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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA
Unidad Profesional Adolfo Lpez Mateos
INTERFAZ HUMANO MQUINA (H.M.I.) PARA EL CONTROL DE MOVIMIENTO
T E S S
QUE PARA OBTENER EL TTULO DE
INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIN
P R E S E N T A
MARIBEL ALEJANDRA CORONA CALDERN
MXICO, D.F. OCTUBRE DE 2009
AGRADECIMIENTOS
Pgina 1
Son tantas personas a las cuales debo parte de este triunfo, de lograr alcanzar mi
culminacin acadmica, la cual es el anhelo de todos los que as lo deseamos.
Definitivamente, Dios, mi Seor, mi Gua, mi Proveedor; sabes lo esencial que has sido en
mi posicin firme de alcanzar esta meta, pero a travs de esta, podr siempre de tu mano
alcanzar otras que espero sean para tu Gloria.
Mi hermano (eres el mejor hermano que alguien puede tener), mis padres y familia por
darme la estabilidad emocional, econmica, sentimental; para poder llegar hasta este logro,
que definitivamente no hubiese podido ser realidad sin ustedes. GRACIAS por darme la
posibilidad de que de mi boca salga esa palabraFAMILIA. Pero sobre todo a mi Madre y
Mamita, sern siempre mi inspiracin para alcanzar mis metas, por ensearme que todo se
aprende y que todo esfuerzo es al final recompensa. Sus esfuerzo, se convirtieron en tu
triunfo y el mo, LAS AMO.
A mi NOVIO Luis por su apoyo y amor incondicional, durante los grandes tropiezos y
alegras que pasamos durante la carrera y en el desarrollo de esta tesis, fuiste un pilar en
los nimos y desarrollo de esto, gracias y ser parte de mi vida, te amo.
A Ivn, la persona que fue mi apoyo durante este agradable y difcil periodo acadmico, por
ser MI AMIGO, y por seguir soportndome.
A todos mis amigos pasados y presentes; pasados por ayudarme a crecer y madurar como
persona y presentes por estar siempre conmigo apoyndome en todo las circunstancias
posibles, tambin son parte de esta alegra.
A mi asesor de tesis el M. en C. Juan Jos Muoz Cesar, por su constante y paciente
seguimiento, sus apreciados y relevantes aportes, crticas, comentarios y sugerencias
durante el desarrollo de esta investigacin, pero sobre todo por ser el ltimo escaln para
poder alcanzar este sueo, que ahora es una realidad.
Y a mis dos hijos por quienes he mejorada el valor y sentido de la responsabilidad.
Y a todos aquellos, que han quedado en los recintos ms escondidos de mi memoria, pero
que fueron participes en este sueo.
OBJETIVO
i
Objetivo
Implementar una Interfaz Humano Mquina (H.M.I.) en un Panel View Plus 1000 para
realizar el control y cambios de parmetros de un servodrive Ultra 3000 ambos de Rockwell
Automation Inc., donde desde la H.M.I. controlar y visualizar los parmetros del ultra 3000
por medio de de un cliente OPC, los cuales se reflejaran en el movimiento del servomotor.
OBJETIVOS PARTICULARES
ii
Objetivos Particulares
La presente tesis plantea cumplir los siguientes objetivos:
1. El manejo de un programa orientado a la construccin y diseo de Interfaces graficas.
2. Presentar las diferentes analogas de las Interfaces Graficas en la actualidad.
3. Mostrar las vas de funcionamiento de las vas de comunicacin y el fin que persiguen
cada una de ellas
4. Explicar las complicaciones ms comunes en la conexin entre dos hardwares.
5. Diseo de un a H.M.I. en el software RSview ME para el control del Ultra 3000.
6. La configuracin del Panel View Plus 1000 y Servodrive Ultra3000 para prcticas de
laboratorio.
JUSTIFICACIN
iii
Justificacin
En la bsqueda de la nueva tecnologa se pretende que el usuario, tenga ms facilidad de
disear y realizar actividades, es por eso que se decidi implementar una Interfaz Hombre
Mquina (H.M.I.) ya que actualmente la tecnologa va avanzando rpidamente, al operar
maquinaria de cualquier industria se realizaba con interfaces graficas muy arcaicas de las
cuales el hombre tena que intervenir frecuentemente para lograr realizar la tarea para la cual
fue diseada la interfaz.
A pesar de que las interfaces no eran, lo que son ahora, en aquel entonces ayudaron a muchos
hombres en su progreso, conforme al paso del tiempo las Interfaces Hombre-Mquina (H.M.I.)
fueron en base a su sistema de programacin las que modificaron la forma de trabajo y la
calidad de los productos que las personas consumen da con da.
Es importante que la industria mejore todos sus sistemas de procesos haciendo uso de la
nueva tecnologa. La revolucin industrial ha sido la precursora de que da con da exista la
mejora y diseo de maquinaria que facilite el trabajo de una empresa. Nuestro estudio de
trabajo como ya se ha mencionamos son Las Interfaces, Las cuales sin duda alguna han
mejorado varias cosas, como por ejemplo, la calidad del producto, rapidez, efectividad entre
otras. Las Interfaces Hombre Mquina son las que nos permiten una visualizacin, y
maniobra de los equipos industriales, ya que puede estar ms cerca del proceso.
Es por eso que se ha decidi desarrollar el tema de las H.M.I.`S, para conocer el manejo y
diseo de ellas en los ltimos avances de la tecnologa con respecto a la Industria.
Las Interfaz Hombre Mquina de nuestros das son ms fciles de controlar por las personas,
ya que la compleja programacin que se realiza hace que las interfaces lleven de la mano a su
operador para un trabajo satisfactorio
No dejemos de lado que los protocolos de comunicacin son bsicos en una H.M.I. ya que sin
ellos la interfaz no sera nada, ellos son los que logran la comunicacin entre cada equipo a
operar.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
iv
Planteamiento del Problema
Se cuenta con un equipo industrial (servo driver Ultra 3000) el cual controla un motor,
indicndole cuantas revoluciones por segundo debe dar y en qu momento ejecutarlas,
mediante un encord, el motor notificara cada cuando se realizara el movimiento, el servo
driver Ultra 3000 se programa en Ultrajare, este programa podremos insertarle cuantas vueltas
deseamos que realice, y de la misma forma el encord nos notificara si el equipo est
realizando lo que se le solicito, todo este procedimiento lo podemos visualizar en la pantalla
de nuestra computadora.
Se pretender controlar un motor y visualizar las seales del encoder, mediante una Interfaz
Hombre-Mquina, en la cual se pretende implementar las mismas aplicaciones que tiene el
sistema de programacin del servo driver Ultra 3000, esto dar ventajas notables sobre la
aplicacin en el control del servo driver, porque el panel podr controlar todo el movimiento
sin la necesidad de llevar nuevamente la computadora y modificar los parmetros de
movimiento si es que as se desea, el panel no importando a qu distancia se encuentre, podr
realizar dicha accin.
Para implementar la comunicacin de una H.M.I., se necesita seleccionara de varias empresas
ms conocidas en la industria el equipo ms adecuado y eficiente para el control de dicho
driver
La seleccin del equipo para la realizacin de una H.M.I. es bsica y depende de las
actividades que llevaras acabo, y que tipo de motores pretendas utilizar, ya que la H.M.I. que
se pretende realizar es con un Panel View para poder visualizar el proceso de un servodrive.
El saber sobre protocolos es bsico he importante ya que con ellos nos percatamos que tipo de
comunicacin se llevara a cabo dependiendo de qu tipo de equipo est utilizando.
