“SCADA” de bajo coste.

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Lectura/Escritura de Variables DDE/OPC con RSLinx Gateway y Excel.

Desde hace años he usado una funcionalidad de RSLinx Gateway, que es la de servidor DDE/OPC, esta funcionalidad junto al software Excel, nos permite monitorizar y supervisar procesos, y si usamos aplicaciones gratuitas como las de ICONICS, podemos hacernos una interfaz bastante “apañada” para probar sistemas de control. Por ello, me he animado a realizar una entrada sobre ello.

Para comenzar, os aconsejo que leáis este artículo de infoplc, para poder tener una ligera idea de DDE, OLE y OPC.

Lo haremos realizando los siguientes pasos:

1. Descarga de ActiveX de ICONICS.

2. Instalación de ActiveX en Excel 2007.

3. Arquitectura de Control para adquisición y escritura de datos.

4. Configuración de tópico DDE/OPC en RSLinx Gateway.

5. Crear entorno HMI en Excel.

6. Ejemplo Práctico.

1. Descarga de ActiveX de ICONICS.

En el siguiente enlace, os podéis bajar los ActiveX gratuitos tras rellenar un pequeño formulario.

http://www.iconics.com/Home/Products/OPC-Connectivity/Free-OPC-Tools.aspx#.VUUFleTdwfA

Vamos a usar:

  • OPC Enabled Gauge ActiveX Control (“templates” de visualización e introducción de valores analógicos).
  • OPC Enabled Switch ActiveX Control (“templates” de interruptores digitales).
  • OPC Enabled Vessel ActiveX Control (“templates” de visualizadores de valores analógicos).

descargasFree Tools de ICONICS

 activexActiveX de ICONICS por defecto

2. Instalación de ActiveX en Excel 2007.

Una vez descargado los tres ficheros, hay que descomprimirlos:

barraprogramador0

barraprogramador1

Ejecutar los ficheros “.exe”, así instalaremos los tres “templates” de ICONICS en Excel 2007.

barraprogramador2

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barraprogramador4

Puede que no aparezca en vuestro Excel la pestaña “progamador”, se habilita en Excel 2007 en “Opciones de Excel\Más frecuentes”:

“Mostrar ficha Programador en la cinta de opciones”

barraprogramador000

Si se han instalado correctamente en la pestaña “Programador\Insertar\Más controles” deben aparecer los tres ActiveX de Iconics.

barraprogramador5

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3. Arquitectura de Control para adquisición y escritura de datos.

En el sistema que vamos a realizar la lectura/escritura de variables, consta de:

  • PAC (PLC) CompactLogix L24ER QB1B con periferia E/S descentralizada POINT I/O de Allen Bradley. IP 192.168.1.200
  • Módulo E/S POINT I/O con cabecera 1734-AENTR con dos módulos 1734-IB8 y uno 1734-OB8. IP 192.168.1.201
  • Módulo E/S POINT I/O con cabecera 1734-AENTR con un módulo 1734-8CFG. IP 192.168.1.202
  • Switch no gestionable TP-Link TL-SG108.

IMG_0041

El PAC dispone de un programa sencillo de intercambio de variables que está disponible en el siguiente enlace:

Programa PAC

La lectura/escritura la vamos a realizar sobre las variables del PAC (Controller Tags), en futuras entradas veremos como leer y escribir valores directamente en la periferia E/S.

 4. Configuración de tópico DDE/OPC en RSLinx Gateway.

Para comenzar debemos tener instalado RSLinx Gateway, RSLinx Lite no permite DDE/OPC.

RSLinx0

4.1 Crear Driver Ethernet Devices.

Primero debemos crear el driver de comunicaciones, en la barra de herramientas “Communications\Configure Drivers”.

rslin00

Seleccionamos en “Available Driver Types”:

Ethernet Devices”

rslinx1

rslinx2

Seleccionamos el nombre para nuestro driver, en nuestro ejemplo será “NOEJU”.

rslinx3

Añadimos las IP’s de los equipos, vamos a añadir las tres, no obstante sólo es imprescindible la del PAC 192.168.1.200.

rslinx4

En este caso, la opción “Startup Mode” la vamos a dejar en “Automatic”, ya que queremos que el driver esté arrancado siempre que RSLinx lo esté.rslinx5

Una vez que hemos creado el driver abrimos RSWho para comprobar la conectividad, en la barra de herramientas “Communications\RSWho”.

