Practica de Domotica con Logo! de Siemens

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Domótica con Logo! de Siemens.

Práctica 003: Control mediante un SCADA basado en Android.

DESCRIPCIÓN

En la práctica anterior se ha utilizado el LogoApp! Para poder controlar el Logo! OBA7 desde un dispositivo Android, bien una tableta o bien un móvil. En esta práctica se va a ir un poco más lejos, y se va a configurar un HMI que tenga mejor aspecto para el usuario final. Debido a que el sistema operativo Android es el SO móvil que mayor crecimiento esta teniendo, el HMI que vamos a programar va a estar basado en ese SO. De esa manera se va a realizar una aplicación que el usuario va a poder controlar tanto desde el móvil, desde la tableta, o incluso desde una SmartTV basada en Android de las que hoy en día son tan comunes.

OBJETIVOS Los objetivos de esta práctica son los siguientes:

Conocer la configuración de las comunicaciones en el programa Logo! Soft v7 . Aprender a configurar direcciones IP en el Logo! OBA7. Unir el Logo!Soft v7 y el Logo! OBA7 mediante una conexión Ethernet Conocer lo que es un software SCADA Aprender a realizar una aplicación SCADA sencilla. Controlar el Logo! OBA7 desde diferentes dispositivos con un claro objetivo Domótico.

MEDIOS Y PREPARACIÓN

Para realizar esta práctica es necesario este material:

Un ordenador con el software “Logo! Soft v7” y el software “ISWVis Mobile Editor” instalado. Un autómata Logo! OBA7 La red del instituto o una red propia Un teléfono o una tableta Android con la App “IWSVis Mobile Demo” instalada.

LECTURA RECOMENDABLE

Logo! Manual del producto. Referencia del manual “6ED1050-1AA00-0DE8”. Documentación del software ISWVis Mobile Editor.


SECUENCIA DE REALIZACIÓN PASO 0 - PROCESO En la siguiente figura se puede ver el proceso que se debe seguir para llevar a cabo un proyecto con el ISWVis:

1. Editar el entorno gráfico y diferentes funcionalidades en un ordenador con el software IWSVis Mobile Editor.

Hoy en día gracias a aplicaciones tan sencillas de usar como el AutoDesk Project DragonFly se pueden crear planos bastante impactantes que sirvan de fondo para nuestro SCADA

2. Lo siguiente que se debe realizar es bajar la App para el móvil, tablet, o SmartTV en la que vamos a correr

nuestro SCADA y pasarle el fichero que se ha creado mediante el editor de ordenador. 3. En el último paso se deberá configurar la red para que ambos dispositivos, el HMI y el PLC se puedan

comunicar, y por lo tanto el sistema sea ya a todas luces un sistema profesional de las prestaciones que nuestra creatividad y el dinero del cliente pueda conseguir.


PASO 1 – CREAR EL SCADA EN EL ORDENADOR Como se ha comentado en el punto anterior, lo primero que vamos a hacer es crear el SCADA en el PC de sobremesa. La primera vez que se abre el programa este aparece en Aleman, de modo que a menos que controléis el idioma lo primero que hay que hacer es pasar el entorno a inglés, con el botón de cambiar de idioma que está representado por una banderita como se puede ver en la siguiente imagen:

Lo siguiente que se debe hacer es rellenar los diferentes campos que definen el proyecto. Los primeros campos son triviales y los típicos que podemos tener en cualquier programa: nombre del proyecto, autor, …


A continuación ya empiezan a aparecer otras configuraciones que van a tener relevancia como definir el tamaño de la pantalla en la que se va a visualizar el SCADA, el color de fondo, …

Picturesie [pixel]: Seleccionamos el tamaño del dispositivo de destino, en caso de que seleccionamos un

tamaño mayor, es posible arrastrar la pantalla para moverse a otras zonas.

Backgroundcolor: Seleccionar un color de fondo.

Show Grid: Nos muestra una rejilla que nos ayuda a alinear los elementos en el área de trabajo.

Use Grid: Nos ayuda con indicadores a colocar los elementos de la pantalla centrados.

