Ro Orinoco a 17 km. de su

confluencia con el ro Caron y a 300 km. de su desembocadura en el

ocano La planta industrial de TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL tiene su

asiento dentro de las instalaciones de la Siderrgica del Orinoco

Alfredo Maneiro C.A. (SIDOR) en la ciudad de Puerto Ordaz, Estado

Bolvar (en la zona industrial Matanzas) mientras su oficina comercial

-Socominter S.A.- se encuentra en Caracas. Interconectada por va

terrestre con el resto del pas y por va fluvial-martima con el mundo.

TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL a travs de SIDOR, se abastece de

la energa hidroelctrica generada por las represas Macagua y Gur,

sobre el ro Caron, y del gas natural proveniente de los campos

petroleros del oriente venezolano.

Sus instalaciones se extienden sobre una superficie de novecientos

seis mil seiscientos veinte metros cuadrados con veintinueve

centmetros (906.620,29 m). Adems de la venta de productos

tubulares, TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL cuenta (junto con

Socominter) con una estructura de almacenes en Puerto Ordaz,

Maracaibo y el Tigre.

26

Ilustracin 1. Ubicacin de TAVSA-PDVSA INDUSTRIAL.

Fuente: Manual de operaciones de la empresa

Misin.

Proveer tubos sin costura bajo un nuevo modelo productivo como

base econmica del socialismo, basado en estndares de calidad a

fin de cumplir con los compromisos de produccin establecidos y

satisfaccin de las necesidades de la industria petrolera,

contribuyendo al desarrollo econmico del pas.

Visin.

Ser reconocidos como un proveedor lder de Tubera sin Costura

en el mercado nacional e internacional con estandarizacin y

aplicacin de las mejores prcticas en los procesos productivos, y

polticas dirigidas a impulsar el desarrollo sustentable de la nacin.

27

Objetivo de la Empresa.

Tubos de Aceros de Venezuela S.A. (TAVSA-PDVSA

INDUSTRIAL) es una empresa generadora de productos tubulares y

su objetivo especfico es satisfacer la demanda de productos y

servicios entregados de la industria petrolera Venezolana,

comercializar, fabricar, terminar y reparar tubera de acero sin costura

de lnea y revestimiento, as como tambin la tubera de produccin

aplicable a la industria en general, para ser usado con propsitos

externos como pueden ser los clientes o terceras partes a fin de

ofrecer un nivel de confianza adecuado en el sistema de gestin de la

calidad de la empresa.

Organigrama de la Empresa.

Ilustracin 2. Estructura organizativa de la empresa.

Fuente: Manual de operaciones de la empresa.

28

Descripcin General del Departamento de Terminacin.

El desarrollo de la pasanta fue realizado en el departamento de

Terminacin perteneciente a la Gerencia de Fabricacin; ste

departamento tiene como finalidad darle el acabado a los tubos para

luego ser enviados al departamento de despacho para su

comercializacin. ste se encuentra estructurado fundamentalmente

por las siguientes zonas o maquinas: primera inspeccin, control no

destructivo (CND), maquinas cortadoras (Cridan), maquinas

roscadoras (Colinet), balanza medidora-estarcidora (BME),

barnizadora, prueba Hidrulica o Hidrosttica (PH). Cabe destacar

que en la PH es el sitio donde se desarrollara el proyecto de pasantia,

sta zona tiene como objetivo principal someter a los tubos a un

examen destructivo que permite la verificacin de la integridad fsica

de la tubera, el tubo es sometido a una presin que produzca un

esfuerzo de fibra prximo al de falla durante un lapso de tiempo finito

para asegurar su integridad mecnica y de conformidad con la norma

usada como referencia. Por lo tanto, ste anlisis sirve como

mecanismo para revelar defectos que nicamente se manifiestan

cuando se aplica a la tubera una presin considerable.

2. SITUACIN ACTUAL.

Ubicada en el rea de Terminacin, la mquina de Prueba

Hidrulica se encarga de ejecutar un ensayo del mismo nombre sobre

las tuberas Casing, Tubing y Line Pipe. Corresponde a un stndar

internacional promulgado por el American Petroleum Institute (API).

29

Dicho experimento consiste en llenar la tubera con agua, para

posteriormente presurizarla a una magnitud que depende de las

caractersticas del tubo (dimetro, espesor y grado de acero).

Esto se logra a travs de un mecanismo multiplicador de presin

que consiste en un cilindro agua aceite. La presin suministrada al

tubo (lado agua) es proporcional a la presin del lado aceite, la cual a

su vez es regulada empleando una vlvula proporcional.

La mquina, posee dos modos de operacin manual y automtico,

tiene un desempeo que puede considerarse como un proceso

secuencial. En ella, el tubo se enva a la va de rodillos donde se mide

usando gran cantidad de sensores que determinan su longitud, se

lava con una bomba que emplea una mezcla especial de agua y

ciertos qumicos para evitar la oxidacin interna, se somete a

presiones que pueden alcanzar hasta los 1000 Bar utilizando un

sistema hidrulico complejo, se escurre con un motor de secado que

gira a alta velocidad y por ltimo, se enva a la balanza para su

pesado (tubo aprobado) o a la mesa de descarte (tubo reprobado por

defectos).

Evidentemente, la Prueba Hidrulica (PH) requiere un alto nivel de

automatizacin. Esto puede inferirse al observar la cantidad de

elementos indispensables para su funcionamiento. A pesar de estar

operativa actualmente, la estructura no tiene un comportamiento

ptimo dado que presenta numerosas dificultades e interrupciones

poco acordes al ritmo de trabajo de la planta de fabricacin las cuales

sern mencionadas a continuacin:

El panel mediante el cual se controla el proceso se encuentra en

mal estado, posee problemas elctricos, se queda colgado el

sistema mostrando pantallas blancas, algunos de sus botones no

funcionan lo cual trae como consecuencia que las funciones que

son controladas por dichos botones no se puedan ejecutar.

30

Algunas alarmas no se activan cuando deben hacerlo, lo cual trae

como consecuencia que no se corrijan las fallas que stas alarmas

anuncian.

No se cuenta con un panel que reemplace el utilizado actualmente,

as como tampoco se cuenta con personal especializado para

lograr reparar el mismo.

El software sobre el cual est realizado el sistema se encuentra

bajo la plataforma Windows, la cual no acata el decreto 3390. En

Diciembre del ao 2004 El Poder Ejecutivo Nacional aprob en

Gaceta Oficial N. 38095 de la Repblica Bolivariana de Venezuela

el Decreto 3.390, mediante el cual se dispone que la

Administracin Pblica Nacional (APN) emplear prioritariamente

Software Libre (SL) desarrollado con Estndares Abiertos, en sus

Sistemas, Proyectos y Servicios Informticos.

El sistema es inestable, inseguro y propenso a vulnerabilidades.

El software es obsoleto y no se cuenta con manuales de usuarios

del mismo.

.

