AUTOMATAS PROGRAMABLES - LECCION 11
VISUALIZACION DEL PROGRAMA EN BASIC Y LAB VIEW

Habiendo definido qué es un lenguaje UML y dando determinados parámetros que nos serán útiles para puntualizar el programa de un PLC, debemos analizar los requerimientos y presentar un diagrama de clase como una solución general del problema. El diagrama de dominio muestra la principal clase del sistema y sus relaciones. El priemer paso para la construcción del diagrama de clase, es la identificación de los objetos involucrados.

INTRODUCCION

Para definir qué tipo de programa emplearemos para la operación de un PLC, es preciso tener en claro qué elementos tendremos para la operación del sistema de control. Los objetos activos son las perillas de comando del sistema, como “servicios” o elementos de apoyo contamos con un Conversor A/D - Conversor D/A del tipo “PCL-818L”. Los dispositivos físicos que permiten similar los procesos a ser controlados cuentan con un “simulador de proceso de temperatura” (descripto en Saber 212), un “simulador de proceso de nivel” (descripto en Saber 213) y una fuente de alimentación. Se emplea el concepto PID, contando con una barra de menú para visualizar lo que ocurre (tiempo transcurrido, indicador de progreso de tarea, etc.)

Los elementos visuales de la interfaz de usuario (Sintonización y Control) se muestran en las figuras 1 a 4. La interacción con el usuario se muestra con botones de comando y barras de menú. La figura 1 muestra la “Interfaz de Usuario Control de Temperatura”. En la figura 2 se grafica la “Interfaz de Usuario Control de Nivel”. En la figura 3 se da la pantalla correspondiente a la “Interfaz de Usuario Sintonización de Nivel” y en la figura 4 se puede ver la pantalla de la “Interfaz de Usuario Sintonización de Temperatura”.

 
CONSTRUCCION DEL DIAGRAMA DE CLASE:
EL DIAGRAMA DE CLASE DEL SIMULADOR
El usuario interactúa con el sistema por medio de la pantalla y del simulador (perturbaciones), éstos son, de algún modo, objetos activos. En la figura 5 vemos el diagrama de clase del Simulador, veamos los bloques más importantes:

Diagrama de Clase del Subsistema Simulador
El simulador es el que se encarga de generar la curva de reacción del proceso de temperatura. También es la que recibe la señal de control del sistema por medio del subsistema DAQ, a su vez envía la señal al sistema, y también lo hace, por medio del subsistema DAQ.

Este simulador además se encarga de recibir las perturbaciones generadas por los actores (usuarios).

Este subsistema está compuesto por dispositivos físicos (OPAMPS, Resistores, Condensadores, Transistores) que se encargan de realizar las tareas anteriormente dichas.

El subsistema DAQ PCL818L (figura 6) es el que se encarga de recibir la señal analógica (curva de reacción) del subsistema Simulador y convertirla a una señal digital ADC, luego esta señal será procesada en el sistema.

Una vez procesada será convertida nuevamente en una señal analógica DAC y enviada al subsistema Simulador.

La clase interfaz de usuario (figura 7) gobierna la interacción con el usuario. Este recibe la entrada del usuario a través de los comandos que se encuentran en la pantalla.

La idea abstracta del graficador es utilizada para visualizar las diversas señales obtenidas. Estas señales son:

  • Set Point
  • Temperatura
  • Señal de control

La interfaz de usuario también recibe las perturbaciones generadas por el agente en el subsistema Simulador. La interfaz de usuario reacciona a los eventos como el cambiar los parámetros PID, cambio de SETPOINT. En la figura 8 se grafica la representación visual de objetos y en la figura 9 se brinda el diagrama de clase del subsistema Interfaz de Usuario.

 
SOBRE HARDWARE Y SOFTWARE
Habiendo definido el entorno (los elementos) necesarios para enteder cómo se programa el PLC empleado como ejemplo en esta serie de artículos, debemos describir los recursos de hardware utilizados para el diseño. En nuestro producto final, el diseño del hardware es tan importante como el diseño del software.

La arquitectura física del Simulador, así como la arquitectura del DAQ PCL818L ya las hemos descripto cuando hablamos de los simuladores de temperatura y de nivel (vea Saber Electrónica 212 y 213).

El software de Control de Proceso no tiene requerimientos especiales de seguridad (passwords, control de tiempo, etc).

 
IMPLEMENTACION DEL SOFTWARE
La arquitectura deberá soportar un hardware externo siempre y cuando cumpla con las señales normalizadas para el control de procesos, mas no soportará alguna falla que dicho hardware ocasione.

Probablemente el usuario (actor), al agregar un hardware inapropiado dañará el sistema, lo que ocasionará una falla en la arquitectura del software.

La DAQ PCL818L accesará al sistema a través de la dirección de memoria del computador. No se requiere un modo especial de comunicación.

Un hardware empaquetado es un objeto software representado como un dispositivo de hardware. Se trata de una interface entre los objetos de la aplicación y los dispositivos físicos. El método de construcción de un hardware empaquetado comienza en el dispositivo de hardware. Una vez terminado el dispositivo de hardware (simulador), el dispositivo estará listo para ser usado.

El diseño detallado y la implementación del hardware ya lo hemos descripto en lecciones anteriores.

Uno de los requerimientos específicos para el desarrollo del programa es el conocimiento del algoritmo PID, teniendo en cuenta los tiempos de muestreo para el control de temperatura y también para el control de nivel.

Tenemos que asignar el alojamiento de los recursos de hardware y periféricos de los objetos.

Así tenemos que la tarjeta de adquisición de datos ocupará, en nuestro caso, la dirección 200H.

Podemos considerar que el producto final del programa “Controlador de Procesos Industriales” para un sistema informatizado es un programa que está contenido en la memoria volátil.

El programa deberá incluir algunos códigos para inicializar y chequear el hardware y arrancar el programa ejecutable realizando este test. Cuando el software ha sido completamente desarrollado y probado, puede ser generado a su ejecutable respectivo.

 
LENGUAJE DE PROGRAMACION Y HERRAMIENTAS DE SOFTWARE
Nosotros hemos elegido el lenguaje de programación Visual Basic 6.0. para implementar nuestro sistema. La decisión de la elección del lenguaje de programación para un sistema informatizado puede ser afectado por las características del hardware utilizado.

Usaremos las herramientas principales del Visual Basic como el compilador, componentes, objetos insertables y graficadores.

Habiendo dado estas definiciones, debemos comenzar con el diseño general del programa, tema que desarrollaremos en la próxima edición.

 
Sobre un trabajo del Ing. Fernando Ventura Gutiérrez
y la coordinación del Ing. Horacio D. Vallejo
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
FIGURA 4
 
FIGURA 5
 
FIGURA 6
 
FIGURA 7
 
FIGURA 8
 
FIGURA 9
 
FIGURA 10
 
PROMOCIONES