Si aparece una aspa roja, es que no tenemos conexión con el PAC, si ocurre esto, ejecutaremos en la consola un comando “ping” y si nos da fallo procederemos a revisar la red.

 fallocomunicaciones

ping

Otra incidencia que se nos puede presentar, es la falta de “EDS” (Electronic Data Sheet) en nuestra librería de dispositivos, entonces nos aparecerá una interrogación de color amarillo. Para solucionar este problema podemos descargarla de la web de la ODVA o Allen Bradley o poniéndonos encima del equipo, pulsando botón derecho “Upload EDS file from device”.

rslinx6

rslinx7

Seguimos todos los pasos y actualizaremos todos los modelos de L2 CompactLogix.

rslinx8 rslinx9 rslinx10 rslinx11 rslinx12

Si hemos realizado correctamente la actualización de “EDS”, podremos visualizar nuestro PAC.

rslinx13

4.2 Crear tópico DDE/OPC.

Una vez que tenemos conexión con el PAC, procedemos a configurar el tópico DDE/OPC, para ello seleccionamos en la barra de herramientas “DDE/OPC\Topic Configuration”:

rslinx14

Seleccionamos “New”.

rslinx16

Asignamos el nombre al tópico. En nuestro caso será “PRUEBA”rslinx17 rslinx18

Vinculamos la ruta (path) al PAC.rslinx19 rslinx20

Para finalizar seleccionamos la pestaña “Data Collection”. Seleccionado en “Processor Type “Logix5000” y disminuyendo el tiempo “Polled Messages” de 1000 a 100.

rslinx21

rslinx22

rslinx23

Ya tenemos creado el tópico DDE/OPC en RSLinx Gateway.

5. Crear entorno HMI en Excel.

Para crear el entorno en Excel, vamos a utilizar los ActiveX de ICONICS y funciones básicas de Excel. Los ActiveX nos ahorran mucho desarrollo, pero tienen la pega de que Excel tarda mucho en salir del modo diseño, hay que tener paciencia.

5.1 Generar fichero Excel.

Abrimos Excel y guardamos el fichero con formato “.xlsm” (Libro de Excel habilitados para macros).

excel0

excel1

5.2 Monitorización de variable.

Comenzamos monitorizando datos, se realiza con la función fórmula y la siguiente sintaxis:

=APPLICATION|TOPIC!’ITEM’     

Siendo para nuestro ejemplo:      =RSLINX|PRUEBA!’VARIABLE’

Por ejemplo, para leer el estado de la salida digital 0 del PAC:

=RSLINX|PRUEBA!’Local:1:O.Data.0′

excel7 Salida Digital Desactivada

excel12Salida Digital Activada

 

Si la sintaxis no es correcta, nos aparecería el siguiente mensaje “Error de nombre no válido”:

excel9

Si no existiera conexión con el tópico DDE/OPC, nos aparecería el siguiente mensaje “Error de valor no disponible”:

excel10

Para leer el valor de una variable tipo REAL del PAC:

=RSLINX|PRUEBA!’Local:1:O.Data.0′

excel11

En caso de error de sintaxis o de lectura, nos daría los mismos mensajes que para la señal tipo “bool”.

5.3 Usar funciones de formato de Excel.

Para potenciar el entorno gráficamente, podemos utilizar varias herramientas de Excel muy sencillas de usar, entre ellas los formatos condicionales, que se encuentran en la pestaña “Inicio”.

excel13

Por ejemplo, si una celda que contiene la monitorización de una variable “booleana”, queremos que se comporte como un piloto:

  • Seleccionamos la celda.
  • “Inicio\Formato Condicional\Resaltar reglas de celdas\Es igual a…”
  • Seleccionamos formato para cada valor, en nuestro ejemplo “1 = Relleno verde……” y “0 = Relleno rojo……”

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excel15

Por ejemplo, si una celda que contiene la monitorización de una variable “real”, queremos que cambie de color en función del valor que tiene:

  • Seleccionamos la celda.
  • “Inicio\Formato Condicional\Resaltar reglas de celdas\Es mayor que…” y “Inicio\Formato Condicional\Resaltar reglas de celdas\Es menor que…”
  • Seleccionamos formato para cada valor, en nuestro ejemplo “Valor>50 = Relleno orojo……” y “Valor<50 = Relleno verde……”

Pasos para “Inicio\Formato Condicional\Resaltar reglas de celdas\Es mayor que…”

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excel18

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Pasos para “Inicio\Formato Condicional\Resaltar reglas de celdas\Es menor que…”

excel20

excel21

excel22

5.4 Usar ActiveX de ICONICS.

Además de dar un toque de sofisticación al entorno, nos permite escribir en variables del PAC de forma muy fácil, no obstante tiene la pega que cuando se sale del modo diseño tarda bastante….”pero gratis y rápido difícil…….”.