Por lo mencionado anteriormente se propone desarrollar nuevas

interfaces que permitan manejar el sistema de la Prueba Hidrulica a

travs de un SCADA nacional llamado Guardian del Alba. Un SCADA

es un sistema basado en computadores que permite supervisar y

controlar variables de proceso a distancia, proporcionando

comunicacin con los dispositivos de campo y controlando el proceso

de forma automtica por medio de un software especializado.

Tambin provee de toda la informacin que se genera en el proceso

productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros

usuarios supervisores dentro de la empresa.

31

Los SCADAS se pueden dividir en varios niveles, cada nivel se

encarga de una parte de las funcionalidades. Normalmente, en los

niveles ms bajos del SCADA, se incluye el hardware de

instrumentacin y actuacin que es el ncleo de las seales con las

que opera el proceso.

Las seales provenientes de los sensores son frecuentemente

definidas como informacin de entrada al sistema y las seales de

gobierno a los actuadores se definen como informacin de salida.

stas seales son procesadas y manipuladas por los controladores de

campo como por ejemplo un Controlador Lgico Programable (PLC) el

cual es un equipo electrnico programable que permite almacenar una

secuencia de ordenes en su interior y ejecutarlo de forma cclica con

el fin de realizar una tarea.

El Guardin del ALBA es un software que integra las

funcionalidades de alto nivel que permiten la solucin de aplicaciones

de supervisin y control de procesos, utilizando para ello una

arquitectura distribuida de mdulos que permite escalar a aplicaciones

de gran envergadura. Consta de una serie de subsistemas que

trabajan cooperadamente para el funcionamiento del sistema, como

por ejemplo: el recolector de la informacin de campo el cual se

conecta con el PLC y sirve de interfaz a las capas de procesamiento

de alto nivel para tomar decisiones ya sean de forma automtica o por

medio de operadores, el subsistema de adquisicin, el encargado del

tratamiento de la informacin recolectada y el mdulo IHM. Dichos

subsistemas se encuentran interconectados a travs de un software

para la distribucin de los servicios en la red, conocido como

middleware o software de comunicacin entre aplicaciones. La

distribucin de los mdulos existentes en el SCADA permite obtener

configuraciones escalables en dependencia de los requerimientos que

presente cada aplicacin.

32

Para dar solucin a las dificultades planteadas anteriormente se

programan una serie de actividades. Para comenzar con el estudio se

realizara el anlisis de la situacin actual de la empresa definiendo las

fallas y dificultades que existan en el proceso de la Prueba Hidrulica,

con el fin de definir los requerimientos y elaborar soluciones a los

problemas existentes.

Seguidamente proceder a situar una PC donde estar instalado el

sistema para sustituir el panel por medio del cual se maneja

actualmente. De igual forma se pretende realizar un estudio del PLC

donde se obtendrn las seales tanto analgicas como digitales que

permitirn la creacin de la base de datos.

Luego se llevara a cabo la elaboracin de 23 despliegues o

pantallas de visualizacin las cuales se realizaran de manera muy

semejante a las ya existentes, con la finalidad de que los operadores

se familiaricen con las mismas.

A su vez se proceder a instalar y configurar una tarjera NOE en la

planta la cual es la CPU del PLC sta tiene como finalidad interpretar

las instrucciones del programa de usuario y consultar el estado de las

entradas.

Finalmente se realizaran pruebas de funcionamiento para validar la

correcta ejecucin del sistema y el comportamiento con el PLC

asociado a ste, se realizara la capacitacin a los operadores, as

como tambin la elaboracin del manual de usuario y de sistema.

Cabe destacar que para la realizacin de las actividades

mencionadas anteriormente se utilizaron como herramientas los

mdulos de edicin, configuracin, visualizacin, configurador de

tareas, respaldo y administracin de base de datos que ofrece el

Guardin del Alba en su versin Miranda.

33

Por otro lado es preciso destacar que la migracin del sistema que

maneja la Prueba Hidrulica al SCADA Guardin del Alba ofrecer los

siguientes beneficios:

1. Garantiza disponibilidad, supervisin y control del proceso.

2. Eficiencia en el manejo de la distribucin de las cargas a travs

de los distintos hilos de procesamiento y las conexiones de

campo.

3. Esquemas de base de datos en tiempo real

4. Para efectos de seguridad, mantenimiento de las versiones

actualizadas de los despliegues en un repositorio centralizado,

alcanzable por todas las consolas de operacin.

5. Totalmente implementado en Software Libre para dar cumplimiento

al decreto 3390.

6. Diseo del sistema de una forma modular y escalable que

permite la incorporacin de nuevas tecnologas sin impacto para

el sistema.

7. Gestin en tiempo real de eventos tales como el secuenciador de

eventos en el orden en que fueron activados.

8. Comprende el desarrollo de una base de datos donde se hace el

procesamiento de la informacin para realizar los clculos

34

matemticos, tratamiento de puntos analgicos y digitales, con la

finalidad de hacerlos legibles por los operadores del sistema

9. Capacidad de envo de comandos para el control de los

procesos.

10. Detectar las situaciones anormales permitiendo al operador tomar

las acciones pertinentes en el momento adecuado.

Por lo mencionado anteriormente podemos inferir que ste sistema

debe ser actualizado por otro que ste a la vanguardia con la

tecnologa y que proporcione mayor seguridad y estabilidad ante fallas

a ste proceso; es por ello que se decide llevar a cabo la migracin al

SCADA Guardin del Alba el cual permitir cubrir las necesidades de

ste proceso y a su vez mantendr a la empresa en vanguardia con la

tecnologa

3. OBJETIVOS DE LA PASANTA Y PLAN DE TRABAJO.

Objetivo General.

Desarrollar las interfaces para comunicar el equipo de la Prueba

Hidrulica con el SCADA Guardian del Alba en la lnea de produccin

TAVSA PDVSA-INDUSTRIAL.

Objetivos Especficos.

- Realizar el Levantamiento de Informacin.

- Instalar el SCADA Guardian del Alba.

35

- Desarrollar las interfaces necesarias para la construccin del

sistema.

- Realizar pruebas de funcionamiento.

- Elaborar manuales de sistema y proporcionar informacin

necesaria a los administradores y operadores de la PH

PLAN DE TRABAJO.

Para llevar a cabo la migracin del sistema de la Prueba Hidrulica

al SCADA Guardin del Alba se cumplieron las siguientes actividades:

Actividad 1. Realizar el levantamiento de informacin

En sta actividad se realiz el recorrido por la planta para conocer

el proceso de la Prueba Hidrulica, de igual forma se programaron

varias reuniones con los operadores de la misma donde se recopil la

informacin necesaria para la elaboracin de los requerimientos a

travs de entrevistas no estructuradas, as como tambin se llev a

cabo la documentacin a travs de manuales para conocer el SCADA

Guardin del Alba. A su vez se especificaron los requerimientos

funcionales los cuales permitieron determinar las acciones que el

mismo realizar de acuerdo a la operacin del sistema de la Prueba

Hidrulica. Asi como tambien se definen los requerimientos no

funcionales que conllevaron a establecer los aspectos del sistema

visibles para el usuario, que no estn relacionados de forma directa

con el comportamiento funcional del mismo. De igual manera se

definieron los requerimientos de software y hardware que deben

aplicarse para dar cumplimiento al objetivo general.

