UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE QUITO

FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE CONTROL DE TEMPERATURA CON UNA INTERFAZ

DE PANTALLA TACTIL

TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO ELÉCTRICO

AUTOR: EDWIN JAVIER PICHUCHO TOCTO

DIRECTOR: ING. VICTOR VINICIO TAPIA.

QUITO, ECUADOR 2009

Ing. Víctor Vinicio Tapia Certifica: Haber dirigido y revisado prolijamente cada uno de los capítulos técnicos del informe de la monografía: “DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE CONTROL DE TEMPERATURA CON UNA INTERFAZ DE PANTALLA TACTIL”, realizado por el señor Edwin Javier Pichucho Tocto, previo a la obtención del Título de Ingeniero Eléctrico en la Facultad de Ingenierías. Por cumplir los requisitos autoriza su presentación Quito, 10 de Noviembre del 2009 ____________________________ Ing. Víctor Vinicio Tapia

DECLARACIÓN Yo, Edwin Javier Pichucho Tocto declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. ___________________________ Edwin Javier Pichucho Tocto

DEDICATORIA Dedico el presente trabajo de tesis a Dios que me dio las fuerzas la sabiduría para terminar este trabajo y a mis amados padres Susana y José por todo su apoyo y amor incondicional que día a día me brindan para ser alguien en la vida. Edwin Javier Pichucho Tocto

AGRADECIMIENTOS Mis más sincero agradecimiento a la empresa IANDCECONTROL S.A que confiaron en mi capacidad y me auspiciaron este trabajo de tesis, mi agradecimiento a mis maestros, que con paciencia y sin ningún interés compartieron sus conocimientos y experiencias, a mi director de tesis por su guía, consejos y apoyo durante el desarrollo de esta tesis, y a todas las personas que dieron su granito de arena desinteresadamente para la realización de este trabajo. Edwin Javier Pichucho Tocto

CAPITULO I 1.1 HMI (Interfaz Hombre Máquina) “La sigla HMI es la abreviación en ingles de Interfaz Hombre Maquina. Los sistemas HMI podemos pensarlos como una “ventana” de un proceso. Esta ventana puede estar en dispositivos especiales como paneles de operador o en una computadora. Los sistemas HMI en computadoras se los conoce también como software HMI (en adelante HMI) o de monitoreo y control de supervisión. Las señales del procesos son conducidas al HMI por medio de dispositivos como tarjetas de entrada/salida en la computadora, PLC’s (Controladores lógicos programables), RTU (Unidades remotas de I/O) o DRIVE’s (Variadores de velocidad de motores). Todos estos dispositivos deben tener una comunicación que entienda el HMI.1

Figura.1.1: Estructura del HMI. 1 http://iaci.unq.edu.ar/materias/laboratorio2/HMI\Introduccion%20HMI.pdf 2 

1.1.1 Tipos de HMI • Desarrollos a medida. Se desarrollan en un entorno de programación gráfica como VC++, Visual Basic, Delphi, etc. • Paquetes enlatados HMI. Son paquetes de software que contemplan la mayoría de las funciones estándares de los sistemas SCADA. Ejemplos son FIX, WinCC, Lab View, Wonderware, etc. 1.1.2 Funciones de un Software HMI 1.1.2.1 Monitoreo. Es la habilidad de obtener y mostrar datos de la planta en tiempo real. Estos datos se pueden mostrar como números, texto o gráficos que permitan una lectura más fácil de interpretar. 1.1.2.2 Supervisión. Esta función permite junto con el monitoreo la posibilidad de ajustar las condiciones de trabajo del proceso directamente desde la computadora. 1.1.2.3 Alarmas. Es la capacidad de reconocer eventos excepcionales dentro del proceso y reportarlo estos eventos. Las alarmas son reportadas basadas en límites de control pre-establecidos. 1.1.2.4 Control. Es la capacidad de aplicar algoritmos que ajustan los valores del proceso y así mantener estos valores dentro de ciertos límites. Control va mas allá del control de supervisión removiendo la necesidad de la interacción humana. Sin embargo la aplicación de esta función desde un software corriendo en una PC puede quedar limitada por la confiabilidad que quiera obtenerse del sistema. 1.1.2.5 Históricos. Es la capacidad de muestrear y almacenar en archivos, datos del proceso a una determinada frecuencia. Este almacenamiento de datos es una poderosa herramienta para la optimización y corrección de procesos. 1.1.3 Tareas de un Software de Supervisión y Control • Permitir una comunicación con dispositivos de campo. 3 

• Actualizar una base de datos “dinámica” con las variables del proceso. • Visualizar las variables mediante pantallas con objetos animados (mímicos). • Permitir que el operador pueda enviar señales al proceso, mediante botones, controles ON/OFF, ajustes continuos con el mouse o teclado. • Supervisar niveles de alarma y alertar/actuar en caso de que las variables excedan los límites normales. • Almacenar los valores de las variables para análisis estadístico y/o control. • Controlar en forma limitada ciertas variables de proceso. 1.1.4 Tipos de Software de Supe rvisión y Control para PC • Lenguajes de programación visual como Visual C++ o Visual Basic. Se utilizan para desarrollar software HMI a medida del usuario. Una vez generado el software el usuario no tiene posibilidad de re-programarlo. • Paquetes de desarrollo que están orientados a tareas HMI. Pueden ser utilizados para desarrollar un HMI a medida del usuario y/o para ejecutar un HMI desarrollado para el usuario. El usuario podrá re-programarlo si tiene la llave (software) como para hacerlo. Ejemplos son FIX Dynamics, Wonderware, PCIM, Factory Link, WinCC 1.1.5 Como facilitan las tareas de diseño los paquetes orientados HMI/SCADA • Incorporan protocolos para comunicarse con los dispositivos de campo más conocidos. Drivers, OPC • Tienen herramientas para crear bases de datos dinámicas • Permiten crear y animar pantallas en forma sencilla, • Incluyen gran cantidad de librería de objetos para representar dispositivos de uso en la industria como: motores, tanques, indicadores, interruptores, etc. 4 

1.1.6 Estructura general del software HMI Fig. 1.2: Estructura general del software HMI. El software HMI está compuesto por un conjunto de programas y archivos. Hay programas para diseño y configuración del sistema y otros que son el motor mismo del sistema. En la Fig.2. Se muestra cómo funcionan algunos de los programas y archivos más importantes. Los rectángulos de la figura representan programas y las elipses representan archivos. Los programas que están con recuadro simple representan programas de diseño o configuración del sistema; los que tienen doble recuadro representan programas que son el motor del HMI. Con los programas de diseño, como el “editor de pantallas” se crea moldes de pantallas para visualización de datos del proceso. Estos moldes son guardados en archivos “Archivo de pantalla” y almacenan la forma como serán visualizados los datos en las pantallas. 1.1.6.1 Interfaz Hombre: Es un programa que se encarga de refrescar las variables de la base de datos en la pantalla, y actualizarla, si corresponde, por entradas del teclado o el mouse. Este programa realiza la interfaz entre la base de datos y el hombre. El diseño de esta interfaz está establecido en el archivo molde “Archivo de pantalla” que debe estar previamente creado. 5 

1.1.6.2 Base de datos: Es un lugar de la memoria de la computadora donde se almacenan los datos requeridos del proceso. Estos datos varían en el tiempo según cambien los datos del procesos, por esta razón se denomina “base de datos dinámica”. La bese de datos está formada por bloques que pueden estar interconectados. La creación de la base de datos, sus bloques y la relación entre ellos se realiza a través de “editor de base de datos”. 1.1.6.3 Driver: La conexión entre los bloques de la base de datos y las señales de los procesos se realiza por medio de drivers. Estos drivers manejan los protocolos de comunicación entre el HMI y los distintos dispositivos de campo. Los drivers son entonces la interfaz hacia la máquina. 1.1.6.4 Bloques (tags): Como ya mencionamos, la base de datos está compuesta por bloques. Para agregar o modificar las características de cada bloque se utiliza el editor de la base de datos. Los bloques pueden recibir información de los drivers u otros bloques y enviar información hacia los drivers u otros bloques. 1.1.7 Las funciones principales de los bloques son: • Recibir datos de otros bloques o al driver. • Enviar datos a otros bloques o al driver. • Establecer enlaces (links) a la pantalla (visualización, teclado o mouse) • Realizar cálculos de acuerdo a instrucciones del bloque. • Comparar los valores con umbrales de alarmas • Escalar los datos del driver a unidades de ingeniería. Los bloques pueden estructurarse en cadenas para procesar una señal Figura 1.3. 6 

Figura 1.3: Estructura de bloques. 1.2 INTERFAZ: En el control automatizado de un proceso, es imprescindible un diálogo entre operador-máquina junto con una comunicación entre la máquina y el autómata, estas comunicaciones se establecerán por medio del conjunto de entradas y salidas del autómata. Los autómatas son capaces de manejar tensiones y corrientes de nivel industrial, gracias a que disponen un bloque de circuitos de interfaz de entrada / salida (E/S) muy potente, que les permite conectarse directamente con los sensores y accionamientos del proceso. De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces específicas permiten la conexión con elementos muy concretos del proceso de automatización. Se pueden distinguir entre ellas tres grupos bien diferenciados: Entradas / salidas especiales. Entradas / salidas inteligentes. Procesadores periféricos inteligentes.

1.2.1 Entradas / salidas especiales: Se caracterizan por no influir en las variables de estado del proceso de automatización. Únicamente se encargan de adecuar las E/S, para que puedan ser 7 

inteligibles por la CPU, si son entradas, o para que puedan ser interpretadas correctamente por actuadores (motores, cilindros, etc.), en el caso de las salidas. 1.2.2 Entradas / salidas inteligentes: Admiten múltiples modos de configuración, por medio de unas combinaciones binarias situadas en la misma tarjeta. De esta forma se descarga de trabajo a la unidad central, con las ventajas que conlleva. 1.2.3 Procesadores periféricos inteligentes: Son módulos que incluyen su propio procesador, memorias y puntos auxiliares de entrada / salida. Estos procesadores contienen en origen un programa especializado en la ejecución de una tarea concreta, a la que le basta conocer los puntos de consigna y los parámetros de aplicación para ejecutar, de forma autónoma e independiente de la CPU principal, el programa de control. Un sistema automatizado funciona básicamente de la siguiente manera: mediante la utilización sensores (que son esencialmente instrumentos de medición), se recibe la información sobre el funcionamiento de la o las variables que deben ser controladas (temperatura, presión, velocidad, o cualquier otra que pueda cuantificarse), esta información se convierte en una señal eléctrica (analógica o digital), que es comparada con otra señal de referencia por medio del ordenador para determinar la variable. Si la señal eléctrica no concuerda con la señal de referencia, de inmediato se genera una señal de control (que básicamente es una nueva instrucción), por la que se acciona un actuador o elemento ejecutante (que generalmente son válvulas y motores), el cual convierte la señal de control en una acción sobre el proceso de producción capaz de alterar la señal original imprimiéndole el valor o la dirección deseada. La flexibilidad de las máquinas permite su fácil adaptación tanto a una producción individualizadas y diferenciada en la misma línea de producción, como a un cambio total de la producción. Esto posibilita una adecuación flexible a las diversas demandas del mercado. 8 

Por estas razones, la inversión en tecnología de automatización no puede ser considerada como cualquier otra inversión, sino como una necesaria estrategia de competitividad, no invertir en esta tecnología implica un alto riesgo de rápido desplazamiento por la competencia. 1.3 Sistema SCADA

SCADA viene de las siglas de "Supervisory Control And Data Adquisition", es decir: adquisición de datos y control de supervisión. Se trata de una aplicación software especialmente diseñada para funcionar sobre ordenadores en el control de producción, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos, autómatas programables, etc.) y controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador. Además, provee de toda la información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros supervisores dentro de la empresa: control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc.2