OPC Enabled Switch ActiveX Control (“templates” de interruptores digitales).

  • Insertar ActiveX. “Programador\Insertar\Más controles”.

barraprogramador5

  • Seleccionar. “ICONICS GWXSwitch ActiveX”.

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  • Seleccionar el tamaño de nuestro interruptor, veremos simplemente un cuadrado y no sabremos la apariencia real hasta que salgamos del entorno de diseño.

excel24

  • Configuramos ActiveX, pulsando botón derecho del ratón el objeto seleccionado. “Objeto ICONICS GWXSwitch ActiveX\Propiedades…”.

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Se abrirá una ventana de propiedades.

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  • Seleccionamos “Switch Style”, tenemos las once opciones siguientes:

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  • Ahora procedemos a vincular la variable que deseemos al objeto, escribiendo la ruta o pulsando sobre “Tags…”. Al pulsar sobre “OPC Tag Browser”, se nos abrirá un navegador para buscar las variables en el PAC.

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excel31

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La variable que encontramos en “ICONICS Unified Data Browser” se queda en la variable tipo “INT”, por lo que al tag seleccionado, lo tenemos que completar con “.0” para apuntar a la primera salida digital del PAC.

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 Se pueden personalizar los colores, etiquetas, estados….pudiéndolo adaptar a los estándares de nuestra instalación.

OPC Enabled Vessel ActiveX Control (“templates” de visualizadores de valores analógicos).

  • Insertar ActiveX. “Programador\Insertar\Más controles”.

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  • Seleccionar. “ICONICS GWXVessel ActiveX”.

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  • Seleccionar el tamaño de nuestro tanque.

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  • Configuramos ActiveX, pulsando botón derecho del ratón el objeto seleccionado. “Objeto ICONICS GWXVessel ActiveX\Propiedades…”.

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  • Seleccionamos la pestaña “Tank” y seleccionamos el modelo en el campo “Tank Selected”, podemos elegir entre nueve opciones posibles:

excel38

excel39

excel35

  • Ahora procedemos a vincular la variable que deseemos al objeto, escribiendo la ruta o pulsando sobre “Tags…”. Al pulsar sobre “OPC Tag Browser”, se nos abrirá un navegador para buscar las variables en el PAC.

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excel41

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OPC Enabled Gauge ActiveX Control (“templates” de visualización e introducción de valores analógicos).

  • Insertar ActiveX. “Programador\Insertar\Más controles”.

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  • Seleccionar. “ICONICS GWXVessel ActiveX”.

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  • Seleccionar el tamaño de nuestro objeto.

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  • Configuramos ActiveX, pulsando botón derecho del ratón el objeto seleccionado. “Objeto ICONICS GWXGauge ActiveX\Propiedades…”.

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  • Seleccionamos el tipo en el campo “Gauge Type”, y elegimos entre las tres opciones posibles:

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excel47

  • Ahora procedemos a vincular la variable que deseemos al objeto, escribiendo la ruta o pulsando sobre “Tags…”. Al pulsar sobre “OPC Tag Browser”, se nos abrirá un navegador para buscar las variables en el PAC.

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excel50

excel51

excel52

6. Ejemplo Práctico.

Respecto a la arquitectura recogida en el apartado 3, hemos realizado como ejemplo:

  • Monitorización de las variables de E/S digitales y analógicas con fórmulas de Excel.
  • Activación de variables digitales con ActiveX (Switch).
  • Monitorización de valores analógicos con ActiveX (Vessel) y fórmulas de Excel.
  • Selección de valor “preset” de un temporizador con ActiveX (Gauge).
  • Activación de salidas digitales con preselección de valor analógico con ActiveX (Gauge).

Ficheros:

Backup RSLinx

Excel

Programa PAC

 

Esquema de arquitectura de control.

excel3

 

 

Datos Monitorizados

excel4

Esta entrada está dedicada a ALEB y aprovecho para agradecer todo lo que he aprendido junto a él.

Saludos!!!!

Automatización de un Proceso Industrial 6 (Caso Práctico-Lista de señales de campo)

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En las entradas anteriores hemos definido el Esquema Funcional y el Diagrama de Proceso, con los que hemos podido seleccionar la instrumentación y actuadores para la automatización de nuestro proceso, de la relación de documentos de inicio o partida, ahora vamos a definir la lista de señales.

  • Documento o esquema funcional.
  • Diagrama de proceso (P&ID).
  • Lista de sensores e instrumentación.
  • Lista de equipos y consumidores (actuadores).
  • Lista de señales.
  • Arquitectura de Control.
  • Esquemas Unifilares.
  • Esquemas Desarrollados.
  • Posicionales de Armarios.

