El estándar de comunicaciones industriales: Ole For Process Control OPC

El OLE para control de procesos(OPC) es un estándar abierto para compartir datos entre dispositivosde campo y aplicaciones de ordenador basado en OLE de Microsoft. Permite a las aplicaciones leery escribir valores de proceso y quelos datos sean compartidos fácilmente en una red de ordenadores.

En el éste articulo veremos como es la arquitectura de OPC y cuales son sus principales ventajas para la comunicación de sistemas de control y automatización.

En el ejemplo mostrado se muestra cuatro dispositivos con los cuales nos queremos comunicar y tres aplicaciones. Como se utilizan se necesita acceder a cuatro «drivers» en cada aplicación, vemos la necesidad de doce accesos distintos.

Figura 3.6 Drivers Propietarios

Con OPC, OLE for Process Control, sólo es necesario que cada aplicación sea un só|o cliente OPC, para poder acceder a cada aplicación, haciendo más eficiente) a transferencia de datos. El desarrollo de los servidores OPC se hace independientemente, a los clientes sólo les basta ser clientes.

Figura 3.7 Servidores y Clientes OPC

En sistemas de control se transmite el valor, la calidad de datos y el sello del tiempo.

Las interfaces OPC pueden llevar los datos crudos de las E/S físicas hacia aplicaciones SCADA o DCS, o pueden llevar información de los sistemas DCS o SCADA a otrafe aplicaciones.

Al ¡mplementar un servidor la consideración principal es la frecuencia de transferencia de datos a través de vías de comunicación no compartidas a dispositivos físicos, comb controladores de procesos.

Para mejorar la velocidad de transferencia su usa el reporte por excepción, es decir enviar el valor del dato, sólo cuando este cambia.

Figura 3.8 Ubicación de OPC

El servidor esta compuesto de varios objetos: el servidor, el grupo y el ítem. El objeto servidor mantiene la información de! servidor y es un contenedor para los objetos grupos. El objeto grupo mantiene información sobre sí mismo y provee mecanismos para contener y organizar a los ítems.

Los grupos OPC permiten a los clientes organizar los datos. El cliente pued¡e configurar la velocidad a la cual el servidor OPC debe proveer los datos. El acceso ja los ítems siempre es a través de grupos. Los ítems son la dirección donde se encuentran los datos.

Para  acceder a  los datos,  similarmente  a  DDE,  la  aplicación  del  cliente debe especificar:

• Nombre del Servidor OPC de datos

• El nombre de la máquina que hospeda («host») al servidor OPC de datos.

• El nombre del ítem de acuerdo al fabricante específico del servidor OPC.

Figura 3.9 Grupo de OPC

Para direccionar un ítem depende del servidor puede ser:

«TIC101.PV»

O cuando se tiene acceso a bajo nivel del dispositivo, se puede necesitar incluir información como cuentas, unidades de ingeniería, escalamiento y acondicionamiento, por ejemplo:

«COM1.STATION:42.REG:40001;0,4095,-100.0,+1234.0»

Los servidores OPC deben consolidar y optimizar los requerimientos de acceso de varios clientes para proveer una comunicación eficiente para el dispositivo físico. Parfa entradas (lecturas), los datos entregados por el dispositivo son llevados a un «buffer» para la distribución asincrona o colección síncrona de varios clientes OPC. Para salidas (escrituras) el servidor actualiza los datos del dispositivo físico en nombre de los clientes OPC.

Los clientes deben tener las habilidades de sincronización y «señalización». Sincronización es la habilidad del cliente de leer o escribir valores y atributos en urja sola transacción. Por ejemplo cuando se descarga un receta para un proceso Batcfh, debe asegurarse que todos los valores en el grupo son enviados juntos, y que ja receta no comenzará a ejecutarse hasta que hallan llegado todos los valores.

Los datos leídos de distintos dispositivos físicos son muy difíciles de sincronizar. «Señalización» es la habilidad del cliente de controlar el orden en el cual son escritos ios datos. Por ejemplo si al descargar una receta se utiliza un bandera «Descarga de Receta Completa», se debe asegurar que esta bandera es escrita al final de los datos.

VENTAJAS DE OPC

Podemos mencionar:

• Conectividad Plug & Play entre software y hardware de distintos fabricantes. Se puede integrar fácilmente componentes en grandes sistemas de automatización y negocios.

• Reducción de costos de hardware y software al utilizar un sólo estándar. Los servidores OPC reemplazan los drivers de E/S propietarios de cada dispositivo. Las aplicaciones cliente OPC, como software HMI o SCADA, pueden interoperar con cualquier servidor OPC. Los proveedores dé software se pueden concentrar en desarrollar nuevas funciones, en lugar de dedicarse a programar una gran cantidad de drivers.

• La tecnología se puede usar más allá de E/S de hardware a sistemad mas complejos de control y negocios como DCS, SCADA, HMI, control baten, mantenimiento y otras aplicaciones donde se necesite intercambió de datos en tiempo real.

BANDERAS DE CALIDAD

Representan el estado de calidad del valor de dato del ítem.

Los 8 bits menos significativos de las palabra de calidad están definidos en tres campos: calidad, substatus y status límite, en el siguiente arreglo.

QQSSSSLL

Los 8 bits más significativos están disponibles para el usos específico del vendedor.

Tabla 3.1 Campo de calidad