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HERRAMIENTAS WEB PARA ELCONTROL DE LABORATORIOS

REMOTOS A TRAVÉS DEINTERNET

Universidad Miguel HernándezDpto. Ingeniería de Sistemas Industriales

Plataformas

1. RECOLAB: laboratorio remoto vía Internet paradocencia en control de procesosPrácticas de Teoría de Control

2. AUTOLAB: Laboratorio de automatización ymonitorización de procesos vía InternetPrácticas con Autómatas Programables

3. Ampliación del sistema TITERE (ETSII deMadrid)Prácticas de Visión por Computador

MOTIVACIÓN

• Alto coste de equipos de prácticas queimpide disponer de suficientes puestosen los laboratorios.

• Mejorar la disponibilidad de los equiposde laboratorio.

• Incrementar el número de prácticas• Horarios de acceso más amplios y

flexiblesMonitorización y control de

procesos a través de Internet

1. SISTEMA RECOLAB

• Plataforma para ejecución deesquemas de controlMatlab/Simulink en tiemporeal sobre sistemas físicos através de Internet

• Prácticas de diseño dereguladores PID, V.E.

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

1. RECOLAB

CARACTERÍSTICAS

• Simulación de esquemas de controlpredefinidos

• Ejecución en tiempo real de esquemas decontrol predefinidos sobre el sistema físico

• Implementación de nuevos esquemas decontrol mediante los paquetes: RT. Workshopy R.T. Windows Target (Local)

1. RECOLAB

ARQUITECTURA1. RECOLAB

Local Area

� Http client

Remote Area� PC Computer� Data Acquisition System(NI6024E)� Physical System to Control(FEEDBACK 33)� Video Server (Axis 2400, EVI-D31)� O.S (Win2000)� Http Server (Apache 1.3.28)� Matlab R12 and Simulink 4.1� Matlab Web Server V.1.2.1� Real-Time WorkShop andReal-Time Windows Target

User

Local PC

DataAdquistion

System

INTERNET

DiskFile

PhisicalSystem

HTTPServer

MATLABWEB

Server

SimulinkScheme

MatlabFile

Real - TimeWindows

TargetReal - TimeWorkshop

Remote PC

HTTPClient

MATLAB(m - file)Video

Server

SERVIDOR

• Matlab Web Server no permite el uso detoolboxes de Tiempo Real

• Estructura:– Aplicación Web (PHP): interfase de usuario,

secuenciar peticiones, solicitud a Matlab,sincronización de la ejecución, descarga deresultados

– Matlab Web Server: conversión de datos– Aplicación Matlab: ejecución de esquemas

precompilados en simulación y en sistemas físicosreales.

1. RECOLAB

Esquema de Ejecución1. RECOLAB

Read data from userTesting the controllerIf (Controller OK) Then

Generate data file(MatWeb)

While not exist results file%Loop

endLoad results fileDelete results fileGenerate results from user

ElseGenerate error message from

user

While True % Infinite LoopWhile not exist data file

%LoopEndLoad data file%Real time executionConnect to Real – time KernelStart Simulink Model execution

%Real Time ExecutionStop Simulink Model executionDisconnect from Real – Time KernelSave results fileDelete data file

end

Web Application Matlab/Simulink

1. RECOLAB

1. RECOLAB

CONCLUSIONES

• La arquitectura permite el acceso individualizado delalumno a sistemas físicos reales

• El alumno puede ensayar simulaciones y ejecutar(R.T.) esquemas Simulink precompilados desdeInternet

• Permite probar diferentes controladores y sistemasfísicos.

• El uso de Matlab/Simulink simplifica el desarrollo denuevos esquemas de control y la implantación denuevos sistemas físicos.

• Ampliaciones: nuevos sistemas físicos, herramientasde diseño de reguladores

1. RECOLAB

2. SISTEMA AUTOLAB

• Monitorización y controlde procesos medianteautómatas vía internet

• PROCESO: Maquetamanipuladorelectroneumático.

• AUTÓMATA: SiemensS7-314 IFM.

• SERVIDOR: WindowsNT 4.0. MicrosoftInformation Server.

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

2 AUTOLAB

SISTEMAS COMERCIALES

• Siemens: paquetes que complementan a WinCCpara visualización de la instalación y manejo víaWeb:

• WinCC/Server.• WinCC/WebNavigator.• WinCC/Messenger.• WinCC/Guardian. Alto coste.

