Resumen Como experiencia se enfrent la virtualizacin de la planta piloto, tratando de emular de manera digital todos los

procesos que interactan en la misma, inclusive emulando las

funciones de los elementos elctricos, utilizando una interfaz

visual que ayude al usuario a, no solo ver las conexiones de

tuberas, si no, tambin interactuar con los elementos de la

misma, de forma virtual, y conocer cmo actan los procesos en

ella, para lograr eso, se tuvo que, adems de obtener la interfaz

grfica, utilizar elementos de programacin, diagramas de flujos,

emuladores, manuales, etc. Que garantizaran el funcionamiento

de la interfaz lo ms parecido posible a la realidad.

Trminos a utilizar A continuacin algunos trminos

utilizados en esta prctica:

- Actuador: es un dispositivo inherentemente mecnico cuya funcin es proporcionar fuerza para mover o

actuar otro dispositivo mecnico. La fuerza que provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles:

Presin neumtica, presin hidrulica, y fuerza

motriz elctrica

- Bomba: Mquina que se usa para extraer, elevar o impulsar lquidos y gases de un lugar a otro.

- Charts (O cartas): Son elementos del programa Pac Control, en donde se vacan diagramas de flujo y

lneas de programacin, para procesos especficos.

- Compresor: Aparato que sirve para reducir a menor volumen un lquido o un gas por medio de la presin.

- Consola: Consola, un dispositivo electrnico o electromecnico de hardware, usado para introducir o

mostrar datos de una computadora.

- Diagramas de Flujo: El diagrama de flujo o diagrama de actividades es la representacin grfica del

algoritmo o proceso. Se utiliza en disciplinas como

programacin, economa, procesos industriales y

psicologa cognitiva.

- Flujo-Charts: Son elementos que se usan en los charts para desarrollar los diagramas de flujo.

- Frecuencia: Es la cantidad de veces que se repite un suceso, tambin es la rapidez en que oscila una seal

elctrica pasando de un valor mnimo a otro mximo.

- Interfaz: Zona de comunicacin o accin de un sistema sobre otro.

- Panel de Control: es una herramienta que permite modificar diversos parmetros en la configuracin de

un sistema.

- PLC: es una computadora utilizada en la ingeniera automtica o automatizacin industrial, para

automatizar procesos electromecnicos, tales como el

control de la maquinaria de la fbrica en lneas de

montaje o atracciones mecnicas.

- Vlvulas: una vlvula es un Mecanismo que regula el flujo de la comunicacin entre dos partes de una

mquina o sistema.

- Variador de Frecuencia: es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente

alterna (AC) por medio del control de la frecuencia

de alimentacin suministrada al motor.

I. INTRODUCCIN

A continuacin se mostrar la experiencia a la que se

enfrent en las ltimas semanas sobre la virtualizacin de la

planta piloto, y la programacin de la misma en el modo

manual, estudiando los elementos de programacin, Pac

Control y Pac Display, leyendo los manuales y enfrentando

los diferentes casos que se encuentran al virtualizar una

planta.

II. EXPERIENCIA

Primero se conocieron los elementos a utilizar, entre ellos

se encuentran, Pac Control que es un programa del paquete

Pac Project, el cual sirve para crear las rutinas, algoritmos y

estrategias, utilizando lo que Opto22 (que es la marca

autora de tales programas y el PLC utilizado para el control

de la planta) ha denominado dentro de su programa como,

Charts (Cartas), en las cuales se depositan los algoritmos en

forma de diagramas de flujo usando flujo-charts como los

que se muestran a continuacin.

Virtualizacin de la Planta piloto en modo manual usando Pac-Project de Opto22.

Cesar A. Garca J. V-22292976

Los bloques azules, son llamados Action Block (Bloque de Accin) estos son usados para realizar alguna accin

como su nombre lo indica, en la experiencia de esta prctica

se usaron para iniciar charts y como condicin inicial,

aunque tambin se pueden usar para sumas, restas,

conversiones, etc. En conjunto con los Action Block se

usaron los Condition Block (Bloque de Condicin) el cual comprueba alguna condicin para tomar una accin en

caso de que dicha condicin sea verdadera o falsa, estos

pueden ser usados (para ms de una condicin a la vez)

como una compuerta AND o una compuerta OR, lo que

significa que si se cumplen TODAS las condiciones en

forma AND, entonces pasara a la rama de VERDADERO

(True), de lo contrario ira por FALSO (False), pero en

modo OR, cuando se cumpla UNA de las condiciones

evaluadas, entonces proseguir a la rama VERDADERO, de

lo contrario ser FALSE. Tambin se puede hablar de los

cuadros amarillos llamados Optoscript Block (Bloque de Opto-escritura) estos son muy usados tambin y en ellos se

escriben lneas de programacin, en un lenguaje de

programacin de alto nivel como Basic; y por ltimo se

encuentran los bloques de continuidad llamados tambin

Continue Block (Bloque de continuidad), el cual en esta prctica no fue utilizado, pero este funciona agregando una

secuencia al final de una rama, para facilitar el realimentado

en el algoritmo.