En este tipo de sistemas usualmente existe un ordenador, que efectúa tareas de supervisión y gestión de alarmas, así como tratamiento de datos y control de procesos. La comunicación se realiza mediante buses especiales o redes LAN. Todo esto se ejecuta normalmente en tiempo real, y están diseñados para dar al operador de planta la posibilidad de supervisar y controlar dichos procesos. Los programas necesarios, y en su caso el hardware adicional que se necesite, se denomina en general sistema SCADA. 1.3.1 Prestaciones. Un paquete SCADA debe estar en disposición de ofrecer las siguientes prestaciones: Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia del operador para reconocer una parada o situación de alarma, con registro de incidencias. Generación de históricos de señal de planta, que pueden ser volcados para su proceso sobre una hoja de cálculo. Ejecución de programas, que modifican la ley de control, o incluso anular o 2 http://personal.redestb.es/efigueras/memoria.htm 9 

modificar las tareas asociadas al autómata, bajo ciertas condiciones. Posibilidad de programación numérica, que permite realizar cálculos aritméticos de elevada resolución sobre la CPU del ordenador. Con ellas, se pueden desarrollar aplicaciones para ordenadores (tipo PC, por ejemplo), con captura de datos, análisis de señales, presentaciones en pantalla, envío de resultados a disco e impresora, etc. Además, todas estas acciones se llevan a cabo mediante un paquete de funciones que incluye zonas de programación en un lenguaje de uso general (como C, Pascal, o Basic), lo cual confiere una potencia muy elevada y una gran versatilidad. Algunos SCADA ofrecen librerías de funciones para lenguajes de uso general que permiten personalizar de manera muy amplia la aplicación que desee realizarse con dicho SCADA. 1.3.2 Requisitos. Un SCADA debe cumplir varios objetivos para que su instalación sea

perfectamente aprovechada: Deben ser sistemas de arquitectura abierta, capaces de crecer o adaptarse según las necesidades cambiantes de la empresa. Deben comunicarse con total facilidad y de forma transparente al usuario con el equipo de planta y con el resto de la empresa (redes locales y de gestión). Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware, y fáciles de utilizar, con interfaces amigables con el usuario. 1.3.3 Módulos de un SCADA. 3

Los módulos o bloques software que permiten las actividades de adquisición, supervisión y control son los siguientes: Configuración: permite al usuario definir el entorno de trabajo de su SCADA, adaptándolo a la aplicación particular que se desea desarrollar. 3 http://www.automatas.org/redes/scadas.htm 10 

Interfaz gráfico del operador: proporciona al operador las funciones de control y supervisión de la planta. El proceso se representa mediante sinópticos gráficos almacenados en el ordenador de proceso y generados desde el editor incorporado en el SCADA o importados desde otra aplicación durante la configuración del paquete. Módulo de proceso: ejecuta las acciones de mando pre programado a partir de los valores actuales de variables leídas. Gestión y archivo de datos: se encarga del almacenamiento y procesado ordenado de los datos, de forma que otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos. Comunicaciones: se encarga de la transferencia de información entre la planta y la arquitectura hardware que soporta el SCADA, y entre ésta y el resto de elementos informáticos de gestión. 1.4 Protocolo Modbus 1.4.1 Introducción La designación Modbus Modicon corresponde a una marca registrada por Gould Inc. Como en tantos otros casos, la designación no corresponde propiamente al estándar de red, incluyendo todos los aspectos desde el nivel físico hasta el de aplicación, sino a un protocolo de enlace (nivel OSI 2). Puede, por tanto, implementarse con diversos tipos de conexión física y cada fabricante suele suministrar un software de aplicación propio, que permite parametrizar sus productos.4

No obstante, se suele hablar de MODBUS como un estándar de bus de campo, cuyas características esenciales son las que se detallan a continuación. 1.4.2 Estructura de la red 1.4.2.1 Medio Físico El medio físico de conexión puede ser un bus semidúplex (half duplex) (RS-485 o

fibra óptica) o dúplex (full duplex) (RS-422, BC 0-20mA o fibra óptica). 4 http://www.dte.upct.es/personal/manuel.jimenez/docencia/GD6_Comunic_Ind/pdfs/Tema%207.pdf 11 

La comunicación es asíncrona y las velocidades de transmisión previstas van desde los 75 baudios a 19.200 baudios. La máxima distancia entre estaciones depende del nivel físico, pudiendo alcanzar hasta 1200 m sin repetidores. 1.4.2.2 Acceso al Medio La estructura lógica es del tipo maestro-esclavo, con acceso al medio controlado por el maestro. El número máximo de estaciones previsto es de 63 esclavos más una estación maestra. Los intercambios de mensajes pueden ser de dos tipos: Intercambios punto a punto, que comportan siempre dos mensajes: una demanda del maestro y una respuesta del esclavo (puede ser simplemente un reconocimiento («acknowledge»). Mensajes difundidos. Estos consisten en una comunicación unidireccional del maestro a todos los esclavos. Este tipo de mensajes no tiene respuesta por parte de los esclavos y se suelen emplear para mandar datos comunes de configuración, reset, etc. 1.4.2.3 Protocolo La codificación de datos dentro de la trama puede hacerse en modo ASCII o puramente binario, según el estándar RTU (Remote Transmission Unit). En cualquiera de los dos casos, cada mensaje obedece a una trama que contiene cuatro campos principales, según se muestra en la figura 1. La única diferencia estriba en que la trama ASCII incluye un carácter de encabezamiento («:»=3AH) y los caracteres CR y LF al final del mensaje. Pueden existir también diferencias en la forma de calcular el CRC, puesto que el formato RTU emplea una fórmula polinómica en vez de la simple suma en módulo 16. Con independencia de estos pequeños detalles, a continuación se da una breve descripción de cada uno de los campos del mensaje: 12 

Figura 1.4: Trama genérica del mensaje según el código empleado. Número de esclavo (1 byte): Permite direccionar un máximo de 63 esclavos con direcciones que van del 01H hasta 3FH. El número 00H se reserva para los mensajes difundidos. Código de operación o función (1 byte): Cada función permite transmitir datos u órdenes al esclavo. Existen dos tipos básicos de órdenes: Ordenes de lectura/escritura de datos en los registros o en la memoria del

esclavo. Ordenes de control del esclavo y el propio sistema de comunicaciones (RUN/STOP, carga y descarga de programas, verificación de contadores de intercambio, etc.) La figura 1.5 muestra la lista de funciones disponibles en el protocolo MODBUS con sus correspondientes códigos de operación. 13 

Figura 1.5: Codificación RTU. Campo de subfunciones/datos (n bytes): Este campo suele contener, en primer lugar, los parámetros necesarios para ejecutar la función indicada por el byte anterior. Estos parámetros podrán ser códigos de subfunciones en el caso de órdenes de control (función 00H) o direcciones del primer bit o byte, número de bits o palabras a leer o escribir, valor del bit o palabra en caso de escritura, etc. En código ASCII, esta palabra es simplemente la suma de comprobación (‘checksum’) del mensaje en módulo 16 expresado en ASCII. 1.5 RS 485 1.5.1 Introducción Está definido como un sistema en bus de transmisión multipunto diferencial, es ideal para transmitir a altas velocidades sobre largas distancias (35 Mbps hasta 10 metros y 100 Kbps en 1.200 metros) y a través de canales ruidosos, ya que reduce los ruidos que aparecen en los voltajes producidos en la línea de transmisión. El medio físico de 14 

transmisión es un par entrelazado que admite hasta 32 estaciones en 1 solo hilo, con una longitud máxima de 1.200 metros operando entre 300 y 19200 bps y la comunicación half-duplex (semiduplex). Soporta 32 transmisiones y 32 receptores. La transmisión diferencial permite múltiples drivers dando la posibilidad de una configuración multipunto. Al tratarse de un estándar bastante abierto permite muchas y muy diferentes configuraciones y utilizaciones. 1.5.2 Especificaciones requeridas Interfaz diferencial Conexión multipunto Alimentación única de +5V Hasta 32 estaciones (ya existen interfaces que permiten conectar 128 estaciones) Velocidad máxima de 10 Mbps (a 12 metros) Longitud máxima de alcance de 1.200 metros (a 100 Kbps)

Rango de bus de -7V a +12V La interfaz RS485 ha sido desarrollada - analógicamente a la interfaz RS422 - para la transmisión en serie de datos de alta velocidad a grandes distancias y encuentra creciente aplicación en el sector industrial. Pero mientras que la RS422 sólo permite la conexión unidireccional de hasta 10 receptores en un transmisor, la RS485 está concebida como sistema Bus bidireccional con hasta 32 participantes. Físicamente las dos interfaces sólo se diferencian mínimamente. El Bus RS485 puede instalarse tanto como sistema de 2 hilos o de 4 hilos. Dado que varios transmisores trabajan en una línea común, tiene que garantizarse con un protocolo que en todo momento esté activo como máximo un transmisor de datos. Los otros transmisores tienen que encontrarse en ese momento en estado ultra ohmio. La norma RS485 define solamente las especificaciones eléctricas para receptores y transmisores de diferencia en sistemas de bus digitales. La norma ISO 8482 15 

estandariza además adicionalmente la topología de cableado con una longitud máx. de 500 metros. 1.5.3 Bus de 2 hilos RS4855

El Bus de 2 hilos RS485 se compone según el bosquejo inferior del cable propio de Bus con una longitud máx. de 500m. Los participantes se conectan a este cable a través de una línea adaptadora de máx. 5 metros de largo. La ventaja de la técnica de 2 hilos reside esencialmente en la capacidad multi master, en donde cualquier participante puede cambiar datos en principio con cualquier otro. El Bus de 2 hilos es básicamente apto sólo semidúplex. Es decir puesto que sólo hay a disposición una vía de transmisión, siempre puede enviar datos un solo participante. Sólo después de finalizar el envío, pueden p. ej. responder otros participantes. La aplicación más conocida basada en la técnica de 2 hilos es el PROFIBUS. Figura 1.6: Bus de 2 hilo RS485. 1.5.4 Bus de 4 hilos RS4856

La técnica de 4 hilos usada p. ej. por el bus de medición DIN (DIN 66 348) sólo puede ser usada por aplicaciones Master/Slave. Conforme al bosquejo se cablea aquí la salida de datos del Maestro a las entradas de datos de todos los Servidores. Las salidas de datos de los Servidores están concebidas conjuntamente en la entrada de datos del Maestro. 5 http://www.wut.de/e-6wwww-11-apes-000.php 6 http://www.wut.de/e-6wwww-11-apes-000.php 16 

Figura 1.7 Bus de 4 hilo RS485 1.5.5 Método físico de transmisión: Los datos en serie, como en interfaces RS422, se transmiten sin relación de masa

como diferencia de tensión entre dos líneas correspondientes. Para cada señal a transmitir existe un par de conductores que se compone de una línea de señales invertida y otra no invertida. La línea invertida se caracteriza por regla general por el índice "A" o "-", mientras que la línea no invertida lleva "B" o "+". El receptor evalúa solamente la diferencia existente entre ambas líneas, de modo que las modalidades comunes de perturbación en la línea de transmisión no falsifican la señal útil. Los transmisores RS485 ponen a disposición bajo carga un nivel de salida de ±2V entre las dos salidas; los módulos de recepción reconocen el nivel de ±200mV como señal válida. La asignación tensión de diferencia al estado lógico se define del modo siguiente: A - B < -0,3V = MARK = OFF = Lógico 1 A - B > +0,3V = SPACE = ON = Lógico 0 1.5.6 Longitud de líneas Usando un método de transmisión simétrico en combinación con cables de pares de baja capacidad y amortiguación (twisted pair) pueden realizarse conexiones muy eficaces a través de una distancia de hasta 500m con ratios de transmisión al mismo tiempo altas. El uso de un cable TP de alta calidad evita por un lado la diafonía entre las señales transmitidas y por el otro reduce adicionalmente al efecto del 17 

apantallamiento, la sensibilidad de la instalación de transmisión contra señales perturbadoras entremezcladas. En conexiones RS485 es necesario un final de cable con redes de terminación para obligar al nivel de pausa en el sistema de Bus en los tiempos en los que no esté activo ningún transmisor de datos. 1.5.7 Particularidades Aunque determinado para grandes distancias, entre las que por regla general son inevitables desplazamientos de potencial, la norma no prescribe para las interfaces RS485 ninguna separación galvánica. Dado que los módulos receptores reaccionan sensiblemente a un desplazamiento de los potenciales de masa, es recomendable necesariamente una separación galvánica para instalaciones eficaces, como se define en la norma ISO9549. En la instalación tiene que cuidarse de la polaridad correcta de los pares de cables, puesto que una polaridad falsa lleva a una inversión de las señales de datos. Especialmente en dificultades en relación con la instalación de nuevos terminales

cada búsqueda de error debería comenzarse con el control de la polaridad del Bus. Las mediciones de diferencia (medición Bus A contra B), especialmente con un osciloscopio, sólo pueden realizarse con un aparato de medición separado galvánicamente del potencial de masa. Muchos fabricantes ponen el punto de referencia de la entrada de medición en Masa, lo que lleva a un cortocircuito en la medición en un Bus RS485. 1.5.8 Aplicaciones SCSI -2 y SCSI-3 usan esta especificación para ejecutar la capa física. RS-485 se usa con frecuencia en las UARTs para comunicaciones de datos de poca velocidad en las cabinas de los aviones. Por ejemplo, algunas unidades de control del pasajero lo utilizan. Requiere el cableado mínimo, y puede compartir el cableado entre varios asientos. Por lo tanto reduce el peso del sistema. RS-485 se utiliza en sistemas grandes de sonido, como los conciertos de música y las producciones de teatro, se usa software especial para controlar remotamente 18 

el equipo de sonido de una computadora, es utilizado más generalmente para los micrófonos. RS-485 también se utiliza en la automatización de los edificios pues el cableado simple del bus y la longitud de cable es larga por lo que son ideales para ensamblar los dispositivos que se encuentran alejados.