36

Actividad 2. Instalar el Guardian del Alba en una estacin de

trabajo.

Para ejecutar sta actividad primeramente se procedi a formatear

la PC asignada y a realizar la instalacin del software libre en su

distribucin Deban versin Lenny 5.0.4 , el cual es el que se requiere

para la posterior instalacin del Guardian del Alba, as como tambin

se instal el paquete openoffice y el gestor de paquetes synaptic.

Seguidamente se procedi a realizar las configuraciones del

SCADA en lo que respecta a la elaboracin de los usuarios,

contraseas, configuracin de protocolo, canales, dispositivos y

medios de comunicacin, as como tambin la sincronizacin con el

PLC. ste es el paso ms importante, la instalacin de ste sistema

se realiz como lo indica su manual de instalacin el cual fue

suministrado por PDVSA. La instalacin del Guardian se efecto

como se muestra a continuacin:

Inicialmente en seguida de tener instalado el sistema operativo

software libre distribucin Deban en su versin Lenny 5.0.4, con el

modo consola se conecta como root y se procedi a crear una

carpeta en la siguiente ruta home/galba/iso, luego se monta la

imagen del Guardian del Alba en su versin Miranda.

Seguidamente se edita el fichero sources.list donde se agregaran

los repositorios.

Se realiza las configuraciones locales, los cuales permiten

seleccionar el idioma, pas, juego de caracteres, ordenacin

alfanumrica, entre otros.

Instalamos el servidor de la base de datos Postgresql-8.3, all se

realiza las configuraciones de usuario, como nombre y contrasea.

Se procede a realizar la instalacin de los mdulos del Guardian

del Alba en un orden especfico: comunicacin, adquisicin,

configuracin, seguridad, histrico. A continuacin se presenta una

37

breve explicacin de los mismos y las funciones que se configuran

en su instalacin:

Mdulo de Comunicacin: ste permite gestionar las

comunicaciones entre los mdulos del sistema. Este mdulo es

quien comunica a los dems componentes del SCADA, recibe dos

parmetros de configuracin, uno es la direccin IP del servidor y

el otro el puerto por donde escucharan las peticiones.

Las configuraciones que se realizan en su proceso de instalacin

son las siguientes:

Direccin del puerto de comunicaciones.

Valor mnimo y mximo para el rango de puertos.

Mdulo de Adquisicin: Adquiere informacin de campo como

valores de puntos, estado de las comunicaciones, y procesa dicha

informacin obteniendo por ejemplo: alarmas. Tambien procesa y

ejecuta los comandos que le llegan de capas superiores del

SCADA.

Las configuraciones que se realizan en su proceso de instalacin son

las siguientes:

Numero de procesadores disponibles para la aplicacin.

Direccin IP del servidor de comunicaciones.

Ejecucin o no de redundancia, es decir si se desea activar una

mquina de respaldo.

Usuario valido del sistema para el mdulo de adquisicin.

Nombre de la interfaz de red que comunica con los clientes (lo,

ethernet, vmnet1, vmnet8).

38

Mdulo de Configuracin: ste mdulo garantiza la persistencia

de la informacin del resto de los mdulos del SCADA. Los

mdulos del SCADA al iniciarse solicitan dicha informacin y el

mdulo de configuracin la proporciona a travs de la capa de

comunicaciones.


son las siguientes:

Configuracin con la base de datos con dbconfig-common, en

caso de no ser un administrador de base de datos avanzado.

Elegir el metodo de conexin para la base de datos Postgresql

(socket unix, tcp/ip, tcp/ip + ssl).

IP del servidor donde se ejecutara la base de datos Postgresql.

Numero de puerto del servicio Postgresql.

Seleccionar una interfaz local.

Metodo de autenticacin de usuario de Postgresql.

Nombre de usuario de administracin de la base de datos.

Mdulo de Seguridad: ste mdulo posibilita la autenticacin de

los usuarios en el sistema, administra el control de acceso a los

recursos y registro de eventos.


son las siguientes:

Configuracin de la base de datos con dbconfig-common.

Seleccionar el metodo de conexin para la base de datos

Postgresql para el mdulo de seguridad socket unix, tcp/ip,

tcp/ip + ssl).

39

Nombre del servidor para la base de datos Postgresql para el

mdulo de seguridad.

Numero de puerto del servicio Postgres.

Metodo de autenticacin para el administrador de Postgresql

(ident, contrasea).

Metodo de autenticacin del usuario Postgresql (ident,

contrasea).

Nombre del usuario de administracin de la base de datos.

Nombre del usuario Postgresql para el mdulo de seguridad.

Nombre de la base de datos Postgresql para el mdulo de

seguridad.

Mdulo Histricos: Almacena informacin del sistema con el

objetivo de que sta pueda ser empleada luego, por ejemplo:

generacin de reportes, tendencias o en gestin de la produccin.


son las siguientes:

Configurar la base de datos para el mdulo de histricos con

dbconfig-common.

Metodo de conexin para la base de datos Postgresql del

mdulo de histricos.

Nombre del servidor de base de datos Postgresql para el

mdulo de histricos.

Numero de puerto del servicio Postgresql.

Metodo de autenticacin del usuario Postgresql.

Nombre del usuario de administracin de base de datos.

Nombre del usuario Postgresql para el mdulo de histricos.

Nombre de la base de datos Postgresql para el mdulo de

histricos.

40

Direccin ip del servidor de base de datos de configuracin.

Nombre de la base de datos de configuracin.

Usuario para la creacin de reportes del SCADA.

Instalar aplicaciones graficas.

Crear memoria compartida para que los diferentes submdulos de

adquisicin coexistan.

Cambiar los permisos del SO.

Levantar los mdulos del SCADA a travs de las lneas de

comandos especficas para esto y verificar sus estados.

Actividad 3. Desarrollar las interfaces necesarias para la

construccin del sistema.

Para la elaboracin de las interfaces como lo son pantallas de

comunicacin hombre maquina, as como tambin la base de datos se

siguieron los pasos que se describen a continuacin:

Conocer, manejar y sincronizar el PLC con el Guardian del

Alba.

Para dar cumplimiento a sta actividad se siguieron los siguientes

pasos:

41

Instalacin del programa Concept: ste programa es el software

que controla el PLC, ste software se obtuvo a partir de la copia del

instalador y del proyecto de la PH el cual se encontraba en una PC

en la cabina donde se realiza sta prueba, fue instalado, cargado y

configurado el proyecto para visualizar las secciones del PLC y

poder sincronizar el Guardian del Alba con el mismo para realizar

pruebas de funcionalidad a travs del envo de comandos desde el

Guardian del Alba al PLC y viceversa, para constatar que la

comunicacin se estaba realizando de manera correcta, as como

tambin sirvi para observar los tipos de datos de las variables

para su correcta configuracin en la nueva base de datos que se

desarrollo. El paquete informtico Concept es una herramienta de

programacin basada en Microsoft Windows que facilita un nico

entorno grfico de desarrollo para los controladores lgicos PLC -

Modicom. En general, ofrece la solucin a todas las necesidades,

debido a su arquitectura modular y escalable que permite

configurar una instalacin ajustando estrictamente su arquitectura.