CONTENIDO
v
Contenido
Objetivo .................................................................................................................................. i
Objetivos Particulares .......................................................................................................... ii
Justificacin ..........................................................................................................................iii
Planteamiento del Problema ................................................................................................ iv
Contenido .............................................................................................................................. v
ndice de tablas .................................................................................................................... ix
ndice de Figuras .................................................................................................................. xi
Captulo 1 Interfaz Hombre Mquina ................................................................................. 1
1.1 Introduccin ................................................................................................................ 2
1.2 Conceptos de interface ................................................................................................ 3
1.3 Interaccin hombre-mquina ..................................................................................... 4
1.4 Clasificacin de interfaz hombre-mquina ................................................................ 5
1.4.1 Por la forma de interactuar del usuario .................................................................... 5 1.4.2 Segn su evolucin ................................................................................................. 6
1.4.3 Interfaces de lnea de mandatos (Command-Line User Interfaces, CUI). ................. 6 1.4.4 Interfaces de mens. ............................................................................................... 6
1.4.5 Interfaces Grficas de Usuario (Graphical User Interfaces-GUI) ............................ 7 1.4.6 Interfaces de Usuario Orientadas a Objetos (Object Oriented User Interfaces,
O.O.U.I.S.). ..................................................................................................................... 8
1.5 Caractersticas de los sistemas con interfaces .......................................................... 10
1.6 Tipos de sistemas con interfaz hombre mquina ..................................................... 11
1.7 PROTOCOLOS DE COMUNICACIN ................................................................. 14
1.7.1 Niveles de abstraccin .......................................................................................... 15 1.7.2 Funciones de protocolo ......................................................................................... 16
1.7.2.1 Funciones del Protocolo ..................................................................................... 17
CONTENIDO
vi
1.8 Topologas de red ...................................................................................................... 18
Captulo 2 Seleccin del Equipo ......................................................................................... 20
2.1 Introduccin .............................................................................................................. 21
2.2. SIEMENS ................................................................................................................. 21
2.2.1. Beneficios............................................................................................................ 22
2.2.2. El Software .......................................................................................................... 23 2.2.3. Parte de la Totally Integrated Automation ............................................................ 23
2.2.4. Manejo y visualizacin intuitivos ......................................................................... 23 2.2.5. Caractersticas generales de los paneles SIMATIC............................................... 24
2.3. Mitsubishi ................................................................................................................. 27
2.3.1. Serie E (la interfaz entre el hombre y la tcnica) .................................................. 28 2.3.1.1 Serie E1000 ................................................................................................... 28
2.3.1.2 Serie MAC E ................................................................................................. 29 2.3.2. Serie de Terminales Graficas de Operaciones (G.O.T.) ........................................ 30
2.3.2.1 GT1020/GT1030............................................................................................ 31 2.3.2.2 Serie GOT1000 .............................................................................................. 34
2.3.2.3 Serie GOT900 ................................................................................................ 35 2.3.3. IPC industriales ................................................................................................... 37
2.3.4 Software ............................................................................................................... 38 2.3.4.1 Visualizacin ................................................................................................. 38
2.3.4.2 MX-Componentes .......................................................................................... 39 2.3.5 Programacin ....................................................................................................... 39
2.3.5.1 E Designer ..................................................................................................... 39 2.3.5.2 G.T. Works .................................................................................................... 39
2.3.5.3 Software MELSOFT - G.T. Works ................................................................ 39 2.3.5.3.1 Funciones ................................................................................................ 40
2.4 Schneider ................................................................................................................... 40
2.4.1 Magelis XBT GT .................................................................................................. 41
2.5. Rockwell Autmation (Allen Bradley) ....................................................................... 41
2.5.1. Comencemos describiendo los Paneles View plus 400 y 600 ............................... 42 2.5.2. Panel View Plus 700 a 1500................................................................................. 44
2.6. Seleccin del equipo .................................................................................................. 48
Captulo III: Instalaciones Tpicas del Equipo para Diferentes Aplicaciones .................. 51
CONTENIDO
vii
3.1. Introduccin: ............................................................................................................ 52
3.2. La pantalla tctil....................................................................................................... 52
3.3. Componentes modulares .......................................................................................... 53
3.3.1. La unidad base de configuracin .......................................................................... 53 3.3.2. El mdulo de la lgica contiene: .......................................................................... 53
3.3.3. Los mdulos y Compact Flash de la lgica .......................................................... 54 3.3.4. Los mdulos de la comunicacin ......................................................................... 54
3.4. Localizaciones ........................................................................................................... 55
3.4. Instalacin de P.V.P. de alta resolucin al aire libre ............................................... 56
3.5. Las herramientas requeridas para la instalacin .................................................... 57
3.6. Dimensiones .............................................................................................................. 60
3.7. Los equipos 1000 especificacin de terminales ........................................................ 61
3.7.1. Las conexiones AC .............................................................................................. 62
3.8. Conexin PC-PVP-Ultra3000................................................................................... 64
Captulo IV: DISEO Y CONFIGURACIN DE LA H.M.I. .......................................... 66
4.1 Creando la Aplicacin ............................................................................................... 67
4.1.1 Pantalla de men .................................................................................................. 69
4.1.2. Pantalla de fallas .................................................................................................. 72 4.1.3. Pantalla de posicin. ............................................................................................ 76
4.1.4. Modo de operacin indexado ............................................................................... 79 4.1.5 Posiciones home ................................................................................................... 87
4.1.6 Pagina de operacin .............................................................................................. 94
4.2. Configuracin de botones ......................................................................................... 99
4.2.2. Momentary Push Button .................................................................................... 102 4.2.3. Numeric input cursor ......................................................................................... 105
4.2.4. Numeric Display. ............................................................................................... 108 4.2.5. Control List Selector .......................................................................................... 110
4.2.6. List Indicator ..................................................................................................... 113 4.2.7. Rounded Rectangle ............................................................................................ 116
4.2.8. Move Up Button ................................................................................................ 118 4.2.9. Move Down Button ........................................................................................... 121
CONTENIDO
viii
4.2.10. Enter Button .................................................................................................... 124
4.2.11. Information Message Display .......................................................................... 126 4.2.13. Text ................................................................................................................. 127
4.2.14. Goto Display Button ........................................................................................ 129 4.2.15. Image .............................................................................................................. 131
4.2.16. Shutdown Button ............................................................................................. 132
4.3. Configuracin del equipo para su descarga sobre el Panel View Plus ................. 134
4.3.1 Configurando pantalla de Inicio .......................................................................... 134
4.3.2. Guardando Pantalla de Aplicacin ..................................................................... 135 4.3.3 Descarga del proyecto computadora-P.V.P. ........................................................ 139
Captulo V: Puesta en marcha y aplicacin ..................................................................... 146
5.1. Resultados ............................................................................................................... 147
5.2. Aplicacin a futuro ................................................................................................. 147
Captulo VI: Costos ........................................................................................................... 151
Conclusiones ...................................................................................................................... 154
Fuentes de Informacin .................................................................................................... 155
NDICE DE TABLAS
ix
ndice de tablas
Tabla 1 Principales diferencias entre GUI y OOUI .................................................................. 9
Tabla 2 Clasificacin de Sistemas ......................................................................................... 12
Tabla 3 Niveles del Sistema OSI ........................................................................................... 15