CAPITULO II DESCRIPCION DEL MODULO H.M.I 2.1 CARACTERISTICAS El modulo “Human Machine Interface HMI” está diseñado para el control de rampas y el monitoreo de la temperatura, por medio de una pantalla táctil, software y hardware que componen el sistema SCADA. Figura 2.1: Tablero del control de temperatura. Figura 2.2: Protecciones y fuentes de alimentación. 20 El modulo incluye los siguientes componentes: Pantalla táctil Controlador de temperatura Fuente de voltaje 110VAC/24VDC Cable de comunicación HMI/ Controlador Sensor de temperatura Relés de estado solido Un programa en la pantalla táctil lee y escribe los parámetros de temperatura y tiempo según el proceso lo requiera. Basado en la señal proporcionada por el sensor de temperatura, el programa de la pantalla táctil da instrucciones al controlador de temperatura para efectuar de forma coordinada y correcta aumentar o disminuir la temperatura según el proceso lo requiera. 2.2 Descripción general El equipo incluye una pantalla táctil BrainChild HMI 601 5.7”, Monocromático, tipo de comunicación RS232/RS485. Figura 2.3: HMI BrainChild. 21 Incluye controlador de proceso de temperatura BrainChild P41, tipo de comunicación RS 232/RS485, permite el control de la temperatura del proceso. Figura 2.4: Controlador de temperatura BrainChild P41. Los elementos de entradas sea voltaje corriente análogas o termocuplas rtds van conectados directamente al controlador de procesos al BrainChild P41. Es posible realizar la programación del controlador de procesos y la pantalla táctil con el software de programación HMI STUDIO VERSION 1.12. Para programar y diseñar la pantalla táctil y el controlador a partir de un ordenador se necesita una interfaz para la PC (USB/232). Dicha interfaz convierte los niveles de señales USB del ordenador a señales RS-232 compatibles con la pantalla táctil. 2.3 COMPONENTES ELECTRICOS 2.3.1 SEÑALES DIGITALES Las señales de tiempo discreto son sucesiones de muestras cuyas amplitudes pueden tomar un continuo de valores, pueden ser multinivel, como binarias, trinarías, cuaternarias, etc. Ver figura 2.5 Figura 2.5: Señales digitales.

22 2.3.2 SEÑALES ANALOGAS Son señales continuas en el tiempo. Cuando un fenómeno físico es convertido a señal eléctrica, como una onda acústica, luminosa, térmica, mecánica, etc. Ver figura 2.6 Figura 2.6: Señales análogas. 2.3.3 TERMOCUPLAS 8

Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura. 2.3.3.1.1 Tipo B (PtRh 30% - PtRh 6%) Las ventajas de la termocupla Tipo B sobre la Tipo R o Tipo S son su capacidad para medir temperaturas levemente más altas, su mayor estabilidad y resistencia mecánica, y su aptitud de ser utilizada sin compensación de junta de referencia para fluctuaciones normales de la temperatura ambiente. Este último aspecto queda reflejado en la figura 4 por la pendiente despreciable de la curva de la termocupla Tipo B en la región de la temperatura ambiente. Las termocuplas Tipo B resultan satisfactorias para uso continuo en atmósferas oxidantes o inertes a temperaturas 8 http://www.sapiensman.com/medicion_de_temperatura/termocuplas.htm 23 hasta 1.700º C. También resultan satisfactorias durante cortos períodos de tiempo en vacío. Las desventajas de la termocupla Tipo B son su baja tensión de salida y su incapacidad para ser utilizada en atmósferas reductoras (como ser hidrógeno o monóxido de carbono) y cuando se encuentran presentes vapores metálicos (eso es, de plomo o zinc) o no metálicos (eso es, de arsénico, fósforo o azufre). Nunca se la debe usar con un tubo de protección metálico o termo vaina (a partir de aquí, simplemente se la menciona como vaina). 2.3.3.2 Tipo R (PtRh 13% - Pt ) Las termocuplas Tipo R pueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1.400º C. No son tan estables como las Tipo B en vacío. La ventaja de la termocupla Tipo R sobre la Tipo B es su mayor fem de salida. La ASTM establece las siguientes limitaciones que se aplican al uso de las termocuplas Tipo R: Nunca se las deben usar en atmósferas reductoras, ni tampoco en aquellas que

contienen vapores metálicos o no metálicos u óxidos fácilmente reducidos, a menos que se las protejan adecuadamente con tubos protectores no metálicos. Nunca deben ser insertadas directamente dentro de una vaina metálica. 2.3.3.3 Tipo S (PtRh 10 % - Pt ) La termocupla Tipo S es la termocupla original platino-rodio. Es el estándar internacional (Escala Práctica Internacional de Temperaturas de 1968, IPTS-68) para la determinación de temperaturas entre el punto de solidificación del antimonio 630,74º C (1.167,33º F) y el punto de solidificación del oro 1.064,43º C (1.917º F). Las termocuplas Tipo S, igual que las Tipo R, pueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1.480º C. Tienen las mismas limitaciones que las termocuplas Tipo R y Tipo B y también son menos estables que la termocupla Tipo B cuando se las utiliza en vacío 2.3.3.4 Tipo J (Fe - CuNi) 24 La termocupla Tipo J, conocida como la termocupla hierro - constantán, es la segunda más utilizada en los EE.UU. El hierro es el conductor positivo, mientras que para el conductor negativo se recurre a una aleación de 55 % de cobre y 45 % de níquel (constantán). Las termocuplas Tipo J resultan satisfactorias para uso continuo en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes y en vacío hasta 760º C. Por encima de 540º C, el alambre de hierro se oxida rápidamente, requiriéndose entonces alambre de mayor diámetro para extender su vida en servicio. La ventaja fundamental de la termocupla Tipo J es su bajo costo. Las siguientes limitaciones se aplican al uso de las termocuplas Tipo J: No se deben usar en atmósferas sulfurosas por encima de 540º C. A causa de la oxidación y fragilidad potencial, no se las recomienda para temperaturas inferiores a 0º C. No deben someterse a ciclos por encima de 760º C, aún durante cortos períodos de tiempo, si en algún momento posterior llegaran a necesitarse lecturas exactas por debajo de esa temperatura. El constantán utilizado para termocuplas Tipo J no es intercambiable con el constantán de las termocuplas Tipo T y Tipo E, ya que el constantán es el nombre genérico de aleaciones cobre-níquel con un contenido de cobre entre 45 % y 60 %. Los fabricantes de las termocuplas Tipo J regulan la composición del conductor de cobre-níquel de manera que la fem de salida de la termocupla siga la curva de calibración publicada. Los elementos fabricados por las distintas empresas, con frecuencia no son intercambiables para el mismo tipo de termocupla. 2.3.3.5 Tipo K (NiCr Ni) La termocupla Tipo K se la conoce también como la termocupla Chromel-Alumel

(marcas registradas de Hoskins Manufacturing Co., EE.UU.). El Chromel es una aleación de aproximadamente 90% de níquel y 10% de cromo, el Alumel es una aleación de 95% de níquel, más aluminio, silicio y manganeso, razón por la que la norma IEC la especifica NiCr - Ni. La Tipo K es la termocupla que más se utiliza en 25 la industria, debido a su capacidad de resistir mayores temperaturas que la termocupla Tipo J. Las termocuplas Tipo K pueden utilizarse en forma continua en atmósferas oxidantes e inertes hasta 1.260º C y constituyen el tipo más satisfactorio de termocupla para uso en atmósferas reductoras o sulfurosas o en vacío. 2.3.3.6 Tipo T (Cu - CuNi) La termocupla Tipo T se conoce como la termocupla de cobre constantán. Resulta satisfactoria para uso continuo en vacío y en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes. Su desventaja reside en él hecho de que su límite máximo de temperatura es de tan sólo 370º C para un diámetro de 3,25 mm. Aunque las termocuplas Tipo T resulten adecuadas para mediciones debajo de 0º C, la ASTM recomienda para ese propósito a las termocuplas Tipo E. 2.3.3.7 Tipo E (NiCr - CuNi) La termocupla Tipo E, o Chromel-constantán, posee la mayor fem de salida de todas las termocuplas estándar, según se muestra en la figura 4. Para un diámetro de 3,25 mm su alcance recomendado es - 200º C a 980º C. Estas termocuplas se desempeñan satisfactoriamente en atmósferas oxidantes e inertes, y resultan particularmente adecuadas para uso en atmósferas húmedas a temperaturas subcero a raíz de su elevada fem de salida y su buena resistencia a la corrosión. La termocupla Tipo E es mejor que la Tipo T, para este propósito a causa de su mayor salida y puesto que la conductividad térmica del alambre de Chromel es menor que la del alambre de cobre de la termocupla Tipo T. Tolerancias de calibración para termocuplas estándar (referencia junta fría 0º C) según IEC 584 26 Termocupla Rango Clase 1. Desviación máxima (+ ) (1) Cobre vs. Cobre-níquel, Tipo T -40 a + 350°C 0, 5 °C ó 0,004 (t) Hierro vs. cobre- níquel, Tipo J -40a+ 750 °C 1,5 °C ó 0,004 (t) Níquel-cromo vs. níquel, Tipo K - 40 a 1.000 °C 1,5 °C ó 0,004 (t) Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R . 0 a + 1.600°C

1 °C ó 1 + 0,003 (t - 1. 100)°C Platino-rodio 10% vs. platino, Tipo S 0 a + 1. 600°C 1 °C ó 1 + 0,003 ( t - 1.100)°C Platino-rodio 30% vs. platinorodio 6%, Tipo B -- Termocupla Rango Clase 2. Desviación máxima (+ ) (1) Cobre vs. cobre-níquel, Tipo T -40a+ 350°C 1°C ó 0,0075(t) Hierro vs. cobre-níquel, Tipo J -40a+ 750 °C 2,5 °C ó 0,0075 (t) Níquel-cromo vs. níquel, Tipo K - 40 a + 1.200°C 2. 5 °C ó 0.0075 (t) Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R 0 a + 1.600 °C 1,5 °C ó 0,0025 (t) Platino- rodio 10% vs. platino, Tipo S 0 a + 1.600 °C 1,5 °C ó 0,0025 (t) Platino- rodio 30% vs. platinorodio 6%, Tipo B + 600 a + 1700 °C 1,5 °C ó 0,0025 (t) Termocupla Rango Clase 3(2). Desviación máxima (+ ) (1) Cobre vs. Cobre-níquel, Tipo T -200 a + 40 °C 1 °C ó 0,015 (t) Hierro vs. cobre- níquel, Tipo J -200 a + 40 °C 2,5 °C ó 0,015 (t) Níquel-cromo vs. níquel, Tipo K -200 a + 40 °C 2,5 °C ó 0,015 (t) Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R -- -- Platino-rodio 10% vs. platino, Tipo S -- -- Platino-rodio 30% vs. platinorodio 6%, Tipo B +600 a + 1.700 °C 4 °C ó 0,005 (t) Tabla 2.1: Tolerancias de calibración para termocuplas. (1) La desviación máxima debe ser calculada como el mayor valor de las dos expresiones: el valor en °C o su equivalente calculado reemplazando (t) por la temperatura en cuestión. 27 (2) Normalmente, las termocuplas y los cables compensados se suministran con tolerancias especificadas por encima de -40 °C. Para termocuplas utilizadas por debajo de -40 °C. Debe entenderse que sus tolerancias son para ese material mayores qué las especificadas en Clase 3. 2.4 RTD Los RTD son sensores de temperatura resistivos. En ellos se aprovecha el efecto que tiene la temperatura en la conducción de los electrones para que, ante un aumento de temperatura, haya un aumento de la resistencia eléctrica que presentan.