Est en capacidad de responder a todos los requerimientos del

control industrial, cumpliendo las regulaciones del estndar

internacional IEC-61131, destacando sus aportaciones como:

La facilidad de configuracin y mantenimiento.

Permite una gran flexibilidad de arquitecturas y mdulos.

Ha sido experimentado en todos los campos de aplicacin

con absoluta. fiabilidad, incluso en condiciones muy

exigentes.

Ofrece una conectividad abierta para una amplia variedad

de redes.

En sta actividad con ayuda del tutor industrial y con el apoyo de

manuales, se logro conocer el manejo del sistema que controla el

PLC, se realizaron las configuraciones pertinentes en el mdulo del

42

Guardian del Alba dedicado a sta funcin y de sta manera se

sincronizaron ambos sistemas para alcanzar su comunicacin, se

logr el envi y recepcin de seales analgicas y digitales

constatando el buen funcionamiento de los dispositivos.

Instalar y configurar una tarjeta Noe en planta.

Para lograr sta actividad se siguieron los siguientes pasos:

Luego de haber instalado el mdulo en el bastidor Quantum se

procede a abrir el programa Concept 2.6 donde se configurara un

proyecto nuevo siguiendo los pasos que se describen a continuacin:

1. Hacer clic el proyecto proyecto nuevo.

2. Seleccionar en proyecto la opcin configurador, donde se

abrir la pantalla la configuracin del PLC.

3. Hacer doble clic en el campo Tipo de la seccin PLC en la

pantalla Configuracin del PLC. Se abre el cuadro de

dilogo Seleccin del PLC. La seleccin predeterminada es

Quantum.

4. Hacer clic en OK. El tipo de PLC y los parmetros de

configuracin predeterminados se muestran en la pantalla

Configuracin del PLC.

Configuracin del nmero de mdulos Ethernet: para ste caso

se configur un solo mdulo Ethernet.

Configuracin de los parmetros de direccin Ethernet: en ste

paso se debe configurar la direccin IP, la mscara Subnet y de

Gateway en los cuadros correspondientes.

43

Utilizacin de los bloques de comunicacin Ladder Logic 984:

en sta fase se realizaron pruebas de lectura y escritura en el PLC.

Todos los mdulos NOE 771 Modicom Quantum Ethernet TCP/IP

permiten al usuario transferir datos a y desde nodos de una red

TCP/IP mediante el empleo de una instruccin MSTR. Todos los

PLC compatibles con las funciones de comunicacin de red a

travs de Ethernet y Modbus Plus pueden utilizar la instruccin

MSTR de Ladder Logic para leer o escribir informacin del

controlador. Las operaciones de lectura y escritura se explican a

continuacin:

1. Operacin de lectura: Una operacin MSTR de lectura

transmite datos de un dispositivo esclavo de origen a un

dispositivo mster de destino especfico de la red.

2. Operacin de escritura: Una operacin MSTR de escritura

transmite datos de un equipo mster de origen a un equipo

esclavo de destino especfico de la red.

En el proceso de configuracin del mdulo Noe se realizo una

mejora en lo que respecta al cambio de protocolo de comunicacin,

debido a que el que posea era Modbus plus y el mdulo Noe se

configuro con el protocolo Modbus TCP/IP para permitir la

comunicacin con el Guardian del Alba y a su vez proporcionara

mejoras en lo que respecta a la fiabilidad y velocidad en la transmisin

de los datos.

44

Crear la base de datos.

En sta fase se elabora la base de datos en el mdulo de

configuracin del SCADA Guardin del Alba destinado para ello, el

cual lleva por nombre Jconfig. ste mdulo est formado por un grupo

de componentes cada uno con una tarea especfica y una base de

datos que contendr las configuraciones de cada uno de los mdulos

que conformen el proyecto activo. ste mdulo es el encargado de

almacenar, persistir y suministrar la informacin base para el

funcionamiento de los dems mdulos del SCADA. Con la informacin

obtenida del Concept y XBT se configuraron las seales analgicas y

digitales, as como tambin se crearon para cada una de stas

nombres siguiendo los estndares del sistema. Para la creacin de la

base de datos se siguieron los siguientes pasos:

Instalacin del programa XBT que controla la Magelis de la PH:

en ste paso se procedi a instalar en una PC con sistema

operativo WinXP el software XBT que controla el panel Magelis el

cual permite disear y utilizar aplicaciones de dilogo mquina-

operador (HMI) sobre las terminales grficas XBT - Magelis. Las

aplicaciones creadas con ste programa son independientes del

protocolo utilizado y se puede emplear la misma aplicacin de

dilogo mquina-operador con los distintos ordenadores de los

principales constructores del mercado. ste software se encuentra

instalado en la planta de la PH, se tom una rplica de ste

sistema con la finalidad de obtener informacin y conocer como se

haban realizado las configuraciones que serviran como referencia

en el momento de la migracin.

45

Recopilacin de informacin del sistema XBT que maneja el

panel Magelis, y recopilacin de la informacin del Concept

software del PLC:

En sta etapa se procedi a revisar la informacin del XBT de

donde se obtuvieron los datos de las pantallas que manejan el sistema

de la Prueba Hidrulica, a travs de la manipulacin Concept software

que controla el PLC se adquirieron las seales analgicas y digitales

que intervienen en el proceso. La informacin obtenida se orden en

un documento donde se clasific por nombre las seales del PLC, tipo

de datos y caractersticas, para llevar una secuencia ordenada a la

hora de crear la base de datos.

Elaboracin de las pantallas

En sta actividad se realiz el estudio de los despliegues actuales,

se contabiliz el nmero de despliegues a desarrollar y sus

caractersticas, se configur cada objeto con su punto analgico o

digital previamente configurado en la base de datos. Tambin se

analizaron los usuarios que hacen uso del sistema y los roles de cada

uno, lo que permiti modelar a travs de casos de uso la interaccin

que tendrn los usuarios con los despliegues.

Actividad 4. Realizar pruebas de funcionamiento.

Se instal el sistema en la planta y se evalu el rendimiento y

comportamiento del Guardin del ALBA; se llevaron a cabo pruebas para

diagnosticar la comunicacin del SCADA con el PLC, se realizaron

pruebas de envos de comandos, encendido y apagado, escritura en las

variables analgicas, se corrigieron errores y se reportaron las fallas

encontradas.

46

Actividad 5. Elaborar manuales de sistema y proporcionar

informacin necesaria a los administradores y operadores de la PH.