Tabla 4 Niveles del Sistema TCP/IP ...................................................................................... 16
Tabla 5 Software de configuracin de SIMATIC................................................................... 24
Tabla 6 Caractersticas principales de los Paneles ................................................................. 24
Tabla 7 Resumen de datos Tcnicos ...................................................................................... 25
Tabla 8 continuacin ............................................................................................................. 26
Tabla 9 Datos generales de los paneles de la serie GOT ........................................................ 33
Tabla 10 Funcionalidad bsica de las pantallas ...................................................................... 35
Tabla 11 Caractersticas de los paneles serie GOT900 ........................................................... 36
Tabla 12 Modelos de las serie IPC ........................................................................................ 38
Tabla 13 Tabla Comparativa de HMI`S ................................................................................. 50
Tabla 14 Espacio en la instalacin del PVP ........................................................................... 57
Tabla 15 Parmetros de conexin del PVP ............................................................................ 62
Tabla 16 Tipo de cableado .................................................................................................... 62
Tabla 17 Cable para conexin de tierra.................................................................................. 62
Tabla 18 Parmetros del Modo Indexing ............................................................................... 80
Tabla 19 Parmetros de Homing ........................................................................................... 88
Tabla 20 Costo de Equipo ................................................................................................... 152
Tabla 21 Costo de Diseo ................................................................................................... 152
NDICE DE TABLAS
x
Tabla 22 Costo de Papelera ................................................................................................ 152
Tabla 23 Costo de Servicios ................................................................................................ 153
Tabla 24 Costo Total del Proyecto ...................................................................................... 153
NDICE DE FIGURAS
xi
ndice de Figuras
Figura 1 Mouse uno de las diferentes Interfaz Hombre Mquina 3
Figura 2 Mens de Windows 98 6
Figura 3 Interfaz de Men de Windows Vista 7
Figura 4 Esquema de una Interfaz para un Sistema Semiautomtico 13
Figura 5 Estructura Jerrquica de la Comunicacin Industrial 17
Figura 6 HMI de Mitsubishi 27
Figura 7 Paneles de la serie E1000 de Mitsubishi 28
Figura 8 Paneles de la serie E1000 28
Figura 9 Paneles de la serie Mac E 29
Figura 10 Paneles de la serie GOT 30
Figura 11 Paneles de la serie GOT1000 31
Figura 12 Panel de la serie GOT1000 34
Figura 13 Panel de la serie GOT900 35
Figura 14 Monitores IPC 37
Figura 15 Pantallas Tctiles de Schneider 40
Figura 16 Panel View con pantalla tctil 43
Figura 17 Entradas de y ranuras de comunicacin de Panel View Plus 400 o 600 44
Figura 18 Panel View plus con teclado numrico 45
Figura 19 Penel`s View de las Series 700 a1500 47
Figura 20 Panel View Plus Tctil 52
Figura 21 Mdulos PVP 53
NDICE DE FIGURAS
xii
Figura 22 Vista trasera del panel View 58
Figura 23 Montaje de clips 58
Figura 24 Atornillado de los clips 59
Figura 25 Diagrama de atornillado 59
Figura 26 Pantalla Tctil 60
Figura 27 Conexiones de corriente 61
Figura 28 Conexiones de AC del PVP 63
Figura 29 Vista lateral del PVP 64
Figura 30 Conexin PC-PVP-Ultra3000 65
Figura 31 Inicio del programa 67
Figura 32 Creando nueva aplicacin 68
Figura 33 Espacio de trabajo RS View ME 68
Figura 34 Botn de estado mantenido 70
Figura 35 Botn de ir a 70
Figura 36 Botn de salir de proyecto 71
Figura 37 Pantalla inicial de men 71
Figura 38 Pantalla final de men 72
Figura 39 Espacio de trabajo RSViewME 73
Figura 40 Botn de estado momentneo 73
Figura 41 Indicador de lista 74
Figura 42 Insercin de Texto 74
Figura 43 Botn de ir a 74
NDICE DE FIGURAS
xiii
Figura 44 Pantalla inicial de Fallas 75
Figura 45 Pantalla final de fallas 75
Figura 46 Dispaly Numerico 76
Figura 47 Insercin de una figura rectangular 77
Figura 48 Insercin de texto 77
Figura 49 Botn ir a 77
Figura 50 Insercin de Imagen 77
Figura 51 Pantalla inicial de Posicin 78
Figura 52 Pantalla final de posicin 78
Figura 53 Modo Indexing 79
Figura 54 Botn Mantenido 83
Figura 55 Botn de Mantenido Momentneo 83
Figura 56 Display Numrico 83
Figura 57 Lista de Seleccin 84
Figura 58 Botn de deslizamiento hacia arriba 84
Figura 59 Botn de deslizamiento hacia abajo 84
Figura 60 Botn de enter 85
Figura 61 Funcion Texto 85
Figura 62 Botn ir a... 85
Figura 63 Boton de Imagen 86
Figura 64 Pantalla de Indexado inicial 86
Figura 65 Pantalla de indexado final 87
NDICE DE FIGURAS
xiv
Figura 66 Modo Homing 88
Figura 67 Boton de estado mantenido 90
Figura 68 Boton de Estado momentario 90
Figura 69 Display numrico 90
Figura 70 Lista de Seleccin 91
Figura 71 Botn mover hacia arriba 91
Figura 72 Botn Mover hacia abajo 91
Figura 73 Boton enter 92
Figura 74 Cuadro de Texto 92
Figura 75 Botn ir a 92
Figura 76 Funcin insertar imagen 93
Figura 77 Pantalla inicial de Homing 93
Figura 78 Pantalla Final de Homing 94
Figura 79 Botn de posicin mantenida 95
Figura 80 Botn de posicin momentnea 95
Figura 81 Display numrico 95
Figura 82 Funcin insertar figura rectangular 96
Figura 83 Seleccionando Message Display 96
Figura 84 Funcin Texto 97
Figura 85 Botn ir a 97
Figura 86 Funcin imagen 97
Figura 87 Pantalla inicial de operacin 98
NDICE DE FIGURAS
xv
Figura 88 Pantalla final de operacin 98
Figura 89 Propiedades de estado del botn mantenido 100
Figura 90 Propiedades de campo del botn mantenido 101
Figura 91 Propiedades generales del botn momentneo 103
Figura 92 Propiedades de estado del botn momentneo 104
Figura 93 Propiedades de conexin 105
Figura 94 Propiedades generales del cursor numrico 106
Figura 95 Propiedades numricas del cursor numrico 107
Figura 96 Propiedades de tiempo en espera de botones 107
Figura 97 Propiedades de campo del cursor numrico 108
Figura 98 Propiedades de conexin del cursor numrico 108
Figura 99 Propiedades generales del display numrico 109
Figura 100 propiedades de conexin del display numrico 110
Figura 101 propiedades generales de la lista de seleccin 111
Figura 102 Propiedades de estado de la lista de seleccin 112
Figura 103 Propiedades de tiempo en espera del boton de la lista de seleccin 112
Figura 104 Propiedades de campo de la lista de seleccin 113
Figura 105 Propiedades de conexin de la lista de seleccin 113
Figura 106 Propiedades generales de la lista indicadora 114
Figura 107 Propiedades de estado de la lista indicadora 115
Figura 108 Propiedades de conexin de la lista indicadora 115
Figura 109 Propiedades generales del rectngulo 116
NDICE DE FIGURAS
xvi
Figura 110 Animacin de objeto 117
Figura 111 Configuracin del tag de animacin 118
Figura 112 Propiedades generales del botn para el movimiento vertical hacia arriba 119
Figura 113 Propiedades de etiqueta del botn de movimiento vertical hacia arriba 120
Figura 114 Tiempo de espera del boton de movimiento vertical hacia arriba 121
Figura 115 Propiedades generales del movimiento vertical hacia abajo 122
Figura 116 Propiedades de etiqueta del botn de movimiento vertical hacia abajo 123
Figura 117 Propiedades de tiempo de espera del botn del movimiento vertical hacia abajo 123
Figura 118 Propiedades generales del botn enter 124
Figura 119 Propiedades de etiqueta del botn enter 125
Figura 120 Propiedades de campo del botn enter 126
Figura 121 Propiedades generales del display informativo 127
Figura 122 Propiedades generales de la funcin texto 128
Figura 123 Propiedades da campo de la funcin texto 128
Figura 124 Propiedades Generales del botn Goto 129
Figura 125 Propiedades de etiqueta del botn Goto 130
Figura 126 Ventana de listado de imgenes 131
Figura 127 Ventana de archivos 132
Figura 128 Propiedades generales del botn Shutdown 133
Figura 129 Propiedades de etiqueta del botn Shutdown 133
Figura 130 Men explorador del RS View ME 134
Figura 131 Ventana de Startup 135
NDICE DE FIGURAS
xvii
Figura 132 Men Explorador del RS View ME 136
Figura 133 Men explorador de displays 136
Figura 134 Listado de Untitled 137
Figura 135 Ventanas de nombrado a pantalla 137
Figura 136 Guardando nombre de Pantallas 138
Figura 137 Guardando pantallas con nombres deseados 138
Figura 138 Agregando equipo 139
Figura 139 Comunicacin disponible 140
Figura 140 Agregando hardware 140
Figura 141 Insertando direccin IP 141
Figura 142 Corriendo Proyecto 142
Figura 143 Proyecto en ejecucin 142
Figura 144 Creando archivo runtime 143
Figura 145 Opcin de Transferencia 143
Figura 146 Ventana de transferencia 144
Figura 147 Corte a Longitud 148
Figura 148 Ventana de Indexado final 149
Figura 149 Secuencias de movimiento para corte a longitud 150
Figura 150 Configuracin de la salida de corte a longitud 150
CAPTULO I Marco Terico
Pgina 1
Captulo 1 Interfaz Hombre Mquina
CAPTULO I Marco Terico
Pgina 2
1.1 Introduccin
Sin darnos cuenta las interfaces nos han rodeado poco apoco se han convertido en parte
cotidiana de nuestra vida. Cuando enciendes la televisin con el control remoto, cuando
encendas la radio para escuchar msica o en la lavadora de tu hogar.
Nos percataremos de cmo las interfaces han evolucionado atreves del tiempo e interfiriendo
en nuestras actividades. Sabemos que como todo las interfaces van progresando y por lo
mismo nunca dejan de estar en renovacin. tenemos en cuenta que para mejorar tenemos que
estar haciendo experimentos combinando lo uno con lo otro para que este tipo de
combinaciones nos llegue a dar resultados innovadoras, donde los dispositivos de
intercambio son tiles , pero de la misma forma existen veces en las que este tipo de
conjunciones son completamente deficientes. Es as como todo tipos de comunicacin ha ido
evolucionando.
Nos interesan las interfaces como totalidad: por costumbre o por mtodo escribe el francs
Eric Landowski ``las tijeras se han convertido en el principal instrumento del investigador ``
(1990). Separa la interfaz del video juego de la interfaz de un software aplicativo, al menos en
una primera fase de acercamiento a la problemtica de la interactividad con las mquinas
digitales, significa aislar elementos que forman un sistema, fragmentando las relaciones que
los conectan entre s. Las interfaces como los mitos de Levy Strauss se ``piensan entre si `` y
constituyen un complejo sistema que remite del simulador de vuelo a la enciclopedia
multimedia y del procesador de textos de electrodomsticos
El investigador de los equipos digitales de interaccin no puede escapar de los sistemas
generales de las interfaces
Una idea que atraviesa este viaje constituye a nuestro entender la principal discusin sobre la
interaccin Persona-Computadora (Hunan-Compute Interaccin): a diferencia de lo que
sostiene la mayor parte de los diseadores y tericos, creemos que las interfaces no son un
lugar transparente y neutral donde el usuario interacta de manera automtica con un texto ya
sea escrito o multimedia.
CAPTULO I Marco Terico
Pgina 3
Si bien es cierto que las interfaces no solo conversan con los humanos, sino que tambin lo
hacen entre ellas esto significa que no pueden ser aisladas de su universo interactivo
Por lo tanto el dialogo entre las interfaces digitales y los dispositivos interactivos del mundo
real que utilizamos cotidianamente asume un rol
1.2 Conceptos de interface
Existen varios conceptos de interfaces, que a continuacin se presentarn.
Lewis y Rieman definen a las interfaces hombre-mquina aquellos canales por los cuales la
computadora nos permite comunicarnos con ella, tal es el caso de los mens, ventanas,
teclado, ratn como se puede apreciar en la figura 1, entre otros.
Figura 1 Mouse uno de las diferentes Interfaz Hombre Mquina
Se puede decir que la interfaz hombre-mquina es un sistema de traduccin, porque la interfaz
facilita la comunicacin de un usuario con una mquina, tomemos en cuenta que la personas al
ver verbo-icono entienden lo que se les pide, y los procesadores de las mquinas se comunican
en binario
Hablando en trminos tcnicos definiremos una interfaz hombre-mquina (H.M.I.), como el
conjunto de componentes empleados para comunicarse con las mquinas, donde el usuario
controlara y dirigir mediante instrucciones (entradas).
CAPTULO I Marco Terico
Pgina 4
Las entradas son introducidas por medio de dispositivos como: el teclado, el cual emitir una
seal que ser procesada por la computadora, de la computadora ser enviada por un bus y
controlada por la unidad de proceso central. Una vez que las seales son recibidas, estas
emiten los resultados mediante seales electrnicas (salidas) que son transmitidas por el bus a
uno o ms dispositivos como las pantallas o actuadores.