Un Pt100 es un tipo particular de RTD Normalmente las Pt100 se vienen encapsuladas en la misma forma que las termocuplas, es decir dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina), en un extremo está el elemento sensible (alambre de platino) y en el otro está el terminal eléctrico de los cables protegidos dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal), de allí parte muchas veces el confundirlo con las termocuplas. 2.4.1 Ventajas Alta precisión, de hasta +/-0.1ºC Ideal para bajas temperaturas, en industrias alimenticias Puede ser extendido fácilmente hasta 30 mts. con cable de cobre común 2.4.2 Desventajas Un poco más costosas que los termopares Trabajan en un rango de temperatura limitado (max. 700ºC) Frágiles, no utilizables en lugares donde haya mucha vibración 2.5 Relé de estado solido El relé de estado sólido (SSR) es un elemento que permite aislar eléctricamente el circuito de entrada o mando y el circuito de salida.9 9 http://www.reitec.es/web/descargas/reles.pdf 28 Las diferentes partes que forman un SSR son: 2.5.1 Circuito de entrada 2.5.1.1 Aislamiento, está asegurado generalmente por un acoplamiento óptico con semiconductor (Foto acoplador, foto triac,....) Foto acoplador Foto triac Fotodiodo Figura 2.7: Tipos de aislamientos en relés de estado sólido. 2.5.1.2 Circuito de salida, Salida CA con tiristores anti paralelos o triacs, salida CC con transistor bipolar o MOS FET, salida CA-CC con transistor MOS FET (ya que tiene igual ganancia en directo que en inverso) 29 Tabla 2.2: Comparación entre relés de estado sólido y relés electromagnéticos. 2.5.2 Diferentes tipos de cargas Cuando se produce una conmutación de OFF a ON se producen picos en la corriente que pueden destruir los dispositivos semiconductores de potencia de los SSR. Figura 2.8: conmutación relé de estado sólido depende del tipo de carga. 2.5.2.1 Carga resistiva La relación entre el pico de corriente en la conmutación y la corriente nominal es 1. En este caso la corriente y la tensión están en fase de manera que no hay problemas en el funcionamiento del SSR. Una típica carga resistiva es un calentador que se suele combinar con un controlador de temperatura con salida en tensión 30 Figura 2.9: Carga resistiva. 2.5.2.2 Lámparas incandescentes

La relación entre el pico de corriente en la conmutación y la corriente nominal es de 10 a 15 veces. Se debe seleccionar un SSR cuya resistencia a picos de corriente sea el doble que el valor máximo del pico de corriente en el transitorio. Utilizar un fusible en serie con la lámpara para proteger al relé en el encendido de la lámpara y en el caso de producirse un cortocircuito como consecuencia de la rotura del filamento Al ser una carga inductiva aparece un desfase entre la tensión y la corriente y se utiliza un filtro RC (Se explica en la sección de protección en la salida) para mejorar el funcionamiento. 2.5.2.3 Motor Cuando un motor arranca la corriente es de 5 a 10 veces mayor que la corriente nominal. Se debe seleccionar un SSR cuya resistencia a picos de corriente sea el doble que el máximo valor de la corriente en el arranque. Al ser una carga inductiva aparece un desfase entre la tensión y la corriente y se utiliza un filtro RC (Se explica en la sección de protección en la salida) para mejorar el funcionamiento. 2.5.2.4 Transistor Cuando el SSR conmuta a ON la corriente que pasa por el SSR es de 10 a 20 veces la corriente nominal durante un tiempo de 10 a 500ms Se debe seleccionar un SSR cuya resistencia a picos de corriente sea el doble que el máximo valor del pico de corriente. 31 2.5.2.5 Rectificador de media onda En este caso cuando se utiliza un SSR con función de paso por cero el relé no conmutará a ON, hay dos posibles soluciones: 1.- Conectar una resistencia de absorción, que absorba un 20% de la corriente en la carga aproximadamente. 2.- Utilizar un SSR sin función de paso por cero 2.5.2.6 Rectificador de onda completa La corriente en la carga tendrá una forma rectangular como la que se muestra a continuación. Figura 2.10: Carga rectificar de onda completa. 2.5.2.7 Micro cargas Si la corriente de fuga es muy grande se puede producir un funcionamiento incorrecto, para evitar esto utilizar una resistencia de absorción en paralelo con la

carga Figura 2.11: Micro cargas o corrientes de fuga mu grandes. Los valores estándar de la resistencia de absorción son: Para una fuente de alimentación de 100VAC de 5 a 10k Ohmios, 3W 32 Para una fuente de alimentación de 200VAC de 5 a 10k Ohmios, 15W 2.5.2.8 Transformador No utilizar una fuente de alimentación controlada por un transformador como fuente de alimentación de la carga debido a que un transformador es un caso extremo y particular de las cargas inductivas saturables con magnetización residual remanente y se pueden producir fallos en el funcionamiento, ya que la corriente puede llegar a ser de 10 a 100 veces la corriente nominal. 2.5.2.9 Cargas capacitivas Se consideran cargas capacitivas las líneas largas de transmisión, filtros y fuentes de alimentación. La intensidad en la carga inicialmente puede llegar a ser de 20 a 50 veces la intensidad nominal, ya que un condensador inicialmente se comporta como un cortocircuito y la intensidad es limitada por el valor de la resistencia (Añadir una resistencia en serie). Cuando el estado del relé sea OFF tendrá aplicada a su salida la tensión de alimentación más la tensión de carga del condensador, de manera que se debe seleccionar un SSR con una tensión de salida que sea el doble de la de alimentación. Se debe seleccionar un SSR (con función de paso por cero) cuya resistencia a picos de corriente sea el doble que el máximo valor de la corriente inicial. 2.5.2.10 Fluorescentes y lámparas de vapor de mercurio Hay que tener en cuenta que en este tipo de carga la corriente en la conexión suele ser de 3 veces superior a la de funcionamiento normal, pero su presencia tiene una duración mayor, en el caso de los fluorescentes es de 10 segundos y hasta 5 minutos en el caso de las lámparas de vapor de mercurio. La forma de la corriente en la conexión de una lámpara fluorescente será: 33 Figura 2.12: Fluorescentes. Y la forma de la corriente en la conexión de una lámpara de gas de mercurio será: t= 3 a 5 minutos. Figura 2.13: Lámparas de mercurio. A la hora de seleccionar el SSR que se va a utilizar se deberá tener en cuenta el pico de corriente y la duración de este pico.

2.5.2.11 Cargas de alta impedancia Cuando se tenga una carga de alta impedancia la corriente de fuga del relé produce una tensión muy elevada entre los extremos de la carga en el estado de desconexión. Para solucionarlo se suelen instalar cargas de alta impedancia en paralelo con la carga (lámparas de baja potencia). 2.6 Pantalla táctil Una pantalla táctil (touchscreen en inglés) es una pantalla que mediante un contacto directo sobre su superficie permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo. A su vez, actúa como periférico de salida, mostrando los resultados introducidos previamente. Este contacto también se puede realizar con lápiz u otras herramientas similares. Actualmente hay pantallas táctiles que pueden instalarse sobre una pantalla 34 normal. Así pues, la pantalla táctil puede actuar como periférico de entrada y periférico de salida de datos.10

Las pantallas táctiles se han ido haciendo populares desde la invención de la interfaz electrónica táctil en 1971 por el Dr. Samuel C. Hurst. Han llegado a ser comunes en TPVs, en cajeros automáticos y en PDAs donde se suele emplear un estilo para manipular la interfaz gráfica de usuario y para introducir datos. La popularidad de los teléfonos inteligentes, de las PDAs, de vídeo, consolas portátiles o de los navegadores de automóviles está generando la demanda y la aceptación de las pantallas táctiles. El HP-150 fue, en 1983, uno de los primeros ordenadores comerciales del mundo que disponía de pantalla táctil. En realidad no tenía una pantalla táctil en el sentido propiamente dicho, sino una pantalla de tubo Sony de 9 pulgadas rodeada de transmisores y receptores infrarrojos que detectaban la posición de cualquier objeto no-transparente sobre la pantalla. Las pantallas táctiles de última generación consisten en un cristal transparente donde se sitúa una lámina que permite al usuario interactuar directamente sobre esta superficie, utilizando un proyector para lanzar la imagen sobre la pantalla de cristal. Se sale de lo que hasta hoy día se entendía por pantalla táctil que era básicamente un monitor táctil. Las pantallas táctiles son populares en la industria pesada y en otras situaciones, tales

como exposiciones de museos donde los teclados y los ratones no permiten una interacción satisfactoria, intuitiva, rápida, o exacta del usuario con el contenido de la exposición. 2.6.1 Tipo de Pantalla Táctil 2.6.1.1 Resistiva 11

Una pantalla táctil resistiva está formada por varias capas. Las más importantes son dos finas capas de material conductor entre las cuales hay una pequeña separación. 10 

http://es.wikipedia.org/wiki/Pantalla_t%C3%A1ctilç 11 http://www.ecojoven.com/dos/05/tactil.html 35 Cuando algún objeto toca la superficie de la capa exterior, las dos capas conductoras entran en contacto en un punto concreto. De esta forma se produce un cambio en la corriente eléctrica que permite a un controlador calcular la posición del punto en el que se ha tocado la pantalla midiendo la resistencia. Algunas pantallas pueden medir, aparte de las coordenadas del contacto, la presión que se ha ejercido sobre la misma. Las pantallas táctiles resistivas son por norma general más asequibles pero tienen una pérdida de aproximadamente el 25% del brillo debido a las múltiples capas necesarias. Otro inconveniente que tienen es que pueden ser dañadas por objetos afilados. Por el contrario no se ven afectadas por elementos externos como polvo o agua, razón por la que son el tipo de pantallas táctiles más usado en la actualidad. Es un tipo de pantallas táctiles muy usado. La pantalla táctil propiamente dicha está formada por dos capas de material conductor transparente, con una cierta resistencia a la corriente eléctrica, y con una separación entre las dos capas. Cuando se toca la capa exterior se produce un contacto entre las dos capas conductoras. Un sistema electrónico detecta el contacto y midiendo la resistencia puede calcular el punto de contacto. Hay varios tipos de pantallas resistivas según el número de hilos conductores que usan, entre cuatro y ocho. Todas se basan en el mismo sistema. Veamos detenidamente el proceso. Figura 2.14: Touch Screen Resistiva. Cada capa conductora tratada con un material conductor resistivo transparente, normalmente óxido de indio y estaño (In2O3)9(SnO2), tiene una barra conductora en dos lados opuestos como en la figura. Una de las capas sirve para medir la posición

en el eje X y la otra en el eje Y. 36 Conectamos la entrada X+ a un convertidor analógico-digital. Ponemos una tensión entre los terminales Y+ Y- El convertidor analógico-digital digitaliza la tensión analógica generada al pulsar sobre la pantalla. Un microprocesador medirá esta tensión y calculará la coordenada "X" del punto de contacto. Después conectamos al convertidor analógico-digital el terminal Y+ y una tensión continua entre los terminales X+ y X- y repetimos el mismo proceso para calcular la coordenada "Y" del punto de contacto. En algunos tipos de pantalla se puede medir además la coordenada Z o presión que se ha ejercido sobre la pantalla táctil. Para esto hay que conocer la resistencia de cada "plato". Para este tipo de medidas más complejas se necesitan más terminales para calibrar la pantalla, ya que la resistencia de los "platos" varía con la temperatura ambiente. Las pantallas táctiles resistivas tienen la ventaja de que pueden ser usadas con cualquier objeto, un dedo, un lápiz, un dedo con guantes, etc. Son económicas, fiables y versátiles. Por el contrario al usar varias capas de material transparente sobre la propia pantalla, se pierde bastante luminosidad. Por otro lado el tratamiento conductor de la pantalla táctil es sensible a la luz ultravioleta, de tal forma que con el tiempo se degrada y pierde flexibilidad y transparencia. 2.6.1.2 De Onda Acústica Supe rficial La tecnología de onda acústica superficial (denotada a menudo por las siglas SAW, del inglés Surface Acoustic Wave) utiliza ondas de ultrasonidos que se transmiten sobre la pantalla táctil. Cuando la pantalla es tocada, una parte de la onda es absorbida. Este cambio en las ondas de ultrasonidos permite registrar la posición en la que se ha tocado la pantalla y enviarla al controlador para que pueda procesarla. El funcionamiento de estas pantallas puede verse afectado por elementos externos. La presencia de contaminantes sobre la superficie también puede interferir con el funcionamiento de la pantalla táctil. 37 Figura 2.15: Touch Screen Onda Acústica 2.6.1.3 Capacitivas Una pantalla táctil capacitiva está cubierta con un material, habitualmente óxido de indio y estaño que conduce una corriente eléctrica continua a través del sensor. El sensor por tanto muestra un campo de electrones controlado con precisión tanto en