En sta etapa se realiza la elaboracin de manuales de usuario donde

se elabora una explicacin del uso del sistema, un documento con las

nuevas variables que se anexaran a los estndares para la creacin de

los nombres de las seales, as como tambin un manual de ingeniera de

requisitos exigido por la empresa y un documento con descripcin de las

seales utilizadas en la base de datos. Se procedi a dictar charlas de

adiestramientos para mostrar cmo funciona el manejo del sistema a los

operadores as como tambin a los administradores que darn soporte al

sistema.

4. LOGROS DEL PLAN DE TRABAJO.

Para el desarrollo de ste proyecto se implement la metodologa de

desarrollo clsica o tradicional. Esta la define Pressman (2009) como:

Llamado algunas veces ciclo de vida bsico o modelo en cascada, el

modelo lineal secuencial sugiere un enfoque sistemtico, secuencial, para

el desarrollo del software que comienza en un nivel de sistemas y

progresa con el anlisis, diseo, codificacin, pruebas y mantenimiento

(p.58). El sistema de Mtodo Clsico consta de las siguientes fases:

1. Anlisis de los requisitos del software.

Segn Pressman (2002) El proceso de reunin de requisitos se intensifica y se centra especialmente en el software. Para comprender la naturaleza del o los programas a construirse, el ingeniero del software debe comprender el dominio de informacin del software, as como la funcin requerida, comportamiento, rendimiento e interconexin. (p.20).

47

2. Diseo.

Segn Pressman (2002) El diseo del software es realmente un proceso de muchos pasos que se centra en cuatro atributos distintos de programa: estructura de datos, arquitectura de software, representaciones de interfaz y detalle procedimental (algoritmo). El proceso del diseo traduce requisitos en una representacin del software donde se pueda evaluar su calidad antes de que comience la codificacin. (p. 20).

3. Generacin de cdigo.

Segn Pressman (2002) El diseo se debe traducir en una forma legible por la mquina. El paso de generacin de cdigo lleva a cabo sta tarea. Si se lleva a cabo el diseo de una forma detallada, la generacin de cdigo se realiza mecnicamente. (p. 20).

4. Pruebas.

Segn Pressman (2002) Una vez que se ha generado el cdigo, comienzan las pruebas del programa. El proceso de pruebas se centra en los procesos lgicos internos del software, asegurando que todas las sentencias se han comprobado, y en los procesos externos funcionales; es decir, realizar las pruebas para la deteccin de errores y asegurar que la entrada definida produce resultados reales de acuerdo con los resultados requeridos. (p. 20).

5. Mantenimiento.

Segn Pressman (2002) El software indudablemente sufrir cambios despus de ser entregado al cliente (una excepcin posible es el software empotrado). Se producirn cambios porque se han encontrado errores, porque el software debe adaptarse para acoplarse a los cambios de su entorno externo (por ejemplo: se requiere un cambio debido a un sistema operativo o dispositivo perifrico nuevo), o porque el cliente requiere mejoras funcionales o

48

de rendimiento. El soporte y mantenimiento del software vuelve a aplicar cada una de las fases precedentes a un programa ya existente y no a uno nuevo. (p. 20).

A continuacin se describen de forma detallada cada uno de las fases

de la metodologa implementada en el Desarrollo de las interfaces para

comunicar el SCADA Guardian del Alba con el equipo de la Prueba

Hidrulica:

1. Anlisis de los requisitos del software.

En sta fase a travs de las diversas visitas al rea de produccin

programadas previamente con el Jefe del Departamento de Terminacin

se pudo obtener conocimiento acerca del funcionamiento del proceso

productivo de la Prueba Hidrulica, as como tambin una serie de

requisitos tanto funcional, no funcional, de software y hardware que

permitieron definir las caractersticas operacionales del sistema. A su vez

tambin se obtuvieron sugerencias y propuestas por parte de los

operadores para mejorar la comodidad del trabajo en el rea.

Seguidamente se puede decir que se realiz la documentacin a travs

de manuales del SCADA Guardian del Alba para conocer cmo

funcionaba, de igual manera se realizaron investigaciones acerca de Plcs

y del panel Magelis por medio del cual era manejada la Prueba Hidrulica.

A continuacin se presenta un diagrama general de la secuencia de

operacin de la PH.

49

INICIO

ENVO DE TUBO A BANCAL DE ENTRADA

ALINEACIN Y MEDIDA DE LONGITUD DE TUBO

LAVADO DE TUBO

TUBO A ZONA DE CARGA TRANSFERIDOR - SILLAS

PRUEBA DE PRESIN HIDRULICA DE TUBO

SECADO DE TUBO

TUBO A VA DE RODILLOS DE SALIDA

TUBO APROBADO BME

TUBO REPROBADO MESA DE DESCARTE

INICIO

Ilustracin 3. Diagrama general de la secuencia de operacin de la PH

Requisitos Funcionales.

Los requisitos funcionales determinan las necesidades de informacin y

automatizacin de los procesos, ste tipo de requerimiento constituye las

funciones que el nuevo sistema debe ejecutar para lograr la consecucin

de los objetivos planteados. El conjunto de funciones que debe realizar el

sistema est compuesto por:

50

Permitir la transmisin de datos: alarmas, puntos y envi de

comandos.

Se podr visualizar el comportamiento del proceso de la Prueba

Hidrulica en tiempo real.

Contar con una base de datos histrica para llevar a cabo el

registro de los eventos que sean identificados, as como los datos

de los procesos

Poseer una base de datos donde se realizar el procesamiento de

la informacin, para efectuar clculos matemticos as como

tambin procesamiento de puntos analgicos y digitales.

Proporcionar seguridad a la hora de detectar situaciones

anormales permitiendo al operador tomar acciones pertinentes en

el momento adecuado.

La visualizacin del proceso se realizar a travs de una interfaz

web.

Ofrecer seguridad al manejo de informacin debido a que

manejara privilegios de acceso al sistema ya sea administrador o

estndar

51

Requisitos no funcionales.

Los requerimientos no funcionales son aspectos relacionados a lo

que es visible para el usuario. Entre estos requerimientos podemos

mencionar:

Desarrollar el sistema de acuerdo a los estndares establecidos

por PDVSA en lo que respecta a: la nomenclatura de los puntos,

nomenclatura de dispositivos, reglas de diseo para las pantallas

en lo que concierne al tamao de los botones, color y tipo de letra,

dimensiones de tablas etc.

La aplicacin debe ofrecer un buen desempeo del sistema ante

una alta demanda acorde a los requerimientos funcionales y no

funcionales de la solucin, tiempo promedio de adquisicin de

datos 200 milisegundos.

Debe proporcionar seguridad a travs de la autenticacin de

usuarios para ingresar al sistema.

Persistencia de las conexiones entre los mdulos del

Guardin del Alba.

Manejador de un elevado nmero de variables por segundo.

Requisitos de Software.

Elaboracin de la base de datos en postgresql 8.3.