Audible feedback: Cuando se pulsa sobre algún elemento en pantalla se oye una realimentación acústica.

Vibration feedback: Cuando se pulsa sobre algún elemento en pantalla el dispositivo vibra para confirmarnos

que lo ha captado.

En este caso como mi plataforma de destino es un Huawei U8650, me adaptaré a la resolución de pantalla de este en el caso de un SmartTV no hace falta, pero en el caso de un Tablet o un móvil también se deberá tener en cuenta la orientación en la que el usuario quiera ejecutar la aplicación o definirlo nosotros y luego indicárselo al usuario. Las características que necesito conocer del disposito están accesibles en internet:


PASO 1 – MONITORIZAR ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES Antes de empezar a desarrollar el SCADA final, lo que vamos a hacer es ir comprobando en diferentes pasos las funcionalidades que ofrece el ISWVis, y comprobando como se deben configurar los diferentes aspectos. De manera similar a como se ha hecho en la práctica anterior, lo primero que se va a hacer es monitorizar las entradas y las salidas. Veamos como lo podemos hacer: 1. Empezamos creando el proyecto como se ha explicado en el paso anterior. 2. Lo siguiente que vamos a hacer es definir las variables. Se va a “Menu”

Y se selecciona la opción “Variable List”


Y a continuación comenzamos a rellenar la lista de variables:

Name: Identificaremos a la variable con un nombre, en la medida de lo posible tratar de poner el mismo nombre que le hayáis puesto en el Logo! Ya que eso facilita el mantenimiento y que varias personas puedan formar parte en el mismo proyecto.

Datatype: Nos sirve para identificar el tipo de dato en el que se va a almacenar la variable.

Address: La dirección logica de la variable, primero habrá que seleccionar un área de memoria, y luego

especificar la dirección en memoria que utiliza la variable.


Vamos a empezar por una aplicación sencilla en la que monitorizaremos las entradas y salidas digitales del sistema, para lo que crearemos la siguiente tabla:

Es importante darse cuenta de que como el bit de la dirección no se corresponde con el número con el que identificamos a las diferentes entradas y salidas. 3. A continuación vamos a diseñar el entorno. Para ello vamos a la opción “Picture”


Empezaremos utilizando un tipo de control muy simple como son el cuadrado para las entradas y el circulo para las salidas, creamos el siguiente entorno:

Debido a que estamos utilizando la versión Demo sólo podemos utilizar 10 controles, de manera que vamos a seleccionar 6 entradas y 4 salidas. En la parte derecha de la pantalla se pueden ver las propiedades de los diferentes controles; al seleccionar un control aparecen sus propiedades:


En el caso de los controles Circulo, Cuadrado y Triangulo tienen las mismas propiedades: Background Variable: Es la variable que define el color del control BackgroundColor 0: El color en caso de que la variable anterior sea 0 o no exista. BackgroundColor 1: El color en caso de que la variable anterior sea 1. Form: El tipo de control Location: Posición en la que esta puesto Size: Tamaño del control Visible Variable: Variable que determina si el objeto debe ser visible o no. ZOrder: Para hacer un dibujo mediante capas, hay 10 capas disponibles, y el número determina en que capa se

encuentra. A mayor número la capa es más externa. A continuación se muestra como queda configurada la primera entrada (en nuestro caso la IN3), y la primera salida (en nuestro caso Q1):

Os toca hacer lo mismo con el resto de las variables:

4. Indudablemente deberemos configurar la manera en la que se van a comunicar el Logo! y el teléfono móvil.

Para ello vamos a la pestaña “Connections”:


Y en esta pantalla vamos a definir los parámetros correspondientes a la configuración, para el Logo! en un principio todo va a ser igual a como se muestra en la siguiente pantalla a excepción de la dirección IP que puede variar en cada proyecto:

5. Además de la configuración en el ISWVis hay que hacer ciertas modificaciones en el Logo! mediante el

LogoSoft, indicando que se va a conectar un panel, o un elemento de visualización como se puede ver en la siguiente secuencia de imágenes:

En la siguiente pantalla, pulsar con el botón derecho del ratón sobre “Conexiones Ethernet” y pulsar sobre “Agregar conexión” como se puede ver en la siguiente figura:


A continuación pulsar dos veces sobre la conexión creada:


La siguiente pantalla debe quedar configurada de la siguiente manera:

Y no nos debemos olvidar de configurar la dirección IP del Logo! al que nos referimos:


6. Creamos la red con el Router, Switch, Logo! OBA7 y teléfono móvil de manera idéntica a como la creábamos en

la práctica anterior, pero además esta vez debemos meter el ordenador con el que programamos tanto el Logo! como el ISWVis en la red para que se pueda comunicar con ellos, y pasarles los respectivos programas:


7. Creamos un programa para el Logo!.

y lo cargamos en el PLC:


8. Cuando terminemos de programar ambos sistemas, es necesario asegurarse de que la conexión entre el PC y el Logo! OBA7, pues a este sólo se puede conectar un equipo, es decir no se pueden conectar dos equipos de manera simultánea al Logo!.

9. Y por último vamos a pasar la app al móvil vía WLAN, para ello salvamos el proyecto, e inicializamos el programa en el móvil. A la hora de pasar la aplicación vía WLAN hay dos maneras de hacerlo, como se puede ver en la siguiente imagen:

Vía Broadcast o especificando la dirección IP del móvil, tablet, SmartTV o dispositivo Android. En la opción de Broadcast se manda un mensaje a todos los dispositivos de la red, y sólo el que tenga la aplicación corriendo contestará, y por lo tanto se le identificará de esa manera. Puede tardar en encontrarlo entre unos pocos segundos y unos minutos. Especificando la dirección IP específica del dispositivo no hace falta estar a buscarlo. En esta caso se comprueba que la dirección IP del dispositivo móvil es la 192.168.0.11; por lo tanto se va a proceder al envió del programa mediante la WLAN. Recordar que la aplicación debe estar corriendo:



En el móvil se habrá cerrado la aplicación y es necesario volver a ejecutarla. Esta vez al abrirla aparece el programa que acabamos de subir, y si el Logo! esta en red, nos pondrá que estamos en modo Online. Ahora sólo queda probar la conectividad de verdad:

En la fotografia anterior se comprueba que existe esa conectividad y que como fotografo no tengo precio ; ). En la siguiente imagen se puede comprobar mejor el resultado en la pantalla del móvil:

Con esto hemos terminado la primera prueba.


CONTROL DE ENTRADAS DIGITALES DE RED El Logo! OBA7 ofrece entradas y salidas tanto digitales como analógicas de red; es decir son variables que pueden servir de entrada en nuestros programas, y o como “salidas”. En el caso de las entradas y salidas digitales como se puede leer en el manual hay hasta 64 posibles entradas y salidas

A la hora de trabajar con las entradas digitales es importante la dirección lógica que se les da, es decir los bloques de entrada de entrada de red van desde el “NI 1” hasta el “NI 64”, pero la dirección que utilizamos para unirlo con nuestro SCADA es lo que se conoce como la dirección VB que se puede definir en el propio bloque. En la siguientes figuras se puede ver como hay que definir la misma variable en ambos entornos:

De manera que seguimos avanzando un poco más, y en esta ocasión vamos a ver cómo podemos controlar una salida tanto desde el móvil como desde la propia entrada, por ejemplo supongamos que deseamos controlar una luz tanto desde el móvil como desde un interruptor en la pared, es decir una luz conmutada:


Otra alternativa es el mismo caso que el anterior pero en vez de usar un interruptor usando un pulsador, por lo tanto el programa cambia. Daros cuenta que todos estos programas ya los tenemos hechos, y que lo único que se esta haciendo es sustituir una entrada fisica por una variable virtual, que vamos a controlar desde el móvil:

Añadimos la entrada NI1 y NI2 a nuestra tabla de variables:


Y vamos a cambiar el dibujo como se muestra a continuación:

Como se puede comprobar se ha utilizado un nuevo control como el el “Button” o “Botón”. Este control tiene más propiedades que los que se han visto en el punto anterior: Background variable: Como en el control anterior, es la variable que va a definir el color del control. En este

ejemplo, yo he decidido que la variable que define el color va a ser la Salida 01 y la Salida 02. Así podríamos haber ahorrado un par de círculos en el programa, pero los dejamos para certificar que funciona correctamente.