el eje vertical como en el horizontal, es decir, adquiere capacitancia. El cuerpo humano también se puede considerar un dispositivo eléctrico en cuyo interior hay electrones, por lo que también dispone de capacitancia. Cuando el campo de capacitancia normal del sensor (su estado de referencia) es alterado por otro campo de capacitancia, como puede ser el dedo de una persona, los circuitos electrónicos situados en cada esquina de la pantalla miden la 'distorsión' resultante en la onda senoidal característica del campo de referencia y envía la información acerca de este evento al controlador para su procesamiento matemático. Los sensores capacitivos deben ser tocados con un dispositivo conductivo en contacto directo con la mano o con un dedo, al contrario que las pantallas resistivas o de onda superficial en las que se puede utilizar cualquier objeto. Las pantallas táctiles capacitivas no se ven afectadas por elementos externos y tienen una alta claridad, pero su complejo procesado de la señal hace que su coste sea elevado. Figura 2.16: Touch Screen Capacitiva. 38 2.6.1.4 Infrarrojos Las pantallas táctiles por infrarrojos consisten en una matriz de sensores y emisores infrarrojos horizontales y verticales. En cada eje los receptores están en el lado opuesto a los emisores de forma que al tocar con un objeto la pantalla se interrumpe un haz infrarrojo vertical y otro horizontal, permitiendo de esta forma localizar la posición exacta en que se realizó el contacto. Este tipo de pantallas son muy resistentes por lo que son utilizadas en muchas de las aplicaciones militares que exigen una pantalla táctil. 2.6.1.5 Galga Extensiométrica Cuando se utilizan galgas extensiométricas la pantalla tiene una estructura elástica de forma que se pueden utilizar galgas extensiométricas para determinar la posición en que ha sido tocada a partir de las deformaciones producidas en la misma. Esta tecnología también puede medir el eje Z o la presión ejercida sobre la pantalla. Se usan habitualmente en sistemas que se encuentran expuestos al público como máquinas de venta de entradas, debido sobre todo a su resistencia al vandalismo. 2.6.1.6 Imagen Óptica Es un desarrollo relativamente moderno en la tecnología de pantallas táctiles, dos o más sensores son situados alrededor de la pantalla, habitualmente en las esquinas. Emisores de infrarrojos son situados en el campo de vista de la cámara en los otros lados de la pantalla. Un toque en la pantalla muestra una sombra de forma que cada

par de cámaras puede triangularizarla para localizar el punto de contacto. Esta tecnología está ganando popularidad debido a su escalabilidad, versatilidad y asequibilidad, especialmente para pantallas de gran tamaño. 2.6.1.7 Tecnología de Señal Dispersiva Introducida en el año 2002, este sistema utiliza sensores para detectar la energía mecánica producida en el cristal debido a un toque. Unos algoritmos complejos se encargan de interpretar esta información para obtener el punto exacto del contacto. Esta tecnología es muy resistente al polvo y otros elementos externos, incluidos arañazos. Como no hay necesidad de elementos adicionales en la pantalla también proporciona unos excelentes niveles de claridad. Por otro lado, como el contacto es 39 detectado a través de vibraciones mecánicas, cualquier objeto puede ser utilizado para detectar estos eventos, incluyendo el dedo o uñas. Un efecto lateral negativo de esta tecnología es que tras el contacto inicial el sistema no es capaz de detectar un dedo u objeto que se encuentre parado tocando la pantalla. 2.6.1.8 Reconocimiento de Pulso Acústico Introducida en el año 2006, estos sistemas utilizan cuatro transductores piezoeléctricos situados en cada lado de la pantalla para convertir la energía mecánica del contacto en una señal electrónica. Esta señal es posteriormente convertida en una onda de sonido, la cual es comparada con el perfil de sonido preexistente para cada posición en la pantalla. Este sistema tiene la ventaja de que no necesita ninguna malla de cables sobre la pantalla y que la pantalla táctil es de hecho de cristal, proporcionando la óptica y la durabilidad del cristal con el que está fabricada. También presenta las ventajas de funcionar con arañazos y polvo sobre la pantalla, de tener unos altos niveles de precisión y de que no necesita ningún objeto especial para su utilización. 2.6.2 Especificaciones HID Las pantallas táctiles se encuentran definidas dentro de la especificación de dispositivos HID para puerto USB2 como digitalizadores, junto con dispositivos como touchpads y tabletas digitalizadoras entre otros. Las pantallas táctiles se identifican con el usage ID 04. La especificación incluye los campos utilizados para el manejo de este tipo de dispositivos. Algunos de los más interesantes para el manejo de las pantallas táctiles son: Tip Pressure: que representa la fuerza por un transductor, habitualmente un estilo o también un dedo. Barrel Pressure: fuerza que ejerce el usuario en el sensor del transductor, como por ejemplo un botón sensible a la presión en el puntero de manejo. In Range: que indica que el transductor se encuentra en el área donde la digitalización es posible. Se representa por un bit 40

Touch: indica si un dedo está tocando la pantalla. El sistema suele interpretarlo como un clic de botón primario Untouch: indica que el dedo ha perdido contacto con la superficie de la pantalla. Se interpreta como la acción de soltar el botón primario. Tap: indica que se ha realizado un toque con el dedo en la pantalla, levantándolo rápidamente sin prolongar el contacto. Se interpreta como un evento provocado por un botón. 2.6.3 Sistemas operativos y software Existe una gran variedad de software dirigido al manejo de máquinas con pantallas táctiles y que puede ejecutarse en los principales sistemas operativos como son Linux , MacOS y Windows. En estos dos últimos casos existen versiones especiales adaptadas para su uso en dispositivos Tablet PC, ModBook en el caso de Apple y Windows XP Tablet PC Edition en el caso de Microsoft, existiendo así mismo software especifico para estas versiones. En otro tipo de dispositivos como las PDAs o teléfonos con pantalla táctil también existen sistemas operativos como PalmOS o Windows Mobile. Respecto al software específico para pantallas táctiles, al igual que en el caso de otros dispositivos similares como las tabletas digitalizadoras, destacan los programas de reconocimiento de escritura manual como Inkwell en Macintosh. En el caso de Windows XP Tablet PC Edition el propio sistema operativo incluye reconocimiento de escritura. También son habituales los programas de dibujo, como por ejemplo Corel Painter, que pueden incluso reconocer la fuerza con la que se está pulsando sobre la pantalla o la inclinación del objeto con el que se está tocando. 2.6.3.1 Desarrollo y utilización La gran mayoría de las tecnologías de pantalla táctil más significativas fueron patentadas durante las décadas de los 1970 y 1980 y actualmente han expirado. Este hecho ha permitido que desde entonces los diseños de productos y componentes que utilizan dichas tecnologías no estén sujetos a royalties, lo que ha permitido que los dispositivos táctiles se hayan extendido más fácilmente. 41 Con la creciente aceptación de multitud de productos con una pantalla táctil integrada, el coste marginal de esta tecnología ha sido rutinariamente absorbido en los productos que las incorporan haciendo que prácticamente desaparezca. Como ocurre habitualmente con cualquier tecnología, el hardware y el software asociado a las pantallas táctiles ha alcanzado un punto de madurez suficiente después de más de tres décadas de desarrollo, lo que le ha permitido que actualmente tengan grado muy alto de fiabilidad. Como tal, las pantallas táctiles pueden hallarse en la actualidad en

aviones, automóviles, consolas, sistemas de control de maquinaria y dispositivos de mano de cualquier tipo. 2.6.3.2 Ergonomía Respecto a la ergonomía, un problema que se presenta a menudo en las pantallas táctiles es que los dedos se cansan cuando el usuario utiliza el dispositivo durante un tiempo prolongado, sobre todo cuando es necesaria una presión significativa sobre la pantalla y además esta no es flexible. Se puede aliviar este problema con el uso de un lapicero u otro dispositivo similar, aunque en algunas situaciones la introducción de estos elementos puede resultar problemática (por ejemplo en quioscos públicos). 2.7 CONTROLADOR DE TEMPERATURA 12

El controlador de temperatura es un dispositivo con el cual se establece la temperatura que se desea de un medio ambiente, con este dispositivo se monitorea la temperatura, y se produce una orden de cambio de ésta misma, que se hace mediante un control, en este control se observa en todo momento la temperatura actual. 2.7.1 ANTECEDENTES: En las actividades del hombre es necesario tener el control del ambiente que lo rodea, esto implica también el control de la temperatura, el equipo informa de la temperatura en que se encuentra y se manipula ésta según se necesita. Por tanto este dispositivo es útil en muchas de estas actividades como son; tener la temperatura de un calentador de agua de una casa hasta realizar tareas de una planta de producción, estos son ejemplos simples en los cuales se aplica éste dispositivo, pero en las tareas del hombre tiene otros campos de aplicación. 12 Manual de usuario BrainChild UM0P411C 42 2.7.2 Control difuso en sistemas con retroalimentación. Las aplicaciones de control difuso más adecuadas son aquellas donde existen requerimientos cualitativos para una acción de control satisfactoria y dichos requerimientos pueden ser enunciados fácilmente como reglas difusas. Por esta razón, los controladores con lógica difusa son usados para operar funciones automáticas en lavadoras, video grabadoras, reproductores de CD, sistemas de aire acondicionado, cámaras y productos similares. También es posible encontrar lógica difusa en controladores de retroalimentación industriales que han sido implementados normalmente por operadores humanos expertos que tienen el control manual de procesos complejos. El procedimiento que se sigue es sintetizar las habilidades humanas del operador en

una base de reglas difusas y desarrollar así un sistema de control difuso. El diseñador del sistema difuso copia las acciones heurísticas del operador humano mientras controla el proceso y escribe las correspondientes reglas difusas. Mediante observaciones detalladas de un operador habilidoso, es posible obtener un conjunto completo de reglas difusas que puede reproducir el mejor rendimiento del operador humano. El resultado es un sistema de control inteligente que se obtiene sin referencia a la teoría clásica de los sistemas de control pero contiene el conocimiento de un buen operador humano. Por esta razón hubo un gran entusiasmo en los setentas y ochentas por esta técnica, pero se ha encontrado que el operador humano no puede ser fácilmente reemplazado y ahora esos sistemas difusos son usados como “consejeros” del operador. La idea es mejorar la seguridad en lugar de reemplazar al operador. Una aplicación popular de la lógica difusa es el control de lazos simples, normalmente controlados usando controladores PID. La lógica difusa copia la acción del controlador PID con algunas modificaciones para manejar el comportamiento no lineal. En la figura 2.17 se muestra como un sistema difuso podría reemplazar un controlador convencional. 43 Figura 2.17: El controlador difuso y su relación con un lazo de control convencional. El procedimiento adaptado en control difuso pretende imitar las acciones de un controlador tradicional utilizando reglas difusas y agregar características para tratar con sistemas de propiedades especiales como pueden ser algunos comportamientos no lineales. 2.7.3 Control difuso proporcional. Una versión muy simple de un controlador proporcional difuso es la siguiente: Regla 1: SI {error LN} ENTONCES {control LN} Regla 2: SI {error MN} ENTONCES {control MN} Regla 3: SI {error S} ENTONCES {control S} Regla 4: SI {error MP} ENTONCES {control MP} Regla 5: SI {error LP} ENTONCES {control LP} De hecho este conjunto de reglas produce exactamente la misma acción de control lineal como un controlador proporcional con una ganancia uno, operando sobre la señal de error. Esto no representa ninguna ventaja.