Manejador de la base de datos Pgadmin.

Servidor web Apache.

Sistema operativo distribucin Debian versin Lenny 5.0.4.

52

Netbeans Java para la elaboracin de las pantallas.

Requisitos de Hardware.

La arquitectura del equipo debe ser compatible con 32 bits, i386.

El equipo debe contar con un dispositivo de red habilitado y

configurado para garantizar el funcionamiento de la capa de

comunicaciones.

Memoria RAM mnimo 512 recomendado 1 GB.

Procesador mnimo Pentium 4.

Disco duro mnimo 80 GB.

A continuacin podemos apreciar los elementos de un SCADA

utilizados en el campo de trabajo.

Ilustracin 4. Elementos de SCADA en campo.

53

2. Diseo.

En sta fase se tomaron los requerimientos funcionales de la fase

anterior para el diseo de la Interfaz Hombre Mquina (IHM) las cuales se

realizaron de manera tal que se semejaran en lo posible a las pantallas ya

existentes para que los operadores tuvieran una adecuacin rpida con la

nueva interfaz, de igual manera la base de datos se diseo siguiendo la

nomenclatura que utiliza PDVSA, as como tambin se crearon los

diversos diagramas que modelan el funcionamiento del sistema, actores y

roles lo que permiti modelar a travs de casos de uso la interaccin que

tendrn los usuarios con los despliegues.

54

Diagrama de flujo de las operaciones generales del Guardian del

Alba Prueba Hidrulica.

Ilustracin 5. Diagrama Funcional del sistema propuesto

Fuente: Elaborado por la autora.

55

Diagrama Entidad-Relacin del sistema.

A continuacin se presenta el diagrama Entidad-Relacin del sistema,

el cual est conformado por 22 tablas. Estas tablas estn clasificadas de

la siguiente manera:

12 tablas con iguales campos para el almacenamiento de puntos.

2 tablas para el almacenamiento de eventos.

2 tablas para el almacenamiento de bitcoras.

6 tablas auxiliares para canales, subcanales y dispositivos.

6 tablas auxiliares para alarmas y eventos.

5 tablas auxiliares para seguridad.

7 tablas auxiliares para puntos.

En el caso de las tablas para el almacenamiento de puntos y

eventos no se les podrn hacer consultas directamente, por lo tanto

proporcionaran vistas creada para visualizar la informacin de las

tablas.

56

Ilustracin 6. Diagrama Entidad Relacin.

Fuente: Manejador de base de datos Pgadmin.

57

Descripcin de la base de datos usada para el almacenamiento de

los datos.

El almacenamiento de los datos se realiza a travs de un conjunto de

tablas que gestiona un servidor postgres, las cuales describiremos a

continuacin:

1. Tablas para almacenamientos de puntos.

Estas son las tablas usadas para almacenamiento jerrquico de

puntos, consta de 3 escalas y 4 espacios por escala, lo que suma un total

de 12 tablas con las mismas caractersticas. Cada una de las escalas est

asociada a un periodo mnimo de muestreo (resolucin) de las variables y

un tiempo de persistencia que son configurables. A continuacin se

muestra la estructura de la tabla para almacenamiento jerrquico de

puntos:

Ilustracin 7. Estructura de la tabla para almacenamiento jerrquico de puntos

Fuente: Administrador de base de datos Pgadmin.

A continuacin se muestra la descripcin de los campos de la tabla:

Listado contenido en la estructura

Nombre Tipo Descripcin

id Integer Identificador del punto. (Llave

primaria).

58

timestamp_sec Integer Tiempo en segundos. Llave

primaria).

timestamp_msec Integer Tiempo en milisegundos.

Llave primaria).

value doubl precisin Define estados de la variable.

quality

smallint

Calidad de la variable en un

instante de tiempo (buena,

mala, incierta).

min_summary doubl precisin Menor valor del intervalo.

max_summary doubl precisin Mayor valor del intervalo.

Tabla 1: Points.

2. Tabla usada para el almacenamiento de eventos.

Para el almacenamiento de los eventos se utilizan dos tablas con

idntica estructura. El objetivo de estas dos tablas, en lugar de una sola,

es garantizar el proceso de reciclado. As, en el momento en que se

decide reciclar una de ellas, se comienzan a insertar los nuevos valores

en la otra, evitando as que se pierdan las inserciones que pudieran tener

lugar en ese instante. La estructura de la vista descrita anteriormente es

la mostrada en la siguiente ilustracin.

Ilustracin 8. Estructura de la tabla para almacenamiento de eventos


59




type integer. Identifica el tipo de evento

generado. (Llave primaria).

resource_id integer. Identifica los recursos.

(Llave primaria).

timestamp bigint. Almacena el tiempo de

generacin de un evento.

(Llave primaria).

user_id integer. Identificador de usuario

previus_value text Valor anterior

current_value text Valor actual

description text Descripcin del evento

Tabla 2: logs.

3. Tablas Auxiliares.

Adems de las tablas descritas anteriormente, las cuales estn

estrechamente relacionadas con los servicios brindados por el mdulo

para manejo de datos histricos, en la base de datos existen otra serie de

tablas auxiliares. El objetivo de estas tablas es suministrar informacin

que sirve para describir los datos almacenados en las anteriores. As se

podrn hacer consultas que relacionen el contenido de estas tablas con

los valores almacenados para dar un soporte ms valedero a los servicios

brindados por el mdulo y poder brindar una informacin ms

60

comprensible por los destinatarios de la misma. A continuacin se hace

una descripcin de las mismas:

Tabla Auxiliar Canal.

Ilustracin 9. Estructura de la tabla para almacenamiento canal.





channel_id integer. Identificador del canal.

channel_name varchar(100) Nombre del canal.

channel_descripccion varchar(100) Breve descripcin del

canal.

access_mode_id integer Modo de acceso,

exclusivo o compartido.

group_privilege_id integer Grupo de privilegio al

cual pertenece.

user_id integer Identificador de usuario.

61

channel_creation_date timestamp Almacena los datos de

creacin del canal.

channel_modificate_date timestamp Almacena los datos de

modificacin del canal.

module_id integer Identifica el mdulo al

cual pertenece.

status_time integer Instante de tiempo en el

que los dispositivos

estn ocupados en el

canal.

Tabla 3: channel.

Tabla Auxiliar Alarma de Canal.

Ilustracin 10. Estructura de la tabla para almacenamiento de alarmas de canal.


62




alarm_id integer Identificador de la

alarma

channel_id integer Identificador del canal

Tabla 4: channel_alarm.

Tabla Auxiliar Subcanal.

Ilustracin 11. Estructura de la tabla para almacenamiento de subcanal.


63




subchannel_id integer. Identificador del

subcanal.

subchannel_name varchar(100) Nombre del subcanal.

subchannel_descripccion varchar(100) Breve descripcin del

subcanal.

subchannel_creation_date timestamp Almacena los datos de

creacin del subcanal.

subchannel_modificate_date timestamp Almacena los datos de

modificacin del canal.

user_id integer Identifica el usuario

comm_protocol_id integer Identifica el protocolo

de comunicacin.

channel_id integer Identifica el canal.

subchannel_modificate_date timestamp Almacena las

modificaciones

realizadas al Subcanal.

driver_id integer Identificacion de driver

(en este caso Modbus

TCP).