Recordamos que debemos distinguir, dos tipos:

  • Lista de señales de campo.
  • Lista de señales de intercambio con HMI (SCADA, Pantalla Táctil).

En esta entrada vamos a definir la lista de señales de campo, ya que la de intercambio dependerá del HMI que definamos en nuestra Arquitectura de Control:

1. Lista de Señales de Campo.

Tras identificar las señales necesarias para implementar la instrumentación, sensores y equipos de nuestro proceso, debemos realizar un listado que incluya todas ellas, para así poder valorar que tipo de control vamos a realizar (periferia centralizada/descentralizada, lógica cableada/programada o combinación de ambas, controlador de lazo abierto/cerrado…).

El listado podrá incluir las siguientes columnas/campos:

  • Descripción de la señal.
  • Rack, Tarjeta y número de canal de la señal.
  • TAG interno del PLC (PAC) de la variable de entrada.
  • Tipo de señal ED,SD,EA, SA, BCD…
  • Rango (señales analógicas).
  • E/S en reserva.
  • Estado en función del valor de la señal.

Es importante que el listado de señales, disponga de un número de revisión.

2. ¿Como averiguamos las Señales de Campo?.

Del esquema funcional y diagrama de proceso, hemos obtenido la instrumentación (entradas) y actuadores (salidas) necesarios, para nuestro sistema de control. Una vez que hemos seleccionado los equipos más adecuados para nuestra planta, en base a la documentación técnica de éstos, podemos identificar la mayoría de las entradas y salidas del sistema, además habrá que tener en cuenta aquellas señales generales de la planta o de los equipos que debamos implementar.

En nuestra planta de ejemplo, tenemos la siguiente previsión de E/S, resultando la lista de señales de campo (Revisión 0):

  • ENTRADAS DIGITALES.

ED_0

  • SALIDAS DIGITALES.

SD_0

  • ENTRADAS ANALÓGICAS.

EA_00

  • SALIDAS ANALÓGICAS.

SA_0

En la siguiente entrada veremos “Automatización de un Proceso Industrial 7 (Caso Práctico-Arquitectura de Control)”.

Saludos!!!!

Automatización de un Proceso Industrial 5 (Caso Práctico-Lista de equipos y consumidores. Actuadores)

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Todo Sistema de control, se compone de entradas generadas por los sensores, instrumentación, auxiliares de mando (pulsadores, selestores…), HMI,s y de unas salidas que modifican el medio medido a través de equipos que generan movimiento, aperturas y cierres de válvulas, calentamiento a través de resistencias, etc….

SISTEMACONTROL

En esta entrada, vamos a realizar la selección de actuadores y realizar la “lista de equipos y consumidores (actuadores)”, algunos de estos equipos, además nos generan información de estado de ellos mismos y además debemos disponer de información adicional de ellos, como pueden ser:

  • Disparo de protecciones.
  • En el caso de que dispongan de seta de emergencia.
  • Protecciones generadas por el propio equipo (limitadores de par, protecciones de temperatura interna, etc…).

En base a nuestro Diagrama de Proceso, la lista de sensores e instrumentación que hemos seleccionado es la siguiente, indicando:

  • TAG de equipo.
  • Descripción Actuador.
  • Marca.
  • Referencia.
  • Alimentación.
  • Potencia.
  • Observaciones (información complementaria).

actuadores

Para las resistencias de calentamiento, utilizaremos relés de estado sólido de control de ángulo de fase, con una entrada de control de 4-20 mA, para así conseguir un control de temperatura más lineal.

2. Páginas de productos y manuales:

  • Válvula de Bola.

http://www.gfps.com/appgate/ecat/common_flow/10000X/ES/es/109392/109393/109408/109409/70686/product.html

Manual Válvula

http://www.gfps.com/appgate/ecat/common_flow/10000X/ES/es/9605/download/document.html

Manual Actuador

http://www.gfps.com/appgate/ecat/common_flow/10000X/ES/es/41127/download/document.html

valvula

  • Agitador.

http://www.timsa.com/es/tecAgi/agiHRT.htm

agitador_HRT

  • Resistencia Calentamiento y Relés de Estado Sólido.