En esta prctica tambin nos enfrentamos a Pac Display,

otra herramienta del paquete Pac Project, el cual nos

permite disear por medio del uso de imgenes, y una

programacin que incluye animacin y envi de datos por la

interaccin del usuario, crear una interfaz que se comunique

con Pac Control, y ejerza la rutina que all creemos para

alcanzar el funcionamiento deseado. La interfaz diseada, la

cual obtuvimos para esta prctica fue la siguiente:

La cual esta es la ltima modificacin que ha recibido para

adaptarlo a las exigencias de funcionamiento de la clase. La

forma de crear este tipo de interfaz es utilizando el depsito

de iconos del programa, creando dibujos con el mismo, o

tambin exportando imgenes de diferentes formatos al

proyecto, hasta que, con creatividad y dedicacin, se pueden

lograr interfaces altamente animadas e ilustradas, se pueden

aadir diferentes avisos, ventanas, efectos, etc. En fin, el

nivel de creacin de la interfaz depende de la profundidad

en el uso de Pac Display y creatividad del autor.

En el funcionamiento manual se intervino en la interfaz

agregando un efecto en los cambios de los valores de las

vlvulas, haciendo que se vean en caso de estar abiertas

(cero) una imagen con una vlvula en la posicin realista de

Abierto, y en caso de cerrado otra imagen diferente que demuestre como se ve la vlvula en una posicin realista,

por ejemplo:

Donde la Izq. Simula la abierta y la derecha la cerrada.

Tambin animacin para el llenado de los tanques, en donde

una variable va aumentando en funcin del tiempo, y esta

modifica la altura del elemento, haciendo que mientras

corre la simulacin en las condiciones deseadas, estas

variables cambien con el tiempo simulando los diferentes

sistemas de nuestro proceso. A continuacin se mostraran

las diferentes ventanas creadas en este proyecto en Pac

Display (A excepcin de la planta que ya fue mostrada):

- Consola o panel de control:

En esta se envan bits a algunas variables, y as cumplir

condiciones en la programacin, presionando botones,

escogiendo el tipo de funcionamiento (manual, off,

automtico)

- XCV100:

En esta se ilustra la vlvula XCV100 y se coloca un espacio

para vaciar la posicin que desea el usuario indicando o

haciendo referencia a la apertura de la vlvula, en nuestro caso

el espacio dice nivel pues se refiere a la altura del

Posicionador, es decir, cuando se encuentra en alto nivel, la

vlvula est muy abierta, y cuando se encuentra en bajo nivel,

la misma est muy cerrada.

- Unidades PR1, PR4 y PR5 Todas son iguales lo que cambia son sus variables y nombre

por lo tanto se anexa una sola imagen:

Se anexa un slider a su derecha para simular el efecto que

posee la vlvula que regula la presin que sale de la unidad de

regulacin.

- Bomba B100

En este caso, es similar a la vlvula XCV100 donde se

depositan los datos de (en este caso) la velocidad de la bomba.

- Compresor:

Esta ventana es solo para mostrar los datos que emite el

compresor a travs del manmetro a su derecha.

Ahora a nivel de control y programacin utilizando el

programa Pac Control del paquete Pac Project de la marca

Opto22

Funcionamiento:

Se crearon varias cartas de programacin, es decir, varios

charts, para una mejor comprensin del programa, y ms fcil

programacin, estos son:

- Chart Powerup: en donde inicia la estrategia, esta define las condiciones iniciales y provee la

distribucin del programa.

- Chart Llenado: este chart implementa la estrategia del llenado del tanque TQ1 cuando las condiciones son

iniciales, es decir, an no est dentro de ningn

proceso manual o automtico. Como el llenado de

TQ1 depende solo de HV0 entonces este proceso es

independiente y se realiza en paralelo con el resto de

los procesos.