Background color 0: El color del botón cuando la variable anterior es 0. Background color 1: El color del botón cuando la variable anterior es un 1. ButtonFunction: Función que realizará el botón cuando apretemos sobre él. Hay 4 posibilidades como se puede

ver en la siguiente imagen:

Set : Setea o pone a 1 la variable “ControlVariable” Reset: Resetea o pone a 0 la variable “ControlVariable” Toggle: Actua como un interruptor, con cada pulsación cambia de estado. PushButton: Mientras se aprieta la variable vale 1, al soltar vale 0. Control Variable: Es la variable sobre la que va a actuar el botón. Location: Posición del botón en pantalla. Size: Tamaño del botón. Text: Texto que viene inscrito en el botón. TextSize: Tamaño del texto VisibleVariable: Variable que define si el botón es visible o no. ZOrder: Capa en la que se encuentra el botón.


En nuestro caso vamos a configurar los botones de la siguiente manera para que puedan ejecutar el programa de Logo! tal y como lo hemos propuesto:

Como se ha hecho en el paso anterior, subimos el programa tanto al Logo! como al móvil y comprobamos el funcionamiento:


MONITORIZAR ENTRADAS Y SALIDAS ANALÓGICAS A la hora de monitorizar entradas y salidas analógicas el proceso es un poco más complicado, pero nada que no podamos resolver en un par de pasos más. En el caso de las variables analógicas se va a trabajar con bloques asociados a estas entradas o salidas. Es decir no se puede coger una entrada o salida analógica y hacer una asociación directa como hacíamos con las entradas / salidas digitales. Lo que vamos a hacer es asociar un bloque de función. Por ejemplo, imaginamos que queremos visualizar la temperatura de los ejercicios del termostato. Recordamos como era el programa en Logo!

Pues en este ejercicio no podemos coger directamente la entrada analógica como variable a mapear, y poder usarla en el SCADA, pero lo que si vamos a poder es coger es la variable Ax del bloque B001, que al final es lo mismo. Para ello procedemos de la siguiente manera, en el menú “Herramientas” de LogoSoft! seleccionamos la opción “Mapeando parámetro VM…” como se ve en la siguiente figura:

En la nueva pantalla emergente, pulsamos dos veces con el ratón sobre la casilla vacía que está debajo de la leyenda “Bloque” y seleccionamos el bloque que nos interesa, en este caso es único, B001, y rellenamos el resto de los datos:


A continuación en la tabla de variables del SCADA creamos esa variable:

Vamos a hacer el entorno gráfico, para lo que vamos a utiliza dos nuevos controles: “Level Indicator” y “Value Field”.


Las propiedades del control “Level indicator” son: ControlVariable: Es la variable cuyo valor se va a visualizar en este control. Limit_Max: Cual es el límite máximo Limit_Min: Cual es el límite mínimo. Location: Posición en pantalla Orientation: Orientación horizontal o vertical Size: Tamaño del control VisibleVariable: Variable que va a definir si el control es visible o no. ZOrder: Capa en la que se encuentra el control Y las del control “Value Field”: Background variable: Variable para definir el color de fondo del control Background color 0: Color cuando la variable anterior vale 0 Background color 1: Color cuando la variable anterior vale 1 Control variable: Variable cuyo valor se va a mostrar Location: Posición del control. Read_Only: En caso de valor True la variable sólo se puede leer, si vale False también se puede escribir. Para

ello indudablemente el valor del programa en el Logo! también se tiene que poder cambiar. Size: Tamaño del control TextAlign: Alineación del texto dentro del control TextColorValue: Variable que se utiliza para definir el color del texto Textcolor 0: Color del texto cuando la variable anterior vale 0 Textcolor 1: Color del texto cuando la variable anterior vale 1 TextSize: Tamaño del texto Unit: Texto que específica la unidad, que será encadenado al texto del valor de la variable VisibleVariable: Variable que define si el control va a ser visible o no. ZOrder: Capa en la que se va a encontrar el control