Sin embargo, la ganancia del controlador puede ser no lineal cambiando las reglas difusas, lo cual puede ser muy útil en aplicaciones especiales. Para dar un ejemplo muy sencillo, considera el caso del sistema de tanques acoplados, donde la bomba de entrada no puede ser manejada hacia atrás para extraer agua de los tanques (por ejemplo la entrada de control mínimo es 0V) y la señal de entrada al amplificador de la bomba no aceptara más de un máximo de 10V. Dichos límites prácticos en el 44 rango de operación de un actuador en un sistema de control son normales. Es fácil adaptar un controlador difuso para responder a estas especificaciones. Un controlador proporcional difuso que incorpora la limitante de una señal de entrada mínima de 0V será: Aquí el nivel S es 0V y la Regla 1 asegura que la bomba no recibe señales negativas. La figura 2.18 es una implementación de este conjunto de reglas: Figura 2.18: Implementación de el conjunto de reglas difusas RS4. Esta es una demostración simple. Con reglas difusas más elaboradas, pueden implementarse factores no lineales más complejos. Muchos profesionales cuestionaran si este es el camino correcto para diseñar un controlador no lineal, sin embargo los ingenieros prácticos algunas veces hacen esto donde existe cierta certeza positiva sobre las implicaciones en la estabilidad del sistema. 2.7.4 Control difuso proporcional derivativo. El controlador difuso proporcional puede ser extendido fácilmente para incluir la acción integral y derivativa. Aquí vamos a discutir solamente la extensión derivativa. En este caso el controlador difuso opera sobre la señal de error e(t) y la derivada de la señal de salida dy(t) y produce una salida del dt ‘defuzzificador’ que es la señal de control u(t). El controlador difuso se basa en dos señales: el error y el rango de cambio de la salida. En este contexto es importante resaltar que el controlador difuso no contiene 45 elementos dinámicos. Todos los componentes dinámicos están afuera del controlador y son obtenidos mediante una medición directa del sistema o por medio del procesamiento de las señales de entrada y salida del sistema. La derivada de la salida puede estar disponible como una medición directa o a través de un observador de los estados del sistema. Después de la “fuzzificación” del error y el rango de la salida, las reglas difusas se aplican a las variables recién “fuzzificadas”. El rol de la retroalimentación del rango

en un controlador convencional es reducir la acción de control si la salida está cambiando muy rápido. Esto reduce la posibilidad de que la salida sobrepase el valor de referencia deseado r(t). Usando este principio, las reglas difusas pueden ser escritas para evitar estos eventos. Por ejemplo, en el conjunto de reglas que se muestra abajo, las primeras cinco reglas proveen control proporcional difuso. Las reglas 6 y 7 tratan de compensar cambios rápidos cuando el error es pequeño, generando un componente de control que reducirá el rango de cambio en la salida del sistema. Este conjunto de reglas aproxima las acciones de control proporcional y derivativa pero solamente cuando el error es pequeño. Estudiando un controlador lineal convencional con retroalimentación del rango de cambio, es posible conformar conjuntos de reglas para imitarlo. Por ejemplo la ley de control convencional proporcional derivativa es: Ec. 2.1 46 El control difuso correspondiendo a este conjunto de reglas es una aproximación no detallada del comportamiento de un controlador con acción proporcional derivativa. Con estas cuatro reglas, la calidad del control que puede alcanzarse seria pobre. Para ver esto, la figura 8 muestra una vista isométrica de la señal de control graficada como una función del error y del cambio en la salida. Nótese que la acción de control se mueve solamente entre tres valores +10V, 0V y -10V. Los pobres resultados de este conjunto de reglas pueden mejorarse si se agregan mas niveles de “fuzzificación” para alcanzar una aproximación más cercana a la verdadera ley de control. Por ejemplo, la figura 9 muestra la superficie de control que corresponde a cinco niveles de “fuzzificación” en las reglas de control. Mediante el uso de la propiedad Fuzzy PID modificado la tecnología, el control de bucle y de minimizar el rebasamiento undershoot en un menor tiempo. El siguiente diagrama es una comparación de los resultados con y sin tecnología Fuzzy. Figura 2.19: Fuzzy PID. La función de Fuzzy control PID es ajustar los parámetros de tiempo en tiempo a fin de que la manipulación del valor de salida sea más flexible y adaptable a los diversos procesos. El resultado es que un proceso para llegar a un punto de ajuste 47

CAPITULO III SISTEMA SCADA PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA 3.1 INTRODUCCION: En el presente capítulo se va a desarrollar un sistema SCADA que permitirá controlar y supervisar la temperatura del controlador enviando señales de control para que realice el control de calentar y enfriar el proceso según este sea necesario. Este sistema está compuesto de: Software HMI Studio con las pantallas necesarias para visualizar el proceso. Un controlador de proceso de temperatura BrainChild P41 Cable de comunicación HMI/Controlador Cable de programación PC/HMI 3.2 LENGUAJE COMPUTACIONAL 3.2.1 HMI STUDIO 1.12 Los terminales de la interfaz del operador (HMI) pueden proporcionar mucha más flexibilidad que los tradicionales paneles de control mecánico. Un HMI permite a un operador de planta vigilar las condiciones actuales de un sistema de control y, si fuera necesario, para iniciar un cambio en el funcionamiento del sistema. Los HMI’s pueden conectarse a controladores lógicos programables (PLC) o controlador de proceso, normalmente a través de la serie de comunicaciones del puerto. El HMI puede ser programado para supervisar y / o cambiar los valores actuales almacenados en la memoria de datos del PLC o controlador de proceso. Un proyecto es cuando un usuario crea una aplicación HMI Studio Software. Un proyecto contiene información tal como HMI modelo de configuración de red, pantalla de información, tareas de información etc. Una pantalla es una representación visual de los objetos puestos en la pantalla del HMI. Cualquier parte del tamaño de la ventana suele ser denominado una pantalla o ventana emergente. El usuario puede crear su pantalla personalizada de acuerdo a sus 49 necesidades. Una ventana puede aparecer en la pantalla pulsando los botones de la pantalla táctil. El número máximo de pantallas en una aplicación sólo está limitado por el tamaño de la memoria de la pantalla. Un objeto en la pantalla HMI puede realizar acciones tales como la visualización de mensajes de texto, la escritura de un valor a un registro del PLC, o mostrar una alarma. Un objeto puede ser clasificado como un objeto de texto o grafico. Un objeto de texto es usado para mostrar el texto en el HMI y también puede utilizarse para realizar alguna acción. Por ejemplo, un objeto de entrada de datos le

dice al HMI para controlar de forma continuada un registro de PLC y permite al usuario cambiar el valor en el registro. Algunos de los objetos pueden mostrar gráficos cuya forma depende del valor de un registro. Estos objetos también pueden cambiar el valor. 3.2.2 REQUERIMIENTOS DE HARDWARE1

La siguiente configuración de hardware básico que se necesita para configurar y operar su software HMI studio. Equipo Mínimo Requerimiento PC compatible con IBM 266MHz Pentium® II o superior o compatible Sistema Operativo Windows® 2000 o superior Sistema RAM Al menos 64 megabytes (MB) de RAM, más memoria generalmente mejora la respuesta Disco Duro 150 MB en espacio de memoria Monitor VGA 800 x 600 con 24 bits de color verdadero Puerto Serial Puerto serie para la descarga Mouse Microsoft® Mouse o compatible Teclado Obligatorio Tabla 3.1: Requerimientos de Hardware. 1 Manual de usuario BrainChild UMHMIC 50 3.2.3 Conexión del HMI a su ordenador Requerimientos. Cable de interface RS232 HMI Conecte el cable de programación de computadora a HMI. Por ejemplo: COM1 Conecte una fuente de alimentación 24 V CC a la HMI Abrir el nuevo proyecto en el software HMI Studio. De forma predeterminada, se configurará COM1 para la comunicación con el PC. Configurar el controlador PLC en la configuración de la red, por ejemplo: COM2. Descarga el firmware en HMI. 3.3 ENTORNO DEL PROGRAMA HMI STUDIO 1.12 Abrimos el programa HMI Studio Figura 3.1: Nueva aplicación en HMI studio. Escogemos la pantalla BrainChild 601 S 51 Figura 3.2: seleccionamos el modelo de pantalla. Y tenemos el entorno del programa HMI Studio Figura 3.3: Entorno de HMI studio. Tenemos las siguientes barras de herramientas para realizar el proyecto en la HMI 3.3.1 Barras de herramientas

Para realizar un proyecto en HMI Studio se posee una serie de herramientas para la programación y diseño de pantallas como por ejemplo. 52 Herramientas de pantalla (Screen Tools) Objetos (Objetcs) Herramientas de proyecto (Project Tools) Herramientas (Tools) 3.3.1.1 Herramientas de pantalla (Screen Tools) Esta barra de herramientas tenemos para la creación de pantalla, edición, eliminar, duplicar pantallas etc., este cuadro de herramientas son para edición de las pantallas que deseemos realizar. Figura 3.4: Herramientas de pantalla. 3.3.1.2 Objetos (Objects) En esta barra de herramientas llamada objetos tenemos la parte fundamental del HMI Studio aquí encontramos lo que son botones, ingresar texto en la pantalla, tenemos lo que es registros y históricos etc., esta barra es para personalizar la pantalla según la necesidad o aplicación que se necesite realizar. Figura 3.5: Barra de objetos. 3.3.1.3 Herramientas de proyecto (Project Tools) Esta barra de herramientas es fundamental para el correcto funcionamiento del HMI ya que aquí asignamos tags, realizamos la programación en ladder para las distintas aplicaciones aquí cargamos desde la PC hacia el HMI o viceversa. 53 Figura 3.6: Herramientas de proyecto. 3.3.1.4 Herramientas (Tools) Estas herramientas son mas de edición del lo que es texto, objetos podemos alinear los objetos o texto elegido, según la necesidad que tengamos por ejemplo; deseamos alinear a la derecha. Figura 3.7: Herramientas. 3.3.2 Tags Los Tags es la base de datos central para las etiquetas que deben ser utilizados en la aplicación. Los tags se definen (como registro o bobinas) y sus atributos son seleccionados, los tags pueden ser utilizados en la aplicación de las pantallas, tareas, alarmas etc. La pantalla le ayuda a definir Etiquetas relacionadas con nodos. Los Tags no es sino un registro o bobina o bit individual o simplemente un registro.

Seleccionamos el tag, el tipo, tipo de campo puede ser bobina o Tipo de Registro. Figura 3.8: Creación de nuevos tags. 54 3.3.3 Network Configuration configuración de red Esta configuración se podría decir que es la más importante ya que es la configuración la cual voy a comunicarme con el controlador de temperatura en este caso va a ser una comunicación MODBUS, aquí podemos escoger el tipo de equipo con el que vamos a comunicarnos puede ser PLC de distintas marcas. Figura 3.9: Configuración de la red. Aquí configuramos lo que es la dirección puerto de comunicación, le ponemos un nombre para identificar etc. 3.4 Pantallas del HMI 3.4.1 Pantalla de “Registro” Esta es la pantalla que por lo general siempre va a ser visualizada porque nos permite ver las curvas del Set Point SP y la curva de la PV o variable de proceso, podemos tener una visualización de los tiempos donde las rampas 55 Figura 3.10: Pantalla de Registro. 3.4.1.1 Histórico o Registrador El Historial Tren en la pantalla de registro es donde vamos a poder visualizar loas curvas del proceso, aquí podemos configurar el numero de tags que queremos visualizar, rangos para temperatura y para el tiempo, valores de inicio y fin en el rango de tiempo, que tags deseamos visualizar. Figura 3.11: Configuración del Registrador e histórico. 56 3.4.1.2 Botones En el HMI tenemos la facilidad de insertar botones los cuales pueden hacer varias operaciones como pasar a otra pantalla de operación, sumar valores a una variable etc. En la pantalla de registros tenemos un botón “OPERACIÓN”. Lo cual lo que va a realizar al momento de pulsarlo la operación que este me va a realizar es llevarme a otra pantalla. Dando doble click en el botón tenemos la facilidad de configurar la operación del mismo. Figura 3.12: Configuración de la operación del botón. 3.4.1.3 Display Data En la pantalla “registro” tenemos los display data estos nos permiten visualizar en valores numéricos o texto los valores del proceso que se en ejecución Figura 3.13: Display data. No permite visualizar el valor del set point la variable del proceso en número y nombre del programa en ejecución y tiempo de duración y transcurrido en el que la rampa o segmento se demora. 57 Aquí tenemos el cuadro de configuración de un display data en el cual ponemos el