• Aplicaciones medias y grandes.• Sistemas relativamente cerrados.• Instalación de parte de WinCC por parte del usuario

remoto.• No se permite descarga de nuevos programas al

autómata.Monitorización y control de

procesos a través de Internet

2 AUTOLAB

VENTAJAS DEL SISTEMA

• Aplicaciones pequeñas y medias• Sistema abierto• Posibilidad de descarga de

programas• No es necesario Step 7, basta con

un editor de texto para crear losprogramas

• El Cliente únicamente necesitainstalar un navegador y un pluginde Java

2. AUTOLAB

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

ARQUITECTURA SOFTWARE

APLICACIÓNCGI

CONTRASEÑA

APLICACIÓNCGI

FICHEROS

APLICACIÓNVB

AUXILIAR

SERVIDORWEB

APLICACIÓNVB DE

CONTROL

DISCODURO

SERVIDOR

SERVIDORDE

IMÁGENES

LIBRERÍADLL

SERVIDOR

PÁGINA WEBCONTRASEÑA

PÁGINA WEBDESCARGAFICHEROS

DISCODURO

CLIENTE

IMÁGENESPROCESO

APPLET APPLETPROCESO AUXILIAR

CLIENTE

HTMLPÁGINA WEB PROCESO

PC-ADAPTER

TCP/IP TCP/IP HTTPHTTP

AUTÓMATA

TCP/IP

2. AUTOLAB

FUNCIONALIDAD

• MONITORIZACIÓNY CONTROL DELPROCESO

APLICACIÓNCLIENTE

APLICACIÓNSERVIDORA

AUTÓMATA

PROCESO

Lectura devariables

Escritura devariables

Lectura desalidas yvariables

Forzado deentradas yvariables

Monitorizacióndel proceso

Control delproceso

TCP/IP

COMPUTING

SENSORES YACTUADORES

2. AUTOLAB

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

APLICACIÓNCLIENTE

APLICACIÓNSERVIDORA

AUTÓMATA

Transferencia Ficheros+

Orden Descarga Programa

Creación Proyecto Step7+

Compilación+

Descarga al Autómata

TCP/IP

COMMANDINTERFACE +STEP 7

DISCO DUROSERVIDOR

Archivos

Programa

• DESCARGA DEPROGRAMAS ALAUTÓMATA

FUNCIONALIDAD

• MONITORIZACIÓNY CONTROL DELPROCESO

APLICACIÓNCLIENTE

APLICACIÓNSERVIDORA

AUTÓMATA

PROCESO

Lectura devariables

Escritura devariables

Lectura desalidas yvariables

Forzado deentradas yvariables

Monitorizacióndel proceso

Control delproceso

TCP/IP

COMPUTING

SENSORES YACTUADORES

2. AUTOLAB

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

FUNCIONALIDAD

APLICACIÓNCLIENTE

APLICACIÓNSERVIDORA

AUTÓMATA

PROCESO

Lectura devariables

Escritura devariables

Lectura desalidas yvariables

Forzado deentradas yvariables

Monitorizacióndel proceso

Control delproceso

TCP/IP

COMPUTING

SENSORES YACTUADORES

2. AUTOLAB

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

• DESCARGA DEPROGRAMAS ALAUTÓMATA

APLICACIÓN DE CONTROLSERVIDORA

• OBJETIVOS:– Lectura de variables del

autómata.– Monitorización del

proceso a través de lainterfaz de usuario.

– Escritura de variables delautómata a petición delusuario.

– Descarga de programasal autómata.

2. AUTOLAB

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

SCADA LOCAL2. AUTOLAB

APLICACIÓN DE CONTROLCLIENTE

• OBJETIVOS:– Comunicación con la

aplicación servidora paramonitorización y controldel proceso a través deInternet.(Applet Java)

– Interfaz de usuariosencilla e intuitiva paramonitorización y control.

– Descarga de programasque residen en su discoduro al autómata.

2. AUTOLAB

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

INTERFAZ GRÁFICA (Applet)

5. APLICACIÓN DE CONTROL CLIENTE

INTERFAZ GRÁFICA (Applet)

5. APLICACIÓN DE CONTROL CLIENTE

CONCLUSIONES

• Herramienta base para el control ysupervisión remota de procesos controladospor uno o varios autómatas.

• Posibilita la descarga de programas desde elordenador remoto.

• Posibles ampliaciones:– Visualización con gráficos 3D de la evolución del

proceso.– Comprobaciones sobre el programa transferido.

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

2. AUTOLAB

3. SISTEMA TITERE

• Laboratorio paraPrácticas de Visión porcomputador (ETSIIMadrid)

• Mejoras:– Nuevo laboratorio para

captura de imágenes– Nuevo controlador y

servidor de vídeo– Módulo de luz

estructurada– Nuevos algoritmos 3D

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

3. TITERE

3. SISTEMA TITERE

• Laboratorio paraPrácticas de Visión porcomputador (ETSIIMadrid)

• Mejoras:– Nuevo laboratorio para

captura de imágenes– Nuevo controlador y

servidor de vídeo– Módulo de luz

estructurada– Nuevos algoritmos 3D

Monitorización y control deprocesos a través de Internet

3. TITERE