Y el entorno gráfico se puede ver en la siguiente figura:


CONTROL DE ENTRADAS ANALÓGICAS DE RED

De manera similar a las entradas y salidas digitales, también hay entradas y salidas analógicas de red. Podemos emplear las entradas analógicas de red como entrada a nuestro sistema; así en el ejemplo del termostato, gracias a estas entradas podemos ofrecerle al usuario la posibilidad de establecer la temperatura de consigna, en vez de tener que configurar una vía programa y que casi se tenga que quedar con ella para toda la vida. Se amplía el programa en el Logo! y queda de la siguiente manera:

Vamos a definir las variables en el LogoSoft! Por un lado tenemos la temperatura real, y por el otro tenemos la temperatura de consigna. Definir la dirección para la temperatura real es idéntico a como hemos hecho en el paso anterior:


Y la dirección de la temperatura de consigna se define de la siguiente manera, se pulsa dos veces sobre el bloque entrada analógica de red y en la ventana emergente se selecciona una dirección para la variable VW:

A continuación se definen las variables en la tabla de variables del ISWVis:


Ahora vamos a meter un control más en el entorno gráfico como es el “Slider” de manera que quedará algo así:

Las propiedades de este control son las siguientes:

ControlVariable: Variable que se va a controlar Limit_Max: Límite máximo de la variable Limit_Min: Límite mínimo de la variable Location: Posición en la pantalla. Orientation: Orientación vertical u horizontal Size: Tamaño del control


VisibleVariable: Variable que define si el control se debe ver o no ZOrder: Capa en la que se sitúa el control.

Y la aplicación corriendo en el móvil se ve de la siguiente manera:

CONTROLES ADICIONALES QUE OFRECE EL SCADA En este punto se van a estudiar algunos de los controles adicionales que ofrece el ISWVis y podemos utilizar en nuestro proyecto. Caption o Etiqueta

Se utiliza para mostrar etiquetas o palabras en el entorno gráfico. Las única propiedad nueva de este control es “Text” que nos sirve para indicar el texto que queremos que aparezca. El resto de propiedades ya las hemos visto en los controles anteriores. Line o Línea

Sirve para dibujar una línea en pantalla. Las únicas propiedades nuevas respecto a los controles anteriores son: LineWidth: Se refiere al grosor de la línea. Direction: Se refiere a la dirección de la línea pudiendo ser esta horizontal, vertical, o diagonal en dos

sentidos. Image


Sin duda alguna este es uno de los controles que mejor apariencia le puede dar a nuestro SCADA. Gracias a este control podemos colocar imágenes en nuestro entorno gráfico, imágenes bien que sirvan de fondo como puede ser un plano hecho con el Autodesk DragonFly o cualquier otra aplicación. Pero esta imagen también se puede usar como botón y actuar sobre alguna variable.

Dale un poco al coco, y piensa la manera en la que harías el mismo ejercicio que hemos hecho para las entradas digitales de red, pero en vez de usar el botón simple que hemos empleado, utilices las dos imágenes siguientes, de manera que cuando la luz está encendida se muestre la bombilla encendida, y cuando la luz está apagada se muestre la bombilla apagada

A la hora de crear imágenes además de planos en Autodesk Dragonfly como hemos visto, tenéis el SketchUp de Google, podéis crear símbolos con Illustrator o programas similares, etc.