tag al cual queremos visualizar puede ser un bit un registro numérico o un registro texto. Figura 3.14: Configuración del Display data. 3.4.1.4 Word lamp Una “Word lamp” nos ayudan para ver el estado de alguna variable ya que podemos hacer encender dependiendo del valor que este programa y el texto que se desee mostrar. Figura 3.15: Configuración de la operación del Word lamp. 58 3.4.1.5 Programa para esta pantalla La programación del HMI para cualquier aplicación es en ladder y el programa que tiene esta pantalla lo cual hace que el Historical Trend se actualice cada 5 seg, es el siguiente. Figura 3.16: Programa ladder. 3.4.2 OPERACIÓN En esta pantalla llamada “OPERACIÓN” tenemos la posibilidad de entrar a los nueve programas que tiene este control para poder editarlos ya sea el nombre del programa se puede programar los set point y los tiempos que deben durar las rampas. Aquí es donde ponemos en marcha al programa o lo podemos poner en stop o a su vez en modo Hold. Tenemos la opción de modificar los valores de la escala de temperatura y la escala de tiempo, podemos igualar la hora y la fecha, tenemos la opción de blanquear la memoria del HMI, en fin esta pantalla es la de edición en general de todo el control de rampas 59 Figura 3.17: Pantalla Operación. 3.4.2.1 Display Data En esta parte de la pantalla, sencillamente nos indica el nombre del programa que se va a ejecutar, luego de que el operador haya seleccionado, esta selección la hace presionando seleccionar. Figura 3.18: Aplicación del display data. 3.4.2.2 Perfil El operador para seleccionar el programa, debe presionar en el recuadro donde aparece el número 2, al hacer esto se desplegará una pantalla (KEY PAD), en la cual se puede introducir el número. En este caso el número 2 es el numero del programa en este caso es el programa 2 y el 01 es el segmento o mejor dicho en que paso de la receta se desea que empiece el programa o en que segmento o paso se encuentra este. 60 Figura 3.19: Elección del perfil.

3.4.2.3 Modo Luego de que el operador haya seleccionado el programa que desea poner en operación, tendrá que oprimir el botón run, el cual empieza el proceso, como se observa en el gráfico. Si desea el operador finalizar el proceso, deberá presionar el botón stop. Cada botón está programado con su respectiva operación de acuerdo con cada registro. El segundo y tercer botón funcionan del mismo modo, si un proceso está funcionando, el operador podrá parar o pausar el programa que se encuentra cargado, para luego iniciar o reiniciar dicho programa nuevamente. Figura 3.20: Selección del modo de operación. 3.4.2.4 Blanquear Memoria El operador podrá blanquear la memoria al presionar este botón, es importante observar en la pantalla de registro cuando se encuentre la alarma prendida de full, ya que el registro no podrá seguir almacenando datos, por lo que se debe proceder a ser un blanqueo de memoria. La memoria aproximadamente guarda 6 meses de operaciones de la máquina. 61 Figura 3.21: Botón para borrar memoria. 3.4.2.5 Editar Programas Estos botones son los botones de programación. En los cuales el operador podrá ingresar los datos de las rampas, es decir, fijar los set points y tiempos en los que funcionará la máquina. Al presionar cada uno de estos botones, se desplegará una pantalla, siendo un total de nueve, es decir el operador tiene la opción de programar hasta 9 programas, valga la redundancia. En el transcurso del manual, se explicará cada una de las pantalla que corresponden al programa 1, al programa 2, etc. La información que se ingrese, dentro de las pantallas correspondientes a los programas aparecerá en el texto que podemos ver en el gráfico, como se ve Lavado Máquina en el ejemplo. Figura 3.22: Teclado para editar los programas. 3.4.2.6 Escala de Temperatura y tiempo El operador puede seleccionar una escala en la cual estará el gráfico, esta escala se verá en el eje vertical del gráfico de la pantalla inicial. Para seleccionar esta escala, al 62 presionar dentro del cuadro donde se encuentran los números, automáticamente se

despliega una pantalla llamada KEY PAD. Figura 3.23: Escala de temperatura. El operador en este cuadro, especifica la escala horizontal del gráfico, especificando el rango de horas en el cual se va a visualizar el proceso que la máquina llevará a cabo. El operador únicamente debe ingresar el rango, los valores iniciales y finales de día, mes, año, etc. se generan automáticamente. De igual manera, para ingresar este valor, se desplegará la pantalla KEY PAD. Figura 3.24: Actualizar el rango de temperatura. 3.4.2.7 Igualar Hora Al presionar igualar hora y fecha, el operador ingresará a una pantalla para modificar la hora y fecha. Figura 3.25: Editar hora y fecha. 63 3.4.2.8 Programa de la pantalla Operación Este mencionado programa tiene la finalidad del lograr almacenar el nombre de la receta de cada de los 9 programa que contiene este proyecto, como los data entry y los display data están configurado para 16 bytes, tengo como máximo escribir 16 caracteres, como cada registros de memoria son de 4 bytes realizo un programa para que cada 4 registros sea una memoria para almacenar el nombre de la receta del control de rampas. 64 65 3.4.3 Pantalla Hora y Fecha Aquí tenemos la pantalla de edición de hora y fecha en la cual nos permite igualar la hora y fecha propiamente dichos. Figura 3.26: igualar hora y fecha. 66 Esta pantalla posee botones para subir o bajar el dato cada uno de estos botones tiene una instrucción diferente como vamos a ver a continuación. Figura 3.27: programación de los botones de la hora y fecha. 3.4.4 Pantalla de Control de rampa Esta pantalla es donde los valores de Set Point y tiempos de duración de la rampa son ingresados por medio del operador del HMI teniendo en cuenta el tipo de rampa que se requiera programar puede ser una rampa de tipo “ramp”, “dwell” , “jump” o “end”. 3.4.4.1 Ramp (Rampa) En el parámetro de rampa, son expresadas en grados ºC por un determinado tiempo, la función principal de esta es elevar o disminuir la temperatura del proceso en un

tiempo programado; Ejemplo: tengo mi temperatura inicial 15 ºC deseo que la temperatura se incremente en 10 min a 25 ºC esa es mi función rampa (como muestra la figura). De la misma manera puedo hacer para el caso de enfriar o disminuir mi temperatura. 67 Figura 3.28: Función rampa. 3.4.4.2 Dwell (Mue rto) Este parámetro Dewll, se mantiene por un período de tiempo establecido fijo el valor de temperatura. Es decir vamos a mantener “muerto” el valor de temperatura por cierto tiempo. Ejemplo: Vamos a mantener por 10 min la temperatura a 25 ºC (como muestra la figura). Figura 3.29: Función dwell. 3.4.4.3 Jump Este parámetro jump o “salto” nos puede ahorrar segmentos de programación ya que podemos programar a que segmento ya ejecutado regresar y desde este empezar a ejecutarse y a la vez cuantas veces queremos que esto se repita, esto nos puede ayudar a reducir los datos de programación. 68 3.4.4.4 End Para poder finalizar cualquier programa ponemos el parámetro end y finalizamos el programa que se está programando. 3.4.4.5 Programar las recetas En esta pantalla podemos introducir el nombre de cómo queremos llamar al proceso a programar en el control de rampas, ingresamos numero de segmento y tipo, set point tiempos. El controlador BrainChild P41 tiene la capacidad de almacenar 9 programas, los programas del 1 al 4 podemos ingresar 16 rampas, en los programas 5 al 7 podemos ingresar 32 rampas y en los 2 últimos programas tenemos la capacidad de ingresar hasta 64 rampas con sus distintos set point y tiempos de duración Figura 3.30: Pantalla de configuración de recetas. 69 3.4.5 Programa de Pantalla “Control de rampa” 3.4.5.1 Programación de la función “ramp” 3.4.5.2 Programación de la función “dwell” 3.4.5.3 Programación de la función “jump” 70

 

 

CAPITULO III SISTEMA SCADA PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA 3.1 INTRODUCCION: En el presente capítulo se va a desarrollar un sistema SCADA que permitirá controlar y supervisar la temperatura del controlador enviando señales de control para que realice el control de calentar y enfriar el proceso según este sea necesario. Este sistema está compuesto de: Software HMI Studio con las pantallas necesarias para visualizar el proceso. Un controlador de proceso de temperatura BrainChild P41 Cable de comunicación HMI/Controlador Cable de programación PC/HMI 3.2 LENGUAJE COMPUTACIONAL 3.2.1 HMI STUDIO 1.12 Los terminales de la interfaz del operador (HMI) pueden proporcionar mucha más flexibilidad que los tradicionales paneles de control mecánico. Un HMI permite a un operador de planta vigilar las condiciones actuales de un sistema de control y, si fuera necesario, para iniciar un cambio en el funcionamiento del sistema. Los HMI’s pueden conectarse a controladores lógicos programables (PLC) o controlador de proceso, normalmente a través de la serie de comunicaciones del puerto. El HMI puede ser programado para supervisar y / o cambiar los valores actuales almacenados en la memoria de datos del PLC o controlador de proceso. Un proyecto es cuando un usuario crea una aplicación HMI Studio Software. Un proyecto contiene información tal como HMI modelo de configuración de red, pantalla de información, tareas de información etc. Una pantalla es una representación visual de los objetos puestos en la pantalla del HMI. Cualquier parte del tamaño de la ventana suele ser denominado una pantalla o ventana emergente. El usuario puede crear su pantalla personalizada de acuerdo a sus 49 necesidades. Una ventana puede aparecer en la pantalla pulsando los botones de la pantalla táctil. El número máximo de pantallas en una aplicación sólo está limitado por el tamaño de la memoria de la pantalla. Un objeto en la pantalla HMI puede realizar acciones tales como la visualización de mensajes de texto, la escritura de un valor a un registro del PLC, o mostrar una alarma. Un objeto puede ser clasificado como un objeto de texto o grafico. Un objeto de texto es usado para mostrar el texto en el HMI y también puede utilizarse para realizar alguna acción. Por ejemplo, un objeto de entrada de datos le

dice al HMI para controlar de forma continuada un registro de PLC y permite al usuario cambiar el valor en el registro. Algunos de los objetos pueden mostrar gráficos cuya forma depende del valor de un registro. Estos objetos también pueden cambiar el valor. 3.2.2 REQUERIMIENTOS DE HARDWARE1

La siguiente configuración de hardware básico que se necesita para configurar y operar su software HMI studio. Equipo Mínimo Requerimiento PC compatible con IBM 266MHz Pentium® II o superior o compatible Sistema Operativo Windows® 2000 o superior Sistema RAM Al menos 64 megabytes (MB) de RAM, más memoria generalmente mejora la respuesta Disco Duro 150 MB en espacio de memoria Monitor VGA 800 x 600 con 24 bits de color verdadero Puerto Serial Puerto serie para la descarga Mouse Microsoft® Mouse o compatible Teclado Obligatorio Tabla 3.1: Requerimientos de Hardware. 1 Manual de usuario BrainChild UMHMIC 50 3.2.3 Conexión del HMI a su ordenador Requerimientos. Cable de interface RS232 HMI Conecte el cable de programación de computadora a HMI. Por ejemplo: COM1 Conecte una fuente de alimentación 24 V CC a la HMI Abrir el nuevo proyecto en el software HMI Studio. De forma predeterminada, se configurará COM1 para la comunicación con el PC. Configurar el controlador PLC en la configuración de la red, por ejemplo: COM2. Descarga el firmware en HMI. 3.3 ENTORNO DEL PROGRAMA HMI STUDIO 1.12 Abrimos el programa HMI Studio Figura 3.1: Nueva aplicación en HMI studio. Escogemos la pantalla BrainChild 601 S 51 Figura 3.2: seleccionamos el modelo de pantalla. Y tenemos el entorno del programa HMI Studio Figura 3.3: Entorno de HMI studio. Tenemos las siguientes barras de herramientas para realizar el proyecto en la HMI 3.3.1 Barras de herramientas

Para realizar un proyecto en HMI Studio se posee una serie de herramientas para la programación y diseño de pantallas como por ejemplo. 52 Herramientas de pantalla (Screen Tools) Objetos (Objetcs) Herramientas de proyecto (Project Tools) Herramientas (Tools) 3.3.1.1 Herramientas de pantalla (Screen Tools) Esta barra de herramientas tenemos para la creación de pantalla, edición, eliminar, duplicar pantallas etc., este cuadro de herramientas son para edición de las pantallas que deseemos realizar. Figura 3.4: Herramientas de pantalla. 3.3.1.2 Objetos (Objects) En esta barra de herramientas llamada objetos tenemos la parte fundamental del HMI Studio aquí encontramos lo que son botones, ingresar texto en la pantalla, tenemos lo que es registros y históricos etc., esta barra es para personalizar la pantalla según la necesidad o aplicación que se necesite realizar. Figura 3.5: Barra de objetos. 3.3.1.3 Herramientas de proyecto (Project Tools) Esta barra de herramientas es fundamental para el correcto funcionamiento del HMI ya que aquí asignamos tags, realizamos la programación en ladder para las distintas aplicaciones aquí cargamos desde la PC hacia el HMI o viceversa. 53 Figura 3.6: Herramientas de proyecto. 3.3.1.4 Herramientas (Tools) Estas herramientas son mas de edición del lo que es texto, objetos podemos alinear los objetos o texto elegido, según la necesidad que tengamos por ejemplo; deseamos alinear a la derecha. Figura 3.7: Herramientas. 3.3.2 Tags Los Tags es la base de datos central para las etiquetas que deben ser utilizados en la aplicación. Los tags se definen (como registro o bobinas) y sus atributos son seleccionados, los tags pueden ser utilizados en la aplicación de las pantallas, tareas, alarmas etc. La pantalla le ayuda a definir Etiquetas relacionadas con nodos. Los Tags no es sino un registro o bobina o bit individual o simplemente un registro.

