Novedades 20151012

publicado en: HMI, Seguridad, Siemens | 0

Los centros de control se están transformando. Poco a poco, en relativo silencio. Ya en su día vimos cómo desaparecían los pupitres de mando en favor de un pequeño PC, y los sinópticos de pared por pantallas planas. Ahora se están introduciendo elementos táctiles o móviles como tablets o smartphones, interfaces mucho más extensas, entornos más intuitivos y amigables. Y añadiría una mayor integración con el resto del software, que facilita las tareas del personal de operación.
Siemens ha publicado una ampliación de las librerías del TIA Portal (S7-1200 y S7-1500) con funciones adicionales de uso general. Éstas incluyen álgebra matricial, generación de números aleatorios, ampliación de contadores, pulsos, etc.
Danielle Collins publicaba recientemente en Motion Control Tips un artículo sobre encoders. Por el sistema de funcionamiento se pueden clasificar en ópticos o magnéticos; y según la conexión al PLC se distingue entre absolutos (su salida es una palabra) o incrementales (un pulso o dos para determinar el sentido).
Bartman y Carson, de Schweitzer, en un artículo reciente, aportan varios consejos para asegurar los sistemas SCADA, agrupados en dos categorías: técnicas de mitigación (IPSec, encriptación fuerte, contraseñas seguras, etc.) y detección de intrusiones.
¿Cómo compartir información de forma segura entre el sistema de control y el resto de la empresa? Estableciendo una zona desmilitarizada (DMZ); es decir, utilizando cortafuegos, VPN, proxys inversos, etc. para restringir el tráfico entre ambas redes. Cisco ha publicado unos principios de diseño de este tipo de arquitectura.
Hace tiempo que las redes inalámbricas entraron en los sistemas de control industrial. Estas redes tienen requisitos de seguridad adicionales, puesto que ni siquiera existe protección en el acceso al medio físico. Entre otras cosas, WPA2, VLAN, PMF, cortafuegos…

Novedades 20150920

Si alguna vez os habéis preguntado -como yo- el porqué de los 50Hz en Europa y 60Hz en América, entonces es que nos hemos quedado cortos. ¿Por qué no 25, 40, 53, 62’5, 66+2/3, 125, 130, 133+1/3 o 140Hz? Me ha divertido el artículo El origen de las frecuencias eléctricas ¿Por qué 50 y 60 Hz?, publicado por E. Aznar y J. Royo en el número 242 de Técnica Industrial (vía Nueva Tribuna)
¿Qué claves hay que atender a la hora de seleccionar un software SCADA? Wonderware, parte interesada, las resume así: comunicación con el hardware existente y futuro, funcionalidad, disponibilidad, soporte a largo plazo y seguridad. Quiero destacar una idea expresa de forma transversal: el usuario final suele incorrectamente concebir el sistema de control como una instalación completa y cerrada. Pero las instalaciones sufren modificaciones y ampliaciones, y las tecnologías evolucionan. Con dichos cambios, el SCADA debe adaptarse, como un elemento orgánico.
Siemens publica con frecuencia, en sus páginas de soporte, documentación, librerías y ejemplos que aportan valor adicional a los productos. Recientemente ha difundido dos recursos que me parecen de bastante interés. El primero es un manual que describe cómo acceder a bases de datos desde un S7-1500 y realizar las consultas habituales (selección, inserción, actualización y borrado). El segundo es un conjunto de librerías que dotan a WinCC de herramientas de uso común: calculadora, calendario, bloc de notas, chat, conversor de unidades, teclados y códigos QR.
Varios nos hemos preguntado en algún momento qué significa eso de smart city y por qué está armando tanto revuelo. Schneider Electric ha publicado un pequeño informe describiendo este nuevo concepto, la aplicación de las nuevas tecnologías de forma organizada para una gestión global del entorno urbano. Quien se quiera ahorrar la lectura completa, puede ir a la figura 5, donde desgrana los principales servicios que se pueden integrar.
Un motor paso a paso y un servo son constructivamente muy parecidos, y se usan con propósitos similares, pero sus características son muy diferentes. Danielle Collins describe los principios de funcionamiento y mecanismos de control de ambos. También de la misma autora, una descripción de los motores piezoeléctricos, que presentan algunas características notables en aplicaciones donde se requieran desplazamientos pequeños y limitados: gran torque, eficiencia y resolución mantenimiento casi nulo, etc.
Y para cerrar, un vídeo. Hay que admitir que ABB sabe vender sus productos. Con todos vosotros, YuMi, el robot que sabe hacer aviones de papel:

Novedades 20150908

La robótica ha contribuido sustancialmente a la productividad de los países desarrollados. Lo confirma un estudio de la Universidad de Uppsala que analiza el periodo desde 1993 a 2007 sobre 17 países. Para poner cifras, el número de robots se incrementó un 150% al tiempo que caían los precios de los productos elaborados en varios casos hasta un 80%. Donde choca con otros análisis similares es en el efecto sobre la mano de obra, ya que el estudio encuentra aumento de desempleo u horas trabajadas, y sí de los salarios.
En muchos sectores la tendencia es la contratación de servicios, y con ello despreocuparse de instalaciones, mantenimiento, actualizaciones, etc. En esta línea, los SCADA en la nube están en auge. Pero a la hora de decantarse por un proveedor, la seguridad es crítica. Como comenta Patrick D. Howard, protocolos usuales (Modbus o DNP3) no proveen siquiera encriptación. En su artículo determina nueve puntos a tener en cuenta, a los que yo añadiría varios más: autenticación de servicios y usuarios, diferentes niveles de acceso, disponibilidad, uso de estándares…
Los controladores S7 de Siemens (300, 1200 y 1500) disponen de una librería para enviar datos que se almacenan como ficheros gracias a la aplicación TCP file server. Está también disponible el código de dicha aplicación, para quien necesite adaptaciones (se me ocurre, por ejemplo, escritura en base de datos). El recurso es muy interesante para quien desee generar informes en un sistema sin SCADA o que no pueda garantizar la conectividad continua.
El QoS (Quality of Service) es una medida de la calidad del tráfico de red, pero también hace referencia a un conjunto de técnicas que permiten priorizarlo de red en función de sus características (por protocolos, servicios, dispositivos, etc.). Nos permitirían, acudiendo a un ejemplo extremo, emplear una red de planta para la transmisión de vídeo, asignándole a éste un menor ancho de banda para no entorpecer la comunicación de otros dispositivos.
La web infoPLC tiene un repositorio bastante completo de documentación recopilada de distintos fabricantes. Va desde manuales a cursos pasando por soluciones breves a cuestiones comunes.
Y hablando de cursos, la Universidad Miguel Hernández ha compartido el temario de un curso de Automatización Industrial, muy adecuado para quien quiera iniciarse en la programación de los PLC.
Hace poco el País hacía una reflexión sobre la seguridad en el Internet de las cosas (IoT). Aunque no se puede generalizar a partir de 10 artículos, es cierto que en el mercado escasean productos con requisitos tan básicos como encriptación de las comunicaciones. Y ante un panorama previsto de 26.000.000.000 de objetos conectados en nuestro entorno cotidiano para dentro de 15 años, se trata de un problema serio.
Y a continuación, la muñeca Cayla.

Novedades 20150810

Harry Forbes, analista de ARC, considera los beneficios que la incorporación de procesadores multinúcleo va a aportar a la automatización. El más importante, aunque no el único como da a entender el título, es la posibilidad de virtualización, tanto de controladores como de los propios dispositivos de campo. Otra posibilidad que me ha parecido muy interesante es correr simultáneamente un sistema operativo en tiempo real con otro “enriquecido” en funciones.

Para quien quiera profundizar en los protocolos existentes para redes de sensores inalámbricos, Mark Nixon, de Emerson, ha publicado una extensa comparativa entre dos de los más usados, WirelessHART y ISA100.11a. Resumiendo mucho, el primero se introduce como una extensión de HART, mientras que el segundo es más flexible, relegando buena parte de la configuración (e indefiniciones) al usuario final.

Me gusta el sistema de recetas de los S7-1200. En particular, la administración mediante páginas web servidas por el propio PLC, lo que permite, por ejemplo, gestionar y supervisar el proceso desde una tablet, bastante útil cuando se trabaja en campo.