Entonces definimos a una interfaz de software aquella en la cual el usuario interacta, la
interfaz de software tambin va de la mano con la estructura y el cdigo. La interfaz incluye
pantallas, ventanas, controles, etc., entonces se dice que cualquier cosa con la que el usuario
interacta es parte de la interfaz.
Una interfaz inteligente, permite que el usuario realice sus trabajos y tareas de una manera ms
eficiente, en lugar de que el usuario se ajuste al software, la interfaz inteligente est pensada
para las personas que la vana utilizar.
La idea fundamental en el concepto de interfaz es el de mediacin, entre hombre y mquina.
1.3 Interaccin hombre-mquina
Se entiende como interaccin hombre-mquina a la combinacin de unos o varios seres
humanos con uno o ms componentes, proporcionando entradas y obteniendo resultados
(produccin).
Esta interaccin nos ayuda a entender y mejorar las nuevas tecnologas, y de esta manera
obtendremos un trabajo con eficiencia y calidad en cualquier proceso, en el cual se pretende
tenga menos errores que los procesos con los que contamos en la actualidad. La humanidad se
ha tenido que estar relacionando cada vez ms con las Mquinas por las siguientes dos
razones:
Ergonoma: proceso de diseo para el uso humano, abarca tambin mtodos operacionales y
procedimientos tales como comprobacin y evaluacin de estos artculos, as como de
creacin de ayudas al trabajo y materiales de adiestramiento.
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Mquina: consiste en prcticamente cualquier objeto fsico, aparato, equipamiento, medio de
trabajo, etc., que la gente emplee para realizar cualquier actividad dirigida o para llevar a cabo
cualquier propsito deseado o desempear alguna funcin.
Se sabe que el inters en la creacin de interfaces ha crecido notablemente, lo nico malo es
que la este tipo de estudio solo ha sido dirigido programadores, que son hbiles en la
interaccin con el ordenador.
Slo algunos de los ms recientes estudios se ocupan ms especficamente de los usuarios
casuales o principiantes, los cuales a la actividad de resolver problemas. En otras palabras, se
est haciendo necesario el que la dificultad de interactuar con las Mquinas sea menos
compleja,
1.4 Clasificacin de interfaz hombre-mquina
Cuando hablamos de tipo de interaccin con el usuario nos encontramos varias interfaces.
Hardware: sistemas operativos, lenguajes de programacin, aplicaciones. Software: ratn,
teclado, monitor, puertos, de las cuales se desprendern otro tipo de clasificaciones.
1.4.1 Por la forma de interactuar del usuario
En este tipo de clasificacin nos encontraremos algunas:
Como son las alfanumricas, las cuales solo se comunicaran con el usuario mediante textos
Las Interfaces Graficas de Usuario (GUI, Graphics User Interfaces), las cuales nos permitirn
visualizar los objetos que se estn controlando.
Tambin contamos con las interfaces tctiles, en ellas tenemos el panel de control en una
pantalla la cual nos permitir activar y desactivar botones como si se accionara un control
fsico.
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1.4.2 Segn su evolucin
En este tipo de clasificacin contamos prcticamente con las interfaces diseadas en los
sistemas operativos, los cuales suelen interactuar con los usuarios expertos en programacin.
Por lo cual deducimos que las interfaces de evolucin van de la mano con la evolucin de
cada sistema operativo.
1.4.3 Interfaces de lnea de mandatos (Command-Line User Interfaces, CUI).
Este tipo de interfaz es muy caracterstico del sistema MS-DOS en el cual se introducan
lneas de comandos, estos comandos llevaban consigo instrucciones a ejecutar por el
programa, estas lneas de comendo se introducan mediante el teclado. La interfaz tipo CUI es
adecuado para usuarios expertos
1.4.4 Interfaces de mens.
Los mens son una lista de opciones que permiten al usurario navegar dentro de un sistema,
que nos llevan a nuevas rutas o nuevos mens, pero tambin nos ayudan a seleccionar
elementos con propiedades que los usuarios desean. Existen distintos tipos de mens. Los
primeros fueron los mens de pantalla completa, estructurados jerrquicamente como la figura
2 lo muestra
Figura 2 Mens de Windows 98
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Las interfaces de mens bien hachas, suelen ser usadas por usuarios no expertos en interfaces,
ya que son fciles de aprender, pero tambin existen mens ms complejos.
Actualmente las interfaces graficas u orientadas a objetos utilizan mens, ya que ningn estilo
de interfaz es exclusivo, y suelen ser ocupadas por otros estilos de interfaces, la figura 3 nos
muestra un ejemplo ms reciente de una interfaz de men.
Figura 3 Interfaz de Men de Windows Vista
1.4.5 Interfaces Grficas de Usuario (Graphical User Interfaces-GUI)
Desarrolladas originalmente por XEROX, aunque popularizadas por Apple y Apple
Macintosh, con xito debido en gran medida a su campaa publicitaria.
Aqu mostraremos tres estilos de interfaces graficas, que son:
Lo que t ves es lo que puedes conseguir (WYSIWYG What you see is what you get)
Manipulacin directa
Interfaces de usuario basados en iconos.
GUI nos visualizara el ordenador, datos y objetos y la interaccin con ellos, tambin nos
proporciona herramientas para realizar las operaciones con el fin de realizar una tarea.
Caractersticas de una GUI
Posee un monitor grfico de alta resolucin.
Posee un dispositivo apuntador (tpicamente un ratn).
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Promueve la consistencia de la interfaz entre programas.
Los usuarios pueden ver en la pantalla los grficos y textos tal como se vern impresos.
Sigue el paradigma de la interaccin objeto-accin.
Permite la transferencia de informacin entre programas.
Se puede manipular en la pantalla directamente los objetos y la informacin.
Provee elementos de interfaz estndar como mens y dilogos.
Existe una muestra visual de la informacin y los objetos (iconos y ventanas).
Proporciona respuesta visual a las acciones del usuario.
Existe informacin visual de las acciones y modos del usuario/sistema (mens,
paletas).
Existen controles grficos (widgets) para la seleccin e introduccin de la informacin.
Permite a los usuarios personalizar la interfaz y las interacciones.
Proporciona flexibilidad en el uso de dispositivos de entrada (teclado/ratn).
Una caracterstica importante es que el GUI permite manipular los objetos e
informacin de la pantalla, no slo presentarla.
Las GUI tienen el estilo de trabajar en objeto-accin y no accin objeto como lo hacen las
CUI, en las GUI primero se selecciona el objeto y enseguida se dicta la accin a realizar, esto
diseado de esta manera ya que para el usuario resulta ms natural.
1.4.6 Interfaces de Usuario Orientadas a Objetos (Object Oriented User Interfaces,
O.O.U.I.S.).
Es una interfaz parecida a las G.U.I.`S, pero estas se enfocan en interfaz orientada a la
aplicacin, en cambio las O.O.U.I.`S estn orientadas a objetos.
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La tabla 1 nos muestra las diferencias entre estas dos interfaces.
Tabla 1 Principales diferencias entre GUI y O.O.U.I.
El objetivo de O.O.U.I. es que el usuario se concentre en su trabajo a realizar, las O.O.U.I.
trabajan en la interaccin de objeto-accin, sabemos de antemano que las GUI tambin lo
hacen pero estas tambin mezclan un poco de accin-objeto, en los O.O.U.I. en lugar de contar
con ventanas tenemos visualizaciones contextuales.
Algo complicado en una interfaz es diferenciar entre los objetos y las vistas, donde el objeto
debe de estar familiarizado con el usuario.
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Un ejemplo de lo que se pretende con una interfaz O.O.U.I. es el considerar un documento
como un objeto sobre el cual realizar tareas tales como incorporar grficos y textos, sin
necesidad de usar programas distintos para cada una de ellas. Estos programas suelen tener
funciones que se solapan, con el consiguiente gasto extra en espacio.
Actualmente existe una mezcla de productos orientados a la aplicacin y al objeto, aunque se
est produciendo una migracin a estos ltimos. Las aplicaciones estn dejando paso a
conjuntos de objetos.
1.5 Caractersticas de los sistemas con interfaces
Todos los sistemas tienden a tener caractersticas en comn. Todo sistema tiene un objetivo el
cual pretende realizar, teniendo ya por hecho que se estarn considerando las especificaciones
a satisfacer.
Se pretende que se expongan las especificaciones de lo que se desea antes de realizar el
diseo de lo que se desea, tamao, si es redondo, grande o chico, etc., definir que corresponde
a ingeniera y que a diseo ergonmico.
Las funciones operacionales y sus componentes: Se necesita dejar en claro cules son las
funciones operacionales del sistema a las cuales se les suele llamar organigrama, este consiste
en una representacin en bloques de un diagrama esquemtico, donde cada funcin se le es
asignada a un componente fsico o personal.
Al igual existen sistemas en que la correspondencia uno a uno entre funciones y componentes
del sistema no puede aplicarse en su totalidad. La ejecucin de cualquier funcin operacional a
su vez acarrea tpicamente una comunicacin de cuatro funciones bsicas ms que son:
Sentido (recepcin de informacin): En esta funcin trabaja sobre la informacin que recibir
de los diferentes equipos o personal que le entrega informacin, como es el caso de un avin
cuando recibe rdenes de la torre de control del aeropuerto. Pero sabemos tambin que puede
CAPTULO I Marco Terico
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recibir informacin interna por alguna anomala que se llegue a presentar ya sea mediante un
feedback un sistema de almacenajes.