Seleccionamos el tag, el tipo, tipo de campo puede ser bobina o Tipo de Registro. Figura 3.8: Creación de nuevos tags. 54 3.3.3 Network Configuration configuración de red Esta configuración se podría decir que es la más importante ya que es la configuración la cual voy a comunicarme con el controlador de temperatura en este caso va a ser una comunicación MODBUS, aquí podemos escoger el tipo de equipo con el que vamos a comunicarnos puede ser PLC de distintas marcas. Figura 3.9: Configuración de la red. Aquí configuramos lo que es la dirección puerto de comunicación, le ponemos un nombre para identificar etc. 3.4 Pantallas del HMI 3.4.1 Pantalla de “Registro” Esta es la pantalla que por lo general siempre va a ser visualizada porque nos permite ver las curvas del Set Point SP y la curva de la PV o variable de proceso, podemos tener una visualización de los tiempos donde las rampas 55 Figura 3.10: Pantalla de Registro. 3.4.1.1 Histórico o Registrador El Historial Tren en la pantalla de registro es donde vamos a poder visualizar loas curvas del proceso, aquí podemos configurar el numero de tags que queremos visualizar, rangos para temperatura y para el tiempo, valores de inicio y fin en el rango de tiempo, que tags deseamos visualizar. Figura 3.11: Configuración del Registrador e histórico. 56 3.4.1.2 Botones En el HMI tenemos la facilidad de insertar botones los cuales pueden hacer varias operaciones como pasar a otra pantalla de operación, sumar valores a una variable etc. En la pantalla de registros tenemos un botón “OPERACIÓN”. Lo cual lo que va a realizar al momento de pulsarlo la operación que este me va a realizar es llevarme a otra pantalla. Dando doble click en el botón tenemos la facilidad de configurar la operación del mismo. Figura 3.12: Configuración de la operación del botón. 3.4.1.3 Display Data En la pantalla “registro” tenemos los display data estos nos permiten visualizar en valores numéricos o texto los valores del proceso que se en ejecución Figura 3.13: Display data. No permite visualizar el valor del set point la variable del proceso en número y nombre del programa en ejecución y tiempo de duración y transcurrido en el que la rampa o segmento se demora. 57 Aquí tenemos el cuadro de configuración de un display data en el cual ponemos el

tag al cual queremos visualizar puede ser un bit un registro numérico o un registro texto. Figura 3.14: Configuración del Display data. 3.4.1.4 Word lamp Una “Word lamp” nos ayudan para ver el estado de alguna variable ya que podemos hacer encender dependiendo del valor que este programa y el texto que se desee mostrar. Figura 3.15: Configuración de la operación del Word lamp. 58 3.4.1.5 Programa para esta pantalla La programación del HMI para cualquier aplicación es en ladder y el programa que tiene esta pantalla lo cual hace que el Historical Trend se actualice cada 5 seg, es el siguiente. Figura 3.16: Programa ladder. 3.4.2 OPERACIÓN En esta pantalla llamada “OPERACIÓN” tenemos la posibilidad de entrar a los nueve programas que tiene este control para poder editarlos ya sea el nombre del programa se puede programar los set point y los tiempos que deben durar las rampas. Aquí es donde ponemos en marcha al programa o lo podemos poner en stop o a su vez en modo Hold. Tenemos la opción de modificar los valores de la escala de temperatura y la escala de tiempo, podemos igualar la hora y la fecha, tenemos la opción de blanquear la memoria del HMI, en fin esta pantalla es la de edición en general de todo el control de rampas 59 Figura 3.17: Pantalla Operación. 3.4.2.1 Display Data En esta parte de la pantalla, sencillamente nos indica el nombre del programa que se va a ejecutar, luego de que el operador haya seleccionado, esta selección la hace presionando seleccionar. Figura 3.18: Aplicación del display data. 3.4.2.2 Perfil El operador para seleccionar el programa, debe presionar en el recuadro donde aparece el número 2, al hacer esto se desplegará una pantalla (KEY PAD), en la cual se puede introducir el número. En este caso el número 2 es el numero del programa en este caso es el programa 2 y el 01 es el segmento o mejor dicho en que paso de la receta se desea que empiece el programa o en que segmento o paso se encuentra este. 60 Figura 3.19: Elección del perfil.

3.4.2.3 Modo Luego de que el operador haya seleccionado el programa que desea poner en operación, tendrá que oprimir el botón run, el cual empieza el proceso, como se observa en el gráfico. Si desea el operador finalizar el proceso, deberá presionar el botón stop. Cada botón está programado con su respectiva operación de acuerdo con cada registro. El segundo y tercer botón funcionan del mismo modo, si un proceso está funcionando, el operador podrá parar o pausar el programa que se encuentra cargado, para luego iniciar o reiniciar dicho programa nuevamente. Figura 3.20: Selección del modo de operación. 3.4.2.4 Blanquear Memoria El operador podrá blanquear la memoria al presionar este botón, es importante observar en la pantalla de registro cuando se encuentre la alarma prendida de full, ya que el registro no podrá seguir almacenando datos, por lo que se debe proceder a ser un blanqueo de memoria. La memoria aproximadamente guarda 6 meses de operaciones de la máquina. 61 Figura 3.21: Botón para borrar memoria. 3.4.2.5 Editar Programas Estos botones son los botones de programación. En los cuales el operador podrá ingresar los datos de las rampas, es decir, fijar los set points y tiempos en los que funcionará la máquina. Al presionar cada uno de estos botones, se desplegará una pantalla, siendo un total de nueve, es decir el operador tiene la opción de programar hasta 9 programas, valga la redundancia. En el transcurso del manual, se explicará cada una de las pantalla que corresponden al programa 1, al programa 2, etc. La información que se ingrese, dentro de las pantallas correspondientes a los programas aparecerá en el texto que podemos ver en el gráfico, como se ve Lavado Máquina en el ejemplo. Figura 3.22: Teclado para editar los programas. 3.4.2.6 Escala de Temperatura y tiempo El operador puede seleccionar una escala en la cual estará el gráfico, esta escala se verá en el eje vertical del gráfico de la pantalla inicial. Para seleccionar esta escala, al 62 presionar dentro del cuadro donde se encuentran los números, automáticamente se

despliega una pantalla llamada KEY PAD. Figura 3.23: Escala de temperatura. El operador en este cuadro, especifica la escala horizontal del gráfico, especificando el rango de horas en el cual se va a visualizar el proceso que la máquina llevará a cabo. El operador únicamente debe ingresar el rango, los valores iniciales y finales de día, mes, año, etc. se generan automáticamente. De igual manera, para ingresar este valor, se desplegará la pantalla KEY PAD. Figura 3.24: Actualizar el rango de temperatura. 3.4.2.7 Igualar Hora Al presionar igualar hora y fecha, el operador ingresará a una pantalla para modificar la hora y fecha. Figura 3.25: Editar hora y fecha. 63 3.4.2.8 Programa de la pantalla Operación Este mencionado programa tiene la finalidad del lograr almacenar el nombre de la receta de cada de los 9 programa que contiene este proyecto, como los data entry y los display data están configurado para 16 bytes, tengo como máximo escribir 16 caracteres, como cada registros de memoria son de 4 bytes realizo un programa para que cada 4 registros sea una memoria para almacenar el nombre de la receta del control de rampas. 64 65 3.4.3 Pantalla Hora y Fecha Aquí tenemos la pantalla de edición de hora y fecha en la cual nos permite igualar la hora y fecha propiamente dichos. Figura 3.26: igualar hora y fecha. 66 Esta pantalla posee botones para subir o bajar el dato cada uno de estos botones tiene una instrucción diferente como vamos a ver a continuación. Figura 3.27: programación de los botones de la hora y fecha. 3.4.4 Pantalla de Control de rampa Esta pantalla es donde los valores de Set Point y tiempos de duración de la rampa son ingresados por medio del operador del HMI teniendo en cuenta el tipo de rampa que se requiera programar puede ser una rampa de tipo “ramp”, “dwell” , “jump” o “end”. 3.4.4.1 Ramp (Rampa) En el parámetro de rampa, son expresadas en grados ºC por un determinado tiempo, la función principal de esta es elevar o disminuir la temperatura del proceso en un

tiempo programado; Ejemplo: tengo mi temperatura inicial 15 ºC deseo que la temperatura se incremente en 10 min a 25 ºC esa es mi función rampa (como muestra la figura). De la misma manera puedo hacer para el caso de enfriar o disminuir mi temperatura. 67 Figura 3.28: Función rampa. 3.4.4.2 Dwell (Mue rto) Este parámetro Dewll, se mantiene por un período de tiempo establecido fijo el valor de temperatura. Es decir vamos a mantener “muerto” el valor de temperatura por cierto tiempo. Ejemplo: Vamos a mantener por 10 min la temperatura a 25 ºC (como muestra la figura). Figura 3.29: Función dwell. 3.4.4.3 Jump Este parámetro jump o “salto” nos puede ahorrar segmentos de programación ya que podemos programar a que segmento ya ejecutado regresar y desde este empezar a ejecutarse y a la vez cuantas veces queremos que esto se repita, esto nos puede ayudar a reducir los datos de programación. 68 3.4.4.4 End Para poder finalizar cualquier programa ponemos el parámetro end y finalizamos el programa que se está programando. 3.4.4.5 Programar las recetas En esta pantalla podemos introducir el nombre de cómo queremos llamar al proceso a programar en el control de rampas, ingresamos numero de segmento y tipo, set point tiempos. El controlador BrainChild P41 tiene la capacidad de almacenar 9 programas, los programas del 1 al 4 podemos ingresar 16 rampas, en los programas 5 al 7 podemos ingresar 32 rampas y en los 2 últimos programas tenemos la capacidad de ingresar hasta 64 rampas con sus distintos set point y tiempos de duración Figura 3.30: Pantalla de configuración de recetas. 69 3.4.5 Programa de Pantalla “Control de rampa” 3.4.5.1 Programación de la función “ramp” 3.4.5.2 Programación de la función “dwell” 3.4.5.3 Programación de la función “jump”

Este proyecto realizado tiene por objetivo entrar en las pequeñas empresas 83 

para así tener un equipo de alta tecnología para poder seguir un seguimiento continuo a sus procesos de temperatura. Este equipo en el mercado internacional no se lo encuentra puesto que si lo hubiesen vienen incorporados dentro de las maquinas destinadas a una cierta aplicación. La inversión económica para tener un equipo de última tecnología y de gran ayuda para la industria es mus accesible para todo tipo de persona. RECOMENDACIONES Para lograr que la pantalla táctil se mantenga en buen estado hay que tenerla libre de polvo y humedad, evitar pulsar la pantalla con cosas con punta pueden causar daño permanente a la pantalla. Se debe tener en cuenta en que puerto del HMI está configurado la comunicación con el controlador de temperatura, si no está en el puerto requerido no existirá comunicación. Toda la parte grafica de las pantallas deben ser de fácil entendimiento para la persona que está operando el modulo, no debe ser familiar únicamente para la persona que lo diseño.