El ingeniero de proceso Béla Lipták define cinco niveles de control en la automatización. Hay que aclarar que sólo se refiere a la regulación de magnitudes simples, lo que comúnmente denominamos -generalizando en exceso- un lazo. Los niveles serían, de menor a mayor sofisticación: control manual, con retroalimentación (un PID, por ejemplo), en cascada, anticipativo (con correcciones a la salida) y “dirigido/retrasado” (lead/lag, que prevé variaciones de carga).

Esta semana GE ha lanzado un servicio que puede dar mucho que hablar. Se trata de su propia nube, Predix, desarrollada específicamente para recoger datos generados por sistemas de control. La idea no es nueva (ya lo hacen los termostatos Nest, por ejemplo), pero el empuje que le puede dar GE va a forzar de seguro a otras compañías a invertir en estas tecnologías. Entre otras cosas, Predix promete mayor operatividad e interoperatividad, escalabilidad, y seguridad.

Cuando los valores de proceso no se reciben de periferia integrada, sino a través de comunicaciones, no siempre se dispone de tiempos de muestreo reducidos y constantes; en especial, cuando es vía inalámbrica. Los lazos PID tradicionales no se pueden usar en estas circunstancias. Un PID inteligente, como el PIDPlus, debe tener en cuenta estos tiempos extensos y variables, así como fallos de comunicación.

He descubierto el muy recomendable blog de Juan Carlos Martín Castillo: REEA (Revista de Electricidad, Electrónica y Automática). En él se se puede encontrar gran cantidad de recursos relacionados con sistemas de control. Pero me gustaría destacar la producción propia, en formato videoblog, consistente en tutoriales en los que de forma muy detallada expone casos prácticos, sin renunciar a profundizar en la teoría o herramientas aplica.

El paradigma olvidado (1). Lenguajes de PLC

publicado en: Controladores, FBD, IL, LD, Lenguajes, PLC, SFC, Siemens, ST | 0

Cuando empecé a programar autómatas, hace quince años, los lenguajes estaban muy limitados en cuanto a operaciones. Un S5-90 de Siemens, por ejemplo, sólo tenía dos operaciones aritméticas: suma y resta. Para multiplicar y dividir había que recurrir a bloques de función. Ni hablar de trigonométricas, búsquedas en tablas o manejo de cadenas. Todo eso vendría después. Recuerdo un Hitachi antiguo que sólo disponía de contactos, bobinas, un tipo de temporizador y un contador. Algunos de estos controladores disponían de más de un tipo de lenguaje de los recogidos en el estándar IEC61131-3:

  • Lista de instrucciones (IL).
  • Diagrama de bloque de funciones (FBD).
  • Ladder o escalera (LD).

En el caso que comentaba del S5 de Siemens, se llamaban AWL, FUP y KOP respectivamente. El primero de ellos sería identificado por cualquier programador como lenguaje ensamblador, ya que está formado por un listado de operaciones básicas de movimiento de registros, operaciones con aculumadores, etc. La programación se hace a nivel de máquina. Un ejemplo podría ser el siguiente:
AWL
Los bloques de funciones se identifican con una programación gráfica, al estilo Lawview, que no abunda en ámbitos distintos de la automática. En todo caso, se puede asimilar a las puertas booleanas que se manejan en electrónica.
FUP
El tercer lenguaje que he mencionado, el ladder, se desarrolló con la mira puesta en eléctricos que se introducían en la programación. Sus componentes principales son pues contactos y bobinas.
KOP
El estándar menciona más lenguajes, que yo no vería sino poco tiemp después:

  • Texto estructurado (ST).
  • Secuencias (SFC).

El texto estructurado es lo más semejante a un típico lenguaje de programación imperativa, tal como C o Basic. A diferencia de la lista de instrucciones, se trabaja a medio nivel, por lo que el desarrollo y mantenimiento es más ágil.

http://web.fe.up.pt/~asousa
Autor: Armando Jorge Sousa

Por último, los bloques de función secuenciales trasladan a los PLC los clásicos diagramas de flujo usados para representar algoritmos. Hay que hacer notar que la programación de acciones y condiciones debe realizarse en otro de los lenguajes expuestos, por lo que el SFC no es en sí completo.
http://szirty.uw.hu
Autor: externet

Esta entrada continúa en El paradigma olvidado (2). Lenguajes de HMI.