Los humano perciben mediante los sentidos del tacto, gusto, olfato, etc., pero las mquinas
perciben mediante los sensores como son los elctricos o fotogrfico.
Almacenaje de la informacin: En las personas es la memoria de lo aprendido, y en una
mquina se guarda en diferentes componentes fsicos y de forma codificada
Procesamiento de la informacin y decisin: En esta funcin se realiza la decisin de si se
ejecuta la accin o no ya que es aqu donde se toma en cuenta la informacin recibida y la
informacin almacenada.
Cuando estamos trabajando con mquinas, se realiza un proceso de informacin y
dependiendo de esta la mquina realizara la operacin como su programacin lo dicta, otras
informaciones solicitan el uso de computadoras o circuitos elctricos.
Funciones de accin: Son las acciones que se decidieron realizar, y son de tipo accin de
control fsico, como la activacin de el manejo, movimiento o alteracin de materiales, y tipo
accin de comunicacin ya sea por la voz, grabaciones entre otros, y estas funciones nos dan
como resultado en algunas ocasiones acciones fsicas.
1.6 Tipos de sistemas con interfaz hombre mquina
Comenzaremos mencionando las diferencias entre un sistema de bucle abierto y uno bucle
cerrado. El sistema de bucle cerrado es continuo el cual tambin requiere de control, este
sistema exige retroalimentacin (feedback) para la operacin, porque en caso de que exista una
falla el feedback la corregir.
En cambio un sistema de lazo abierto no necesita control y no tiene una retroalimentacin, en
dado caso de que exista una falla en el sistema, solo se podr realizar una mejora de l, ya que
el sistema no la corrige.
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Los sistemas los podemos clasificar por los grados de control que el hombre ejerce sobre la
mquina, la tabla 2 nos muestra la manera de clasificar los sistemas con H.M.I.
Tabla 2 Clasificacin de Sistemas
Sistemas Manuales:
En este tipo de sistemas el operador es el que realiza la adquisicin y la emisin de
informacin para poder controlar el proceso en general, es l quien enciende u apaga el
equipo, ayudndose de herramientas manuales y otras pequeas ayudas.
Sistemas Mecnicos:
Son tambin conocidos como sistemas automticos, se componen de partes fsicas bien
integradas y diseadas para realizar funciones con ligeras variaciones.
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En este caso la energa la proporciona la mquina y el operador solo controla por medio de
mecanismos modificadores, en el proceso la maquinaria a controlar suele estar enlazada por
cables, pistas, conductos, etc.
Figura 4 Esquema de una Interfaz para un Sistema Semiautomtico
La figura 4 nos muestra como el operador enva informacin mediante un display, este emitir
seales a las mquinas, estas a su vez emitirn informacin a los instrumentos de medicin,
los cuales el operador leer y dependiendo de la lectura que obtenga, realizara sus acciones de
control.
Sistemas Automticos:
Cuando hablamos de un sistema automatizado, se entiende que el sistema realiza todas las
funciones operacionales, emite y recibe informacin, y de ellas realiza su toma de decisiones y
acciones, en este sistema es comn que est totalmente automatizado par tomar medidas y
resolver las contingencias que se presenten.
Es importante mencionar que no es de total confianza, ya que siempre se necesitara personal
que verifique y revise errores, sobre todo el mantenimiento de la maquinaria es siempre
necesario. De hecho dentro de cualquier sistema dado, los diferentes componentes pueden
variar en el grado de sus caractersticas manuales frente a las automticas.
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1.7 PROTOCOLOS DE COMUNICACIN
El protocolo de comunicacin son reglas que especifican como se debe de dar el intercambio
de informacin durante la comunicacin entre los equipos que forman parte de una red
Los protocolos son reglas de comunicacin que permiten el flujo de informacin entre
computadoras distintas que manejan lenguajes distintos, por ejemplo, dos computadores
conectados en la misma red pero con protocolos diferentes no podran comunicarse jams,
para ello, es necesario que ambas "hablen" el mismo idioma, por tal sentido, el protocolo es el
encargado de realizar esta funcin.
Los Sistemas de Comunicacin proporcionan una base sobre la cual se desarrollan las
estrategias de automatizacin
Los sistemas de comunicacin industrial son mecanismos de intercambio de datos
distribuidos en una organizacin industrial
Intercambio de datos on-line y, en los niveles inferiores de la pirmide (sensores,
actuadores, mquinas, clulas de fabricacin, etc.), se exige el requisito de tiempo
real.
Intercambio de datos eficiente y de bajo coste temporal y econmico
Los procesos de tiempo real requieren una acotacin determinista mxima de sus
tiempos de ejecucin
El objetivo primario del sistema de comunicacin es el de proporcionar el intercambio de
informacin (de control) entre dispositivos remotos
Este intercambio de informacin puede realizarse en base a distintas tecnologas:
Comunicacin punto a punto analgica
Comunicacin punto a punto digital
Comunicacin punto a punto hbrida
Comunicacin digital con bus de campo
Las tecnologas avanzadas admiten obtener prestaciones adicionales
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Importancia de las redes industriales
El control tiende a distribuirse.
Los sistemas productivos actuales necesitan un gran flujo de informacin.
Sistemas de informacin: bases de datos corporativa
Dispositivos grficos: supervisin, paneles H.M.I.
Diagnsticos avanzados
La red de comunicaciones se ha convertido en una parte indispensable en el diseo del
sistema de control.
El modelo de red utilizado influye poderosamente en las prestaciones del sistema de
control utilizado
1.7.1 Niveles de abstraccin
En el campo de las redes informticas, los protocolos se pueden dividir en varias categoras,
las dos ms conocidas son el sistema O.S.I. y el T.C.P./IP.
El sistema de rad de nivel O.S.I. se diseo para que los equipo industrial es de diferentes
compaas tuviesen la oportunidad de comunicarse entre s, el sistema O.S.I. cuenta con siete
niveles de para realizar la transmisin de datos, tabla 3.
Tabla 3 Niveles del Sistema O.S.I.
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El sistema T.C.P./IP fue para ser utilizado por militares, los cuales pretenda crear una
comunicacin eficiente, en la cual si algunas de sus nodos fallaban la comunicacin no se
interrumpiera, siempre y cuando las computadoras emisora y receptora se encontraran
encendidas.
EL sistema T.C.P./IP cuenta con 4 niveles para realizar su comunicacin en la tabla 4 se
pueden visualizar.
Tabla 4 Niveles del Sistema T.C.P./IP
1.7.2 Funciones de protocolo
Funciones ms importante:
Control de errores:
Control de Flujo
Control de Congestin
Estrategias de encaminamiento
Control de Errores:
Protege integridad de los datos del usuario y de los mensajes de control.
Control de Flujo y Congestin:
Permite a la red compartir sus recursos entre un gran nmero de usuarios, entregando a cada
uno un servicio satisfactorio sin que sus operaciones corran peligro.
Estrategias de Encaminamiento:
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Permite optimizar la utilizacin de los recursos de la red, aumentando la disponibilidad de los
servicios de la red al proveer caminos alternativos entre nodos terminales.
1.7.2.1 Funciones del Protocolo
Un proceso recibe un mensaje lo procesa y enva una respuesta, sin que exista relacin entre
ste evento y otro anterior o posterior.
El proceso origen, conocer la direccin del proceso destino y la incluir en el mensaje.
Esta direccin, identificar nicamente a un procesador, quin conocer al proceso destino.
El originador cuando despacha un mensaje, entre un estado de espera de respuesta en una de
sus puertas.
Figura 5 Estructura Jerrquica de la Comunicacin Industrial
El proceso destino ejecuta la funcin especificada en el mensaje, construye la respuesta (con
resultados y direccin del origen) y enva el mensaje respuesta por una puerta de salida,
(quedando libre para aceptar otro mensaje).
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La respuesta llega al originador, quien realiza un chequeo para asegurarse que viene del lugar
correcto antes de aceptarla, luego, pasa al estado "no espera respuesta" en esa puerta de
entrada.
Este es un protocolo muy simple, necesita de la sintaxis para definicin de formatos de los
mensajes y una semntica muy simple.
Debe considerarse el hecho que, la red introduce demoras causadas por congestin,
encaminamiento, etc., e incluso puede ocurrir perdida del mensaje.
Para esto, el proceso que realiza la consulta deber tener un reloj (timer) el que ser activado
al enviar el mensaje. El reloj enviara una seal al expirar el tiempo indicado en la activacin
indicando que la respuesta no lleg en el tiempo esperado por lo que el mensaje deber ser
retransmitido.
1.8 Topologas de red
En la industria las conexiones entre los diferentes dispositivos es mediante redes de
comunicacin, las cuales tiene diferente topologa o formas de conectarse, las topologas de
redes existentes son:
Redes de difusin:
Redes punto a punto
Topologa lgica
Topologa horizontal
Topologa jerrquica
Topologa en estrella
Topologa en anillo
Topologa en malla
Topologas hibridas
La red que se utilizara ser la
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Red punto a punto: Muchas conexiones entre pares individuales de mquinas. La
informacin puede pasar por varias mquinas intermedias antes de llegar a su destino. Se
puede llegar por varios caminos, con lo que se hacen muy importantes las rutinas de
enrutamiento o ruteo.