Tabla 5: subchannel.

64

Tabla Auxiliar Alarma Subcanal.

Ilustracin 12. Estructura de la tabla para almacenamiento de alarmas subcanal.





alarm_id integer Identificador de

alarmas.

subchannel_id integer Identificador del

subcanal.

alarm_type_id integer Identificador del tipo

de alarma.

Tabla 6: subchannel_alarm.

65

Tabla Auxiliar Dispositivo.

Ilustracin 13. Estructura de la tabla para almacenamiento de dispositivos.





device_id integer Identificador de

dispositivo.

device_name varchar(100) Nombre del

dispositivo.

device_model varchar(100) Define el tipo de

interfaz con que se

efectuar el acceso.

device_address varchar(100) Este parmetro

permite especificar

donde se encuentra el

dispositivo con el cual

se har la conexin

66

device_creation_date timestamp Almacena los datos de

creacin del

dispositivo.

user_id integer Identifica al usuario.

group_privilege_id integer Identificador del grupo

de privilegios.

device_description varchar(100) Breve descripcin del

dispositivo.

subchannel_id integer Identificador del

subcanal.

Device_modificate_date timestamp Almacena los datos de

modificacin del

dispositivo.

Tabla 7: device.

Tabla Auxiliar Alarma de Dispositivo.

Ilustracin 14. Estructura de la tabla para almacenamiento alarmas de dispositivos.


67





alarmas

device_id integer Identificador de

dispositivos

Alarm_type_id integer Identificador del tipo

de alarma.

Tabla 8: device_alarm.

Tabla Auxiliar Alarmas.

Ilustracin 15. Estructura de la tabla para almacenamiento de alarmas.


68





alarmas

severity_id integer Identificador de la

severidad de las

alarmas (critica,

media, baja).

priority integer Prioridad de las

alarmas.

alarm_message varchar(100) Mensaje que se

muestra al activarse

una alarma.

is_inhibited_alarm integer Reconocimiento de

alarma.

alarm_description varchar(100) Descripcin de la

alarma.

active integer Alarma activada.

is_enabled integer Alarma de tipo

mantenida.

is_momentary integer Alarma de tipo

momentnea.

module_id integer Identificador del

mdulo.

Tabla 9: alarm.

69

Tablas Auxiliares Seguridad.

En estas tablas se guarda los datos en lo que respecta a usuarios,

contraseas, grupos y privilegios que suministran la informacin que

permite proporcionar la seguridad al sistema.

Tabla Grupo de Privilegios.

Ilustracin 16. Estructura de la tabla para almacenamiento de grupo de privilegios.





group_privilege_id integer Identificador del

grupo de privilegios.

group_privilege_name varchar(100) Nombre del grupo de

privilegios.

group_privilege_description varchar(100) Breve descripcin

del grupo de

privilegios.


mdulo.

Tabla 10: group_privileges.

70

Tabla Perfil vs Operaciones.

Ilustracin 17. Estructura de la tabla perfil vs operaciones.

Fuente: Administrador de base de datos Pgadmin..





de privilegios asignado

a un usuario.

profile_id integer Identificador del perfil

del usuario.

provilege integer Privilegios asignados a

los usuarios.

Tabla 11: tprofilevsoperational.

71

Tabla Usuario.

Ilustracin 18. Estructura de la tabla usuario.





user_id integer Identificador de

usuario.

user_name varchar(32) Nombre de usuario.

email varchar(50) Email de usuario.

address varchar(50) Direccin de usuario.

phone varchar(50) Telfono de usuario.


modulo.

user_local integer Identificador de

usuario local.

72

name varchar(100) Nombre completo de

usuario.

Tabla 12: tuser.

Tabla Perfiles.

Ilustracin 19. Estructura de la tabla perfiles.





profile_id integer Identificador del perfil.

profile_name varchar(32) Nombre del perfil.

session_time integer Tiempo de la sesin

del usuario en el

sistema.


mdulo.

is_extended smallint Renovar tiempo de la

sesin.

days integer Das de la semana en

73

que el usuario puede

ingresar a su sesin.

Tabla 13: tprofiles.

Tabla Usuarios vs Perfiles.

Ilustracin 20. Estructura de la tabla usuario vs perfiles.





user_id integer Identificador de

usuario.

profile_id integer Identificador del perfil.

Tabla 14: tuservsprofiles.

Tablas Auxiliares Puntos.

Estas tablas contienen la informacin del proceso o estados de los

dispositivos.

74

Ilustracin 21. Estructura de la tabla puntos.





point_id integer Identificador del punto.

tag_name varchar(100) Nombre que se le da

al punto.

point_type_id integer Identificador del tipo

de punto.

operation_mode_id Integer Identificador del modo

de operacin.

user_id Integer Identificador del

usuario.

75

point_creation_date timestamp Almacenamiento de

los datos de creacin

del punto.

point_modification_date timestamp Almacenamiento de la

modificacin de datos

del punto.


de privilegios.

collection_frecuency real Contador de la

frecuencia de

muestreo.

data_type_id integer Identificador del tipo

de datos del punto.

point_description varchar(100) Descripcin de la

funcin del punto.


mdulo.

Transfer_time real Tiempo de

transferencia de los

datos.

Point_deadband real Definicin de la banda

muerta del punto

input_address varchar(100) Direccin de entrada

del punto.

output_address varchar(100) Direccin de salida del

punto.

76

proccessing_type_id integer Identificador del tipo

de procesamiento del

punto.

Data_scada_type_id integer Identificador del tipo

de datos en el Scada.

Tabla 15: point.

Tabla Punto Digital.

Ilustracin 22. Estructura de la tabla puntos digitales.





point_id integer Identificador del punto

bit_number_in integer Definir nmero de bit

de entrada.

Initial_state integer Definir estado inicial

(0, 1).

Tabla 16: digital_point.

77

Tabla Auxiliar Punto Analgico.

Ilustracin 23. Estructura de la tabla puntos analgicos.






initial_value real Valor inicial del punto.

in_upper_limit_raw double precisin Alarma de nivel alto-

alto.

in_lower_limit_row double precisin Alarma de nivel bajo-

bajo.

in_upper_limit_egu double precisin Alarma de nivel alto.

in_lower_limit_egu double precisin Alarma de nivel bajo

units_in_name varchar(50) Nombre de la unidad

de ingeniera.

Tabla 17: analog_point.

78

Tabla Auxiliar Punto Calculado.

Ilustracin 24. Estructura de la tabla punto calculado.






logical_expresin varchar(100) Expresin lgica

expresin varchar(100) Expresin para el

clculo.

calculation_frecuency real Calculo de frecuencia.

inicial_value real Valor inicial del punto.

inicial_state integer Estado inicial del

punto.