Pensar, como dicen los autores del libro “Asterisk: The Definitive Guide”, para una empresa su centralita de telefonía es algo así como un escaparate, es lo primero con lo que se encontrará el cliente y le dirá mucho de la empresa. En un sistema domótico, ese escaparate es el HMI y en muchas de las ocasiones es uno de los aspectos que lleva al inquilino, arquitecto o promotor a decantarse por un sistema domótico u otro, sin duda alguna el precio es el otro. Después de este consejo, echamos un vistazo a las propiedades nuevas que ofrece este control y nos encontramos con las siguientes: ButtonFunction: En caso de utilizar la imagen como botón, mediante esta propiedad se selecciona su funcionalidad. Si no queremos que la imagen funcione como un botón deberemos seleccionar la opción “None” para esta propiedad. Image: Sirve para especificar la imagen que vamos a utilizar. Por último recordar que para este control, en el caso de que queramos utilizar la imagen como una imagen de fondo, tendremos que actuar sobre el parámetro ZOrder.


PictureChange Este control sirve para poder crear varias pantallas y movernos entre ellas. Una aplicación habitual suele ser utilizar como pantalla principal un plano completo de la casa y mediante este control movernos a pantallas en las que se muestren planos más específicos de la instalación. El funcionamiento es el siguiente, en la pestaña “Pictures” debemos crear las diferentes imágenes:


En las diferentes pantallas deberemos colocar botones que nos permitan navegar entre ellas:

En cuanto a las nuevas propiedades que tiene este control tenemos la siguiente: CallingPicture: Sirve para especificar a que pantalla se va a llamar. Y con esto hemos terminado con los controles que ofrece por ahora el ISWVis, pero otra herramienta es que podemos crear nuestra propia librería de controles. CREAR LIBRERIAS DE CONTROLES PARA DOMOTICA Lo primero que vamos a hacer es crear una librería de la siguiente forma; en el menú “File” seleccionamos la opción “Manage Libraries”

En la nueva ventana emergente pulsar sobre la opción “Create New Library”:


Luego ya es como queramos organizar nosotros las librerías, es decir emplear una para domótica en general, o dentro de la domótica diferenciar por luces, alarmas, actuadores, sirenas, etc. Yo por ahora me limitó a crear una de domótica, y si llega el día que es muy grande, ya la separó en librerías más pequeñas:

Tras pulsar OK, volvemos a la pantalla anterior, y pulsamos el botón “Back” :

Posteriormente creamos un proyecto nuevo, y en el dibujamos el control que queramos; el control que dibujemos estará compuesto posteriormente por los controles con los que lo hemos dibujado. Por ejemplo, un buen control sería el de las dos bombillas que se ha visto, de manera que lo hagamos una vez lo guardemos en una librería y luego con arrastrarlo al área de trabajo ya lo tenemos casi operativo. El proceso es el siguiente, tras crear el proyecto creamos el control:


Posteriormente en el menú “File” pulsamos sobre la opción “Add Picture to Library”:

Seleccionamos la librería en la que queremos meter el símbolo y pulsamos sobre el botón “Insert the picture in the selected library” como se puede ver en la siguiente imagen:


Damos un nombre a ese control, y pulsamos sobre “OK”:

Y ahora cuando vayamos a crear un nuevo proyecto, dentro de la opción “Libraries” tendremos los controles que hemos creado; que son la suma de controles más pequeños pero que se mueven todos a la vez:

Es una buena opción, pero todavía les hace falta una vuelta de tuerca para hacer controles más llamativos y que su gestión sea más sencilla, pues ahora seleccionar un control u otro no es nada cómodo, cuando lo que quieres es seleccionar un control que se encuentra detrás de otro.


CREAR UNA RED DE AUTÓMATAS Y por último, si te has dado cuenta, hasta ahora hemos utilizado entradas digitales y analógicas de red pero no hemos utilizado las salidas. Eso es debido a que como hemos visto monitorizar variables no es ningún problema con el SCADA, por lo tanto no necesitamos esas salidas de red.

Bueno tranquilos, no las necesitamos para el SCADA, pero las necesitamos para hacer una RED de autómatas. De manera que cierta condición de entradas en un autómata active una salida en otro autómata. Por ejemplo, si tenemos que domotizar una casa muy grande, en vez de centralizar todos los autómatas en una misma ubicación quizás es mejor repartirlos por la casa y unirlos todos en una red.


Como se puede comprobar en las figuras anteriores, el procedimiento es tan sencillo como seleccionar la dirección IP del autómata, y la salida que se desea controlar.

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