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Captulo 2 Seleccin del Equipo
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2.1 Introduccin
Debido a los procesos cada vez ms complejos y los cada vez mayores requerimientos a la
calidad, la industria de la automatizacin exige tambin una transparencia cada vez mayor de
las secuencias y procesos de control y de regulacin de mquinas e instalaciones.
La nueva era del control ofrece un amplio panorama de sistemas de control y de visualizacin,
empezando por las sencillas unidades de control de texto hasta los PCs industriales. Dentro de
las industrias de control nos ofrecen, grficas, de unidades de control con teclas funcionales o
pantallas tctiles, as como de PCs industriales en diversos modelos.
En este captulo realizaremos el anlisis de los diferentes tipos de H.M.I. con Panel View con
los que las empresas dedicadas a la fabricacin de equipo industrial cuenta, cabe mencionar
que solo se baso en la bsqueda en empresas ms conocidas en este mbito.
2.2. SIEMENS
En esta ocasin SIEMENS nos proporcionara equipo que es muy accesible para con respecto a
su colocacin en diferentes reas. Los cuales se mencionan a continuacin:
Push Button Panels (Paneles de pulsadores)
Los Push Button Panels (PP) una alternativa a los paneles de mando los cuales contaban con
cableado de forma convencional.
Pre-confeccionados para su conexin inmediata, estos paneles con conectividad a bus
permiten horros de tiempo en la conexin.
Micro Panels (Micro Paneles)
Estos paneles cuentan con visualizador de textos (T.D.), pantalla grafica, como los paneles de
operador (O.P.), con teclado de membrana o pantalla tctil (T.P.).
Mobile Panels (Paneles Mviles)
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Los paneles mviles permiten manejar y visualizar en el punto donde ocurre todo y con acceso
directo y contacto visual con el proceso. Ofrecen la posibilidad de cambiar las conexiones de
manera fcil y segura durante el funcionamiento (Mobile Panel 177 y Mobile Panel 277) o
bien la libertad de un entorno sin cables, lo cual permite utilizarlos de manera flexible en la
mquina o instalacin.
Panels (Paneles)
Paneles grficos con pantalla grfica para una representacin real de los procesos (en color),
bien como panel tctil (T.P.) con pantalla sensible al tacto, bien como panel de mando (O.P.)
con teclado de membrana, o bien como combinacin tctil/teclas.
Multi-Panels (Multi Paneles)
Serie 270/370
Tanto en la variante con pantalla tctil como con teclado de membrana se utilizan como los
paneles convencionales para manejo y visualizacin. Adems, los Multi Panels (M.P.) ofrecen
la posibilidad de instalar otras aplicaciones, permitiendo as, por ejemplo con el P.L.C. por
software WinAC M.P., integrar en una misma plataforma varias tareas de automatizacin.
WinAC M.P. 2007
El P.L.C. por software puede aplicarse en los Multi Panels de las series 270 y 370 (excepto en
el M.P. 370) y es apropiado para procesos complejos en los que deben solucionarse tareas de
control y visualizacin en un equipo.
Thin Client
Los SIMATIC Thin Client son puestos de mando econmico y robusto que ofrecen
funcionalidad de panel, en instalaciones grandes y amplias. Se utilizan en aplicaciones cliente
servidor.
2.2.1. Beneficios
Son robustos y compactos para aplicaciones de uso rudo en la industria.
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Cuentan con una proteccin en frente (IP65/NEMA 4), alta compatibilidad electromagntica,
resistentes a las vibraciones, los paneles SIMATIC son eficientes para el uso industrial, su
compacto tamao les crea la ventaja de ser colocados en lugares con espacios reducidos
2.2.2. El Software
SIMATIC WinCC es una herramienta homognea de los SIMATIC Panels, y de la misma
manera tenemos un software de visualizacin WinCC flexible runtime, existen variantes de
distinta categora. La configuracin de estos paneles es fcil y eficiente, y las configuraciones
pueden ser reutilizadas en los equipos de la misma familia.
2.2.3. Parte de la Totally Integrated Automation
SIEMEN cuenta con un sistema llamado Totally Integrated Automation que es parte del
complemento de SIMATIC WinCC, con este sistema la programacin y la gestin de datos
reduce los costos de ingeniera.
SIMATIC es un sistema abierto, esto quiere decir que tiene la capacidad de comunicacin con
equipos de otros fabricantes, ya que cuenta con una extensa gama de drivers muy fciles de
usar.
2.2.4. Manejo y visualizacin intuitivos
En base a sistema operativo Windows CE los Mobile Panels, Panels y Multi Panels de la serie
70, 170, 270 y 370 ofrecen modernas funciones de manejo y visualizacin aunadas con
caractersticas tales como robustez, estabilidad y simplicidad.
Para mayor flexibilidad y apertura al mundo ofimtico el hardware y el software ofrecen
puertos e interfaces estndar, ej. Para tarjetas multimedia/PC/CF, USB, Ethernet, PROFIBUS
D.P., scripts Visual Basic o controles ActiveX personalizables.
SIMATIC estn equipados a escala mundial (por su contenido de 5 idiomas online que son
chino, taiwans, coreano, japons o ruso) SIMATIC cuenta con prestaciones de servicio
tcnico y asistencias mundiales de SIEMENS
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2.2.5. Caractersticas generales de los paneles SIMATIC
En la tabla 5 siguiente nos mostrara el nivel de software con el que cuenta cada panel
dependiendo de su categora.
Tabla 5 Software de configuracin de SIMATIC
La tabla 6 siguiente nos muestra con los tamaos de pantalla con los que SIEMENS cuenta y
algunas de sus caractersticas principales
Tabla 6 Caractersticas principales de los Paneles
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La tabla 7 que a continuacin se presenta cuenta con los datos tcnicos de cada serie de
paneles con los que SIEMENS cuenta.
Tabla 7 Resumen de datos Tcnicos
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Tabla 8 continuacin
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2.3. Mitsubishi
Figura 6 H.M.I. de Mitsubishi
Mitsubishi en su desarrollo por una visualizacin en el proceso ms amigable, trabaja bajo el
concepto de Visin 1000. El concepto Visin 1000, se compone de tres series de
dispositivos
E1000,
IPC1000
GOT1000
Los cuales estn basados en tecnologas modernas, estos sistemas tienen en comn la
flexibilidad, son de carcter abierto, son universales y su facilidad de comunicacin con todos
los productos de Mitsubishi.
Mitsubishi nos muestra en la gama de productos ya mencionados, numerosas ventajas de
aplicacin
Sencilla manejabilidad y control de los procesos
Clara representacin de la secuencia de los procesos tanto en texto como en imagen
Creacin de informes para el control de la calidad e intercambio de datos de proceso
por medio de interfaces para el procesamiento ulterior
Avisos precisos e instrucciones en caso de errores
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Flexible, abierto y perfectamente compatible con todos los sistemas de automatizacin
de Mitsubishi
Utilizable universalmente gracias a su compatibilidad con sistemas de otros fabricantes
De esta forma mostraremos los equipos de paneles con los que cuenta Mitsubishi.
2.3.1. Serie E (la interfaz entre el hombre y la tcnica)
Figura 7 Paneles de la serie E1000 de Mitsubishi
Con la serie E100 Mitsubishi cuenta con 5 dispositivos en el rango de potencia superior, esta
serie de equipos cuenta con su amplias posibilidades de comunicacin, as como la diversidad
de idiomas y el soporte dual de drivers, figura 7 muestra un panel de la serie E.
2.3.1.1 Serie E1000
Figura 8 Paneles de la serie E1000
CAPTULO II Seleccin del Equipo
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Los equipos de la serie E1000 figura 8, cuenta con caractersticas muy modernas,
procesadores para aplicaciones complejas, y buena seguridad de datos, displays de alta
resolucin con 65536 colores, as como buena comunicacin y enlaces sencillos gracias a las
numerosas interfaces.
Cuentas con las siguientes funciones:
El nuevo diseo ergonmico facilita el manejo
Robusta carcasa de aluminio para duros entornos industriales
Displays T.F.T. de alta resolucin con 65536 colores e iluminacin de trasfondo
regulable para el empleo tambin en condiciones luminosas extremas
Nueva y potente CPU Intel XScale y Windows CE.NET
Puertos USB para accesorios estndar de PC y para el enlace al PC
Ranura para el empleo de tarjetas de memoria Compact-Flash
La serie E1000 est disponible en estos momentos en cinco modelos diferentes, las cuales se
basan en su tamao formas de controlar, 6,5", 10,4" y 15" con pantalla tctil y en el modelo de
6,5" y 10,4" con manejo mediante teclado.
2.3.1.2 Serie MAC E
Figura 9 Paneles de la serie Mac E
CAPTULO II Seleccin del Equipo
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En la Serie Mac E en la figura 9, contamos con diplays que se adapta a las indicaciones del
usuario, esto nos da como opcin el poder sustituir a un pupitre de mando.
Podemos realizar modificaciones de una manera sencilla en los datos del proceso, con la serie
Mac E tenemos una adaptacin ptima a los controles de Mitsubishi.
Esta serie cuenta con las siguientes funciones
Manejo convencional mediante teclas con soporte de texto o pantalla tctil
Procesamiento de recetas mediante teclado o mediante pantalla tctil y P.L.C.