79

calculate_type integer Seleccin de entrada

calculada.

alarm_zone integer Zona de alarmas.

inlower real Severidad de alarma

baja.

inuper double precisin Severidad de alarma

baja.

cantidad_bits integer Bits asociados al

punto.

Tabla 18: calculate_point.

Tabla Auxiliar Tipo de Punto.

Ilustracin 25. Estructura de la tabla tipo de punto.


80




point_type_id integer Identificador del tipo

de punto.

point_type_name varchar(100) Nombre del punto.

point_type_description varchar(100) Descripcin del punto.

Tabla 19: point_type.

Tabla Auxiliar Zona de Punto.

Ilustracin 26. Estructura de la tabla zona de punto.


81





alarm_zone_id integer Identificador de la

zona de alarmas.

Tabla 20: point_zone.

Tabla Auxiliar Dispositivo del Punto.

Ilustracin 27. Estructura de la tabla dispositivo del punto.






device_id integer Identificador del

dispositivo

Tabla 21: point_device.

82

Diagramas de caso de uso del sistema.

A continuacin a travs de casos de uso mostrar la iteracin que

tendrn los usuarios con las pantallas o despliegues:

Caso de uso: General.

Actores: Operador, Administrador.

Descripcin: en ste caso de uso se describen los privilegios

configurados tanto al operador como al administrador del sistema.

Para poder ingresar al sistema estos deben estar registrados y

asociados a un perfil el cual indicar las acciones que puede

realizar en el sistema

Ilustracin 28. Caso de uso privilegios de usuarios.


83

Caso de uso: Ingresar a Men Principal.


Descripcin: en ste caso de uso se describirn las acciones que

realizan los usuarios al ingresar al despliegue Men Principal, el

cual es la primera pantalla del sistema que permite navegar a todas

las opciones existentes.

Ilustracin 29. Caso de uso Ingresar Men Principal.


84

Caso de uso: Seleccin Men Manual.


Descripcin: en ste caso de uso se ingresa al Men Manual el

cual contiene una serie de opciones a seleccionar.

Ilustracin 30. Caso de uso Seleccin Men Manual.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos I.


Descripcin: en ste caso de uso se ingresa a la pantalla

Comandos I, donde se pueden supervisar y controlar las

actividades de envos y recepcin de comandos en lo que

corresponde a: subir o bajar el volcador salida cridan, colocar el

volcador de entrada lavado en espera o descarga, descargar o

85

esperar el transferidor sillas, descargar o esperar el volcador salida

lavado. As como tambin se pueden visualizar las alarmas, fallas para su

pronta correccin.

Ilustracin 31. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos I.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos II



Comandos II donde se realizaran las acciones de supervisin,

control, envi y recepcin de los comandos que corresponden a las

siguientes acciones: subir, bajar, girar a la izquierda y derecha las

lunetas, abrir y cerrar lavado del tubo, activar y desactivar los

rodillos de alineacin y verificar si el tubo est alineado o no. De

igual manera se supervisaran las alarmas y fallas que pudiesen

ocurrir en sta opcin.

86

Ilustracin 32. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos II.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos III.



Comandos III donde se realizaran las acciones de supervisin,


siguientes acciones: subir y bajar sillas de carga, abrir y cerrar

carro de reaccin, selector de sillas presin promedio, baja y alta.

As como tambin se supervisan las alarmas y fallas posibles.

87

Ilustracin 33. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos III.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos IV.



Comandos IV donde se realizaran las acciones de supervisin,


siguientes acciones: mover adelante o atrs el cabezal mvil,

mover adelante o atrs el cabezal fijo, observar en qu posicin se

encuentra el cabezal mvil. As como tambin se supervisan las

alarmas y fallas posibles.

88

Ilustracin 34. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos IV.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos V.



Comandos V, donde se realizar el envi y recepcin de comandos

de las siguientes actividades: bloquear o desbloquear el cabezal

mvil, colocar o quitar seguridad al cabezal mvil, activacin de

sensores de parada, activacin de los sensores del cabezal mvil

bloqueado o desbloqueado, activacin de los sensores de

seguridad de bloqueo on/off. De igual manera se supervisan las


89

Ilustracin 35. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos V.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos VI.



Comandos VI, donde se realiza el envi y recepcin de comandos

de las siguientes actividades: mover tornillo mvil avance lento

adelante o atrs, mover tornillo mvil avance rpido adelante o

atrs, tornillo mvil retorno rpido, volcador de secado descarga o

espera, secador start o stop. As como tambin se supervisan las


90

Ilustracin 36. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos VI.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos VII.



Comandos VII donde se realizarn las acciones de supervisin,


siguientes actividades: subir o bajar volcador entrada va a rodillos

de salida, volcador va rodillos salida a descarga, subir o bajar

volcador va rodillos salida a BME, sensor volcador entrada a va

rodillos salida abajo, sensor volcador va rodillos salida descarga

abajo, sensor volcador va rodillos sala a BME abajo. As como

tambin se supervisan las alarmas y fallas posibles.

91

Ilustracin 37. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos VII.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Comandos VIII.



Comandos VIII donde se realizarn las acciones de supervisin,

control, envi y recepcin de comandos correspondientes a las

siguientes actividades: rodillos de salida adelante o atrs,

sobreguardas abrir o cerrar, seleccionar la longitud del tubo,

rodillos salida ok, tubo en tramo 1, 2, 3 rodillos, tubo en bancal de

secado. As como tambin se supervisan las alarmas y fallas

posibles.

92

Ilustracin 38. Caso de uso Ingresar a pantalla Comandos VIII.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Parmetros.



Parmetros, donde se realizan las acciones de supervisin, control,

envi y recepcin de comandos correspondientes a las siguientes

actividades: seleccionar el tipo de intensidad, introducir el tiempo

de lavado y llenado, visualizar el tiempo de prueba, visualizar el

set point presin prueba del lado agua y aceite, introducir el clculo

de la presin calculada del lado agua y aceite.

93

Ilustracin 39. Caso de uso Ingresar a pantalla Parmetros.


Caso de uso: Ingresar a pantalla Men Bombas.


Descripcin: en ste caso de uso se ingresa al Men Bombas el

cual contiene una serie de opciones a seleccionar.

Ilustracin 40. Caso de uso Ingresar a pantalla Men Bombas.


94

Caso de uso: Ingresar a pantalla Bombas Hidrulicas.


Descripcin: en ste caso de uso se ingresa a la pantalla Bombas

Hidrulicas donde se realizan las acciones de supervisin, control,

envi y recepcin de comandos correspondientes a las siguientes

actividades: bomba principal, mantenimiento y servicio detener o

activar, verificar que las bombas de mantenimiento, servicio y

principal estn en local o remoto, verificar que las bombas uno y

dos estn abiertas, as como tambin verificar que se han

seleccionado las bombas uno o dos. As como tambin se

supervisan las alarmas y fallas posibles.

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