- Chart del Sistema Neumtico: Esta carta inicia la estrategia del sistema neumtico, el cual en la interfaz

funciona agregando y modificando las variables que

se muestran sobre los manmetros.

- Chart del Sistema Manual: Este chart an no est completo pues en la condicin manual, son

numerosas las cantidades de combinaciones que

deben tomarse en cuenta para hacer funcionar todos

los sistemas de forma manual, sin embargo la mayor

parte de la planta est desarrollada, y utilizando los

bloques de condicin y opto script se emula muy bien

el funcionamiento de la planta presentada, a su vez,

este chart es el ms grande que tendr todo el

proceso.

Cabe destacar que la forma de programacin de este ltimo

chart y ms importante dentro del presente informe, fue con el

propsito de utilizar los bloques de condicin como

compuertas AND y OR para crear las secuencias funcionales

dentro de la planta, y al mismo tiempo continuar verificando si

las condiciones fueron alteradas por lo tanto de esta manera el

chart nunca dejara de correr y as se mantendr verificando si

hay alguna perturbacin de parte del usuario. Obviamente esta

prctica solo funciona suponiendo que las vlvulas son

abiertas a su totalidad, para hacer referencia a la funcin

lgica de ser 1 o 0.

En los Opto-Script se utilizaron los while, else-if, y

operaciones matemticas como sumas, restas y divisiones.

Para las animaciones y condiciones a cumplir tambin,

adicional a esto tambin se usaron los DELAYSEC(X) que

indicara un retardo para apreciar cmo funciona la animacin,

ya que sin estos el procesamiento es muy rpido y se podr

observar los cambios graduales sucesivos sobre las practicas,

ya que el procesamiento del computador es con creces mucho

ms rpido que la respuesta del ojo humano.

III. ERRORES COMUNES

Todos ellos son causados por el desconocimiento de las

capacidades del programa, el ms comn es intentar cubrir

todos los procesos en un solo chart, pero Pac Control posee la

capacidad de procesar dos chart al mismo tiempo e incluso

ms, lo que simplificara el diseo a nivel de programacin,

por ejemplo, en esta prctica se design un chart para el

sistema neumtico separado de cada proceso, pues este es el

mismo tanto en automtico como en manual, entonces al

momento de decidir si se usara la planta en modo manual o

automtico, adems de iniciar el chart correspondiente, se

iniciara el chart del sistema neumtico lo que significa, charts

en paralelo. Tambin otro error cometido es utilizar un exceso

de lneas de cdigo, es decir, se puede utilizar y es funcional

por igual, pero, Pac Project provee una cantidad de

herramientas para facilitar la comprensin del programa y el

diseo del mismo, lo que sera lgico pensar que al usar las

herramientas de modo ms eficiente, el trabajo diseado puede

ser mucho ms didctico a la hora de un hacer un proyecto

profesional para entregarlo a algn cliente (empresa, personas,

etc.).

Cmo evitarlos? Prov. 11:14 dice En la multitud de consejeros esta la sabidura. Es decir, si no se conoce algo, preguntar y aprender de otros de mayor nivel aumentara

tambin el nivel personal de aquel que desea crecer, tambin

leyendo los manuales de opto22 para Pac Project y

consultando la infinidad de material existente en la web sobre

estos programas, y por supuesto, experimentando con el

mismo, no hay nada mejor que la experiencia personal que se

puede hallar tratando con el programa y experimentando con

el mismo, los conocimientos empricos tambin son muy tiles

e importantes en el rea profesional, en conjunto con los

tericos.

IV. CONCLUSIONES

A travs de la experiencia adquirida realizando esta prctica se

comprendi que se necesita realizar, para virtualizar cada

proceso de la planta por separado, realizar muchos algoritmos,

inclusive para cubrir las zonas de seguridad donde se disparan

las alarmas, en fin, cada parte imaginable del funcionamiento

de la planta es posible utilizando el software que provee

Opto22, lo mejor de todo es, que al virtualizar utilizando la

interfaz, es posible controlar los elementos elctricos de la

planta en conjunto con el PLC de la misma marca y al mismo

tiempo censar cada valor que la planta fsica est dando, en

pocas palabras, este proyecto, no solo trata de emular el

funcionamiento, si no, tambin funcionar como una

plataforma de control para el proceso de la misma planta y as

ayudar a futuros colegas estudiantes de la misma materia en su

estudio y as construir sobre los estudios de la misma planta.

V. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

- Clases de Control de procesos y cursos de Pac Project dictados por el profesor William Cuervo.

- Manuales de Pac Project de Opto22.