Varios idiomas para las aplicaciones y para el software de programacin
Controlador (driver) para todos los P.L.C.`S de MELSEC, as como controladores para
otros fabricantes, tambin en el modo Dual Driver
Soporte Unicode Tecnologa I.T. (S.M.S., email, FTP, servidor de red)
La serie MAC E ofrece una amplia paleta de unidades de control para las aplicaciones
ms diversas.
2.3.2. Serie de Terminales Graficas de Operaciones (G.O.T.)
Figura 10 Paneles de la serie G.O.T.
La serie G.O.T. (figura 10) se caracterizan por contar con fciles indicaciones y una entrada
sencilla mediante la superficie tctil, cuenta con funciones como:
Vista general de las caractersticas del producto:
CAPTULO II Seleccin del Equipo
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Unidades de control completamente grficas
Entrada mediante la pantalla tctil y/o mediante teclado tradicional
Representacin analgica de valores de proceso
Procesamiento de recetas
Funcin de diagnstico P.L.C.
Enlace de todos los P.L.C.`S de MELSEC y drivers disponibles para dispositivos de
otros fabricantes
2.3.2.1 GT1020/GT1030
Figura 11 Paneles de la serie GOT1000
Los dispositivos de la serie GOT1000 cuentan con materia de potencia, representacin grfica
y funcionalidad en una carcasa atractiva y especialmente compacta y robusta. La figura 11 se
visualiza el equipo fsico.
La serie de los Micro G.O.T. cuenta con los GT1020/1030, presentndose con una pantalla
LCD monocromtica de 3,7 o 4,5 pulgadas, con pantalla tctil y retro iluminacin tricolor para
aplicaciones numerosas, esta serie es pequea en cuanto a tamao pero con grandes
capacidades.
La iluminacin tiende a ser seleccionada por el usuario, ya que cuenta con posibilidades de
cambiar el color dependiendo el modelo, como los colores rojo, naranja y verde o blanco, rosa
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y rojo. Esta funcin es posible ocuparla de modo que cuando el equipo est funcionando de
manera adecuada se tenga un color verde y rojo como seal de advertencia.
Tienen procesamientos de recetas y alarmas, para memorizar o intercambiar datos con una
computadora, la memoria integrada almacena 4000 direcciones.
Cuenta con sistema de proteccin con contrasea, tambin funciones como indicacin grafica,
representacin de datos, funciones de temporizacin y una alta velocidad de procesamiento.
Los GT1020/1030 pueden mostrar varios idiomas con distintas grafas para una gran cantidad
de pases.
Cuenta con conexin para la computadora por la parte posterior del G.O.T., donde el usuario
puede depurar y modificar y ordenarse en series de programa. Caractersticas generales:
Compatible con Unicode 2.1
Numerosas posibilidades de montaje
Conexin para el intercambio de datos con un P.L.C.
Interfaz para PC
Conexin mltiple econmica
Controlador de comunicacin
Pre-instalado OS con F.X. P.L.C. driver (ascendente con G.T. Designer2)
La tabla 9 mostrara en grandes rasgos con lo que cuenta los paneles de la ser G.O.T., para
realizar un seleccin del equipo basndose en funciones y caractersticas generales.
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Tabla 9 Datos generales de los paneles de la serie G.O.T.
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2.3.2.2 Serie GOT1000
Figura 12 Panel de la serie GOT1000
La serie GOT1000 (figura12) intenta satisfacer las necesidades del usuario, facilitando la
interaccin entre el hombre y la mquina empleando la tecnologa de punta. Entre las
especificaciones generales se cuenta con:
Displays de alta resolucin con hasta 65536 colores tambin para representaciones
complejas
Puerto USB en la parte delantera de las unidades de control
Transferencia y soporte de los datos de proyecto con tarjeta de memoria Compact-
Flash
Multilinge mediante Unicode 2.1
Esta serie comprende 4 modelos conectables a rede en tamaos 8.4, 10.4 y 12.1 pulgadas, y
dos modelos diseados para comunicacin serial con un display ms pequeo de 5.7 pulgadas
en colores blanco y negro.
La tabla 10 nos resumir datos tcnicos de la serie con respecto de las pantallas y conforme
operan con el usuario y su forma de comunicacin.
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Tabla 10 Funcionalidad bsica de las pantallas
2.3.2.3 Serie GOT900
Figura 13 Panel de la serie GOT900
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El manejo de la serie GOT900 (figura 13) es sencilla en conjunto de una mxima
funcionalidad y espacio minio. El display nos ayuda a representar secuencias de la mquina,
las cuales son asignadas por el personal de operacin.
Los dispositivos permiten la programacin libre de pantallas, as como funciones estndar.
Cuenta con la capacidad de guardar mximo 500 pantallas, de las cuales es posible visualizar
libremente 3 pantallas diferentes una sobre otra .Los productos que a continuacin se
presentan son de la serie GOT900, la tabla 11 como en las anteriores nos muestra sus
caractersticas principales.
Tabla 11 Caractersticas de los paneles serie GOT900
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2.3.3. IPC industriales
Figura 14 Monitores IPC
La serie IPC1000 est diseada para ser utilizada en cualquier rea de la planta de produccin,
ya que aguantan condiciones duras y desfavorables.
El software con el nombre MELSOFT, soporta los IPC, Mitsubishi ofrece varios
componentes de software al cuales se le puede integrar paquetes completos de visualizacin,
como los tipo scada. Estas IPC se integran de las siguientes caractersticas.
Vista general de las caractersticas del producto:
Gran seleccin de modelos
Diseos acreditados
Aparatos robustos para condiciones extremas
Valen para cualquier aplicacin
Todas las caractersticas de los productos se visualizan en la tabla 12.
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Tabla 12 Modelos de las serie IPC
2.3.4 Software
MELSOFT es el programa base de la visualizacin para la automatizacin de Mitsubishi con
el cual es posible aplicar de forma rpida y fiable de soluciones
2.3.4.1 Visualizacin
Para la visualizacin Mitsubishi nos ofrece MX4 u software de visualizacin diseado para la
serie IPC1000, es adecuado para las necesidades de cada usuario. Este software lo podemos
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encontrar en H.M.I. como una sencilla interfaz, hasta un complejo software de control de
procesos MX4-scada
2.3.4.2 MX-Componentes
Contiene la herramienta ActiveX la cual nos ayuda a unir sin problema alguno a los P.L.C.`S
de Mitsubishi con las computadoras, y para ello no es necesario crear complejos protocolos de
comunicacin, MX es ideal para las aplicaciones que requieren conexin con un P.L.C.
2.3.5 Programacin
2.3.5.1 E Designer
El software E Designer le permite al usuario crear aplicaciones sencillas para los paneles de la
serie MAC E. La funcin de administrador de bloques nos visualiza un grafica completa sobre
el proyecto, designer soporta todas las funciones de Windows para la edicin, adems de las
de documentacin y memorizacin.
2.3.5.2 G.T. Works
El software GOTWorks es la programacin para la serie G.O.T. de Mitsubishi, el cual incluye
funciones de procesamiento de la superficie de operacin, la comprobacin de errores, la
ayuda online y la documentacin del programa, lo cual permite una sencilla ejecucin del
usuario conforme al entorno de Windows.
2.3.5.3 Software MELSOFT - G.T. Works
GTWorks comprende la programacin de las unidades graficas de control de la serie
GOT9000 y GOT1000, con este software el usuario tiene las funciones del programa en la
mano, cuenta con una gran biblioteca de objetos y una sencilla gua de mens. El software est
disponible en idioma alemn e ingles.
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2.3.5.3.1 Funciones
Simulacin G.O.T. y P.L.C. integrada en el PC - no es necesario ningn hardware para
la comprobacin.
Soporta todos los dispositivos GOT9000 y GOT1000.
Gran biblioteca grfica de objetos; actualizaciones disponibles gratuitamente en
Descarga / Actualizaciones de software.
2.4 Schneider
Figura 15 Pantallas Tctiles de Schneider
La familia con la que Schneider la cual se puede ver en la figura 15 cuenta con terminales
graficas Magelis XBT GT las cuales las podemos encontrar en diferentes tamaos de 3.8, 5.7,
10.4, 12.1 y 15 pulgadas, combinan funcionalidad y rendimiento para mejorar la
productividad, son compactas, simples y robustas.
Suelen ser aplicadas a la industria maquinaria compacta en la cual se realiza el manejo de
materiales, alimentos; infraestructura y automatizacin de edificios.
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2.4.1 Magelis XBT GT
Facilidad de programacin y uso
Gran visibilidad con la pantallas tipo T.F.T. 65 536 colores, STN 4 096 con opcin de
color o Monocromtica 8/16 escalas de grises, segn el modelo.
Teclado analgico
Ajustes de brillantes y contraste
Multi-ventanas con pop-up hasta 40 fuentes (latn, japons, chino, etc.)
Facilidad en la puesta en servicio y programacin
Compacta
Montaje sencillo, no requiere herramientas
Puertos USB para conectar sus perifricos, e incrementar sus conexiones, y ahorrar
tiempo en la transferencia de informacin
Tarjeta Compact flash con capacidad de hasta 1Gb
Intercambiable con los modelos XBTG
Numerosos puertos de comunicacin (serial, USB, Ethernet,...)
Multi-enlace en todos los puertos de comunicacin
Novedades multimedia
Visualizacin y grabacin de imgenes cmaras de video incluyendo grabacin de
audio.
Visualizacin remota de su aplicacin en un buscador de internet.
2.5. Rockwell Autmation (Allen Bradley)
Rockwell Automation nos muestra una visin general de las pantallas tctiles con las que
cuenta para realizar aplicaciones.
Panel View 400 y 600
Panel View Plus 700 a 1500
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2.5.1. Comencemos describiendo los Paneles View plus 400 y 600
Esta serie la podemos encontrar en tamaos de 4 0 6 pulgadas, incluye modulo de lgica,
memoria y alimentacin de corriente (AC o D.C.) en la parte inferior del equipo.
El Panel View plus 400 tiene una presentacin con matices grises de fondo (320 x 240) con
teclado numrico, o tambin se encuentra a color pantalla tctil y teclado numrico.
El Panel View plus 600, el cual tambin se encuentra con matices gris de fondo (320 x 240), o
a color con teclado numrico o pantalla tctil.
El mecanismo de montaje requiere de un corte de dado sencillo sin herramientas especiales.
Cuenta con comunicacin de la unidad RS-232, puerto USB, Ethernet, una ranura compact
flash para transferencia de archivos y registro de datos. Estas unidades soportan un enlace de
red para mdulos de comunicacin opcional (DH-485, ControlNet, DeviceNET).
Para las comunicaciones con los presupuestos limitados que requiere comunicacin de P.L.C.
bsica, contamos con el puerto RS-232 o las ranuras de DH485, tambin para la comunicacin
contamos con el puerto de Ethernet.
Esta unidad proporciona comunicacin simultnea con redes mltiples para el control
distribuido.
Se especificara resumidamente a detalle lo que la terminal de cada equipo.
El Panel View ms 400 y 600 terminales se ofrecen:
Unidad base de configuracin
Mdulos de comunicacin.
Fuente de alimentacin de AC o D.C..
|Fondos gris o exhibiciones de color como la figura 17 lo muestra
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Figura 16 Panel View con pantalla tctil
Los equipos de Panel View plus 400 y 600 junto con sus terminales, son los dispositivos de
una H.M.I., con los cuales obtenemos diversas caractersticas.
Panel View ms 400 terminales
Graficas a color en matices de gris
Teclado numrico o teclado numrico con pantalla tctil
Panel View ms 600 terminales
Graficas a color en matices de gris
Teclado numrico o teclado numrico con pantalla tctil
Unidad configuracin
RS-232 slo
RS-232, Ethernet, y comunicaciones del mdulo interactan
Los mdulos de comunicacin nos informan de los equipos que sern aadidos a cada
una de nuestras entradas y de esta forma poder interactuar con el equipo
Potencia alimentadora, AC ( 85264V ) o D.C. ( 1830V )
La ranura de la tarjeta de Compact Flash, la cual nos ayuda a actualizar el panel
puerto de USB para unir ratones, teclado, impresor, lector de cdigo de barras, y otros
dispositivos
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Mismos recortes de panel como las 550 terminales de norma de Panel View, en la figura 18 se
pueden visualizar las conexiones.
Figura 17 Entradas de y ranuras de comunicacin de Panel View Plus 400 o 600
Se puede lograr una mejor eficiencia en cuanto a la capacidad de comunicacin, mediante la
unin de un modulo de comunicacin con un enlace de red de la unidad de configuracin del
Panel View Plus 400 y 600, y eso se logra con estas redes:
DH-485
DH+
Remoto yo/o (percha sencilla)
Aislado RS-232
DeviceNet
ControlNet
2.5.2. Panel View Plus 700 a 1500
El Panel View Plus y el Panel View Plus CE 700, 1000, 1250 y 1500 usan componentes del
modulo adicional teniendo en cuenta que tiene una configuracin flexible, los componentes
pueden ser ordenados como componentes separados o juntos.
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Tambin cuentan con equipo reemplazable 6.5, 10.4, 12.1 y 15.1 pulgadas con teclado
numrico como la figura 19 se visualiza o pantalla tctil, cuenta con opciones de cubierta
antideslumbrante para las diferentes condiciones ambientales en las que se desea colocar el
panel.
El diseo de instalacin es fcil, los cuales pueden ser instalados con el esfuerzo mnimo
usando un desatornillador.
Resumiendo los equipos cuentan con:
El mdulo de lgica viene norma con estas caractersticas.
Ethernet y RS-232 puertos de comunicacin incorporados
Dos puertos de USB para ratn y apoyo de teclado
Entrada de alimentacin, AC o D.C.
Enlace de red para el mdulo de comunicacin opcional
Ranura de Compact Flash para transferir archivos, datos de tala, o actualizaciones de
sistema
El modulo de lgica lo tienen disponible con o sin compact flash y lo que diferencia un Panel
View Plus de un Panel View Plus CE es el contenido de la compact flash
Figura 18 Panel View plus con teclado numrico
El software Factory Talk View ME est incluido en con el Panel View Plus y el Panel View
Plus CE, y el software de configuracin de terminales no requiere activacin. EL programa
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Factory Talk para crear aplicaciones y que las terminales corran junto con el programa se
obtiene por separado
El entorno de Windows CE.NET hace que la interfaz del programa Panel View Plus CE sea
ms familiar con el usuario.
De la misma manera que el sistema de Windows Ayuda con la plataforma CE.NET haciendo
funcionar el apoyo de dispositivos del sistema operativo CE.NET
Windows CE.NET sistema operativo proporciona los programas siguientes:
Los espectadores de archivo para la oficina de MS: Excel, palabra, PowerPoint
espectador de archivo P.D.F.
editor de texto de Teclado
aplicacin de Web Server
servidor de FTP
Apoyo para el marco de acuerdo de .NET
Algunas de las aplicaciones anteriores de software son incluidas en el Panel View ms
accesorio de CE CD.
Aqu se mostrara una visin resumida del Panel View 700, 1000, 1250, 1250H y 1500
Componentes del mdulo
Unidad de configuracin
Mdulos de comunicacin
Mdulo de lgica, norma o CE
Tipo de alimentacin, AC o D.C.
Muestre mdulos
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Figura 19 Penel`s View de las Series 700 a1500
El Panel View Plus 700 a 1500 (figura 20) son dispositivos para H.M.I. que ofrecen las
siguientes caractersticas:
Los mdulos de exhibicin de color grficos con teclado numrico, pantalla tctil, o
teclado numrico con pantalla tctil
La pantalla tctil resistiva de la palabra anloga
Las comunicaciones de Ethernet y de serial
El enlace de comunicacin del mdulo para la capacidad aadida fcil
Los mdulos de expansin de memoria para las actualizaciones de campo para 256MB
RAM y 512MB Compact Flash
Potencia alimentadora, AC ( 85264V AC ) o D.C. ( 1832V D.C. )
La tarjeta de Compact Flash ranura apoyos represente
Los puertos de USB proporcionan conexiones para teclado, ratn, e impresor
Biseles reemplazables de campo
Norma o mdulo de lgica de CE
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2.6. Seleccin del equipo
Para la seleccin del equipo de la H.M.I. se realizaran criterios de seleccin, dependiendo de
las caractersticas del driver, para as no tener problemas con lo que a su comunicacin y
funcionamiento se refiere.
Como primer punto y ms importante se decidi trabajar con un Panel View Plus 1000, dado
que el equipo fue proporcionado por parte de la escuela, para as poder trabajar de una manera
ms productiva, y as tener conocimientos tanto tericos como prcticos.
El driver que se va controlar tiene un numero de catalogo 2098-DSD-010-SE, con este nmero
se puede verificar que el tipo de comunicacin que trabaja este driver es va serial y
comunicacin sercos, por lo tanto la forma en que se va a controlara el driver ser por puerto
serial, ya que la comunicacin sercos en el ultra solo es para las sincronizacin de ejes con
equipos Compact Logix o Control Logix
Por consecuente se necesita que la H.M.I. incluya puerto serial.
Para el control del servo driver va serial se necesita conocer sus comandos de comunicacin
ASCII, estos comandos los podemos obtener del documento Ultra 3000 Host Commands for
Serial Comunication con numero de publicacin 2098-RM003A-EN-P octubre 2001, en
donde se detalla el diseo, la programacin y localizacin de los comandos ASCII para la
comunicacin serial con el Ultra 3000.
Basndonos en la nota de aplicacin con nmero de publicacin 2098-AT010A-EN-P
Noviembre 2004 la cual se fundamenta en la comunicacin de un Ultra 3000 con una H.M.I.
de Allen Bradley, y que detalla lo requerido para hacer esta comunicacin como los software
necesitados que son el KePServer versin 4.0 y el RS View ME versin 3.0 o superior,
adems de que incluye el archivo de configuracin del puerto serial del Ultra3000.
Con la ayuda de esta nota de aplicacin y los puntos vistos anteriormente se decidi trabajar
con una H.M.I. de Allen de Bradley, ya que se cuenta con el archivo de configuracin del
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puerto serial del ultra 3000, el cual est configurado con el KepServer, que a su vez este ser
acoplado con el RS ViewME.
Despus de haberse tomado la decisin de realizar la H.M.I. con un equipo de Allen Bradley,
el cual ser el Panel View Plus 1000 tctil, la seleccin de es ms que nada por el tamao ya
que tomando en cuenta todas las especificaciones el funcionamiento con respecto a los dems
es similar.
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La tabla comparativa, describimos una de las opciones por las cuales se selecciono el equipo
del Panel View Plus 1000.
Tabla 13 Tabla Comparativa de H.M.I.S
MARCA Tamao
(plg.)
Comunicacin
PC-H.M.I.