Resistencias Calentamiento.

http://www.resistenciastope.com/es/10-resistencias-de-inmersion/7-resistencias-de-inmersion-sobre-racor

http://www.resistenciastope.com/descargar.php?archivo=LISTADO%20RESISTENCIAS%20STOCK%20%20RACOR.pdf

resistencia_tope

Relés de estado sólido con control de ángulo de fase.

http://www.gavazzi-automation.com/nsc/HQ/EN/solid_state_relays

http://www.productselection.net/PDF/UK/rgc_2_3p.pdf

  • Posicionador Válvula Reguladora Neumática 50 mm.

Válvula

http://www.gfps.com/appgate/ecat/common_flow/100005/COM/en/109564/109591/109593/22685/product.html

valvula_neumatica

Posicionador.

http://www.gfps.com/appgate/ecat/common_flow/100005/AR/en/109564/109609/127758/product.html

dsr500

 

En la siguiente entrada veremos “Automatización de un Proceso Industrial 6 (Caso Práctico-Lista de señales)”.

Saludos!!!!

Automatización de un Proceso Industrial 4 (Caso Práctico-Lista de sensores e instrumentación)

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En las dos entradas anteriores, hemos plasmado en un documento funcional los requerimientos de nuestro cliente y según el listado de “Documentos de inicio o partida”, ahora deberíamos realizar el listado de sensores e instrumentación, hay que recordar que el orden puede variar en función del proyecto:

  • Documento o esquema funcional.
  • Diagrama de proceso (P&ID).
  • Lista de sensores e instrumentación.
  • Lista de equipos y consumidores (actuadores).
  • Lista de señales.
  • Arquitectura de Control.
  • Esquemas Unifilares.
  • Esquemas Desarrollados.
  • Posicionales de Armarios.

1. ¿Qué es la lista de sensores e instrumentación?.

Hay mucha diversidad en la definiciones que podemos encontrar en la literatura relacionada con la Instrumentación Industrial y pienso entrar en profundidad en este tema en otras entradas comenzando desde los tipos de señales y su tratamiento, no obstante, para lo que nos ocupa en esta entrada y simplificándolo bastante, los sensores e instrumentos, son aquellos equipos que nos dan información del estado de nuestro proceso, es decir, son los sentidos de nuestro sistema de control, por ello es de vital importancia que realicemos una elección correcta.

La elección de los sensores e instrumentación será en función de:

  • Tipo de señal.
  • Variable a medir.
  • Normativas o directivas de debido cumplimiento (ATEX,SIL..).
  • Requerimientos de ambiente y medio a medir.
  • Tipo de montaje.

p&id01Diagrama de proceso.

En base a nuestro Diagrama de Proceso, la lista de sensores e instrumentación que hemos seleccionado es la siguiente, indicando:

  • TAG de instrumento.
  • Descripción y tipo del Instrumento.
  • Marca.
  • Referencia.
  • Tipo de señal (analógico-digital).
  • Rango y unidades de ingeniería.
  • Nº de hilos para sensores analógicos y tipo para digitales (PNP-NPN).

Lista_Instrum

El posicionador de la válvula reguladora de salida se podría considerar un instrumento e incluirse en este listado, no obstante personalmente, tanto la señalizaciones digitales de finales de carrera como las analógicas de las válvulas, me gusta reflejarlos en la lista de equipos y consumidores (actuadores).

2. Páginas de productos y manuales:

  • Limnímetro Tipo Radar.

http://www.vega.com/es/Medici%C3%B3n_de_nivel_Radar_VEGAPULS61.htm

http://www.vega.com/downloads/BA/36499-ES.PDF

VEGAPULS-61

  • Interruptores de Nivel

http://www.vega.com/es/Interruptores_de_nivel_Vibraci%C3%B3n_.htm

http://www.vega.com/downloads/BA/40552-ES.PDF

índice

  • Sonda de Temperatura Pt100

Sensor Pt100

http://www.prelectronics.es/?altTemplate=showproduct&id=3002

http://www.prelectronics.es/pdf/7400-3002-US.pdf

7400

Transmisor 2 Hilos.

http://www.prelectronics.es/?altTemplate=showproduct&id=2197

http://www.prelectronics.es/filearkiv/PDF/5300%20series/5331/Manual/5331V114_ES.pdf

5331a

  • Caudalímetro Electromagnético

Sensor

http://w3.siemens.com/mcms/sensor-systems/es/instrumentacion-de-procesos/medicion-de-caudal/electromagneticos/campo-continuo/sensor/Pages/sitrans-f-m-mag-3100.aspx

mag3100_z

Transmisor 4 hilos

http://w3.siemens.com/mcms/sensor-systems/es/instrumentacion-de-procesos/medicion-de-caudal/electromagneticos/campo-continuo/transmisor/Pages/sitrans-f-m-mag-6000.aspx

mag6000_z

 

En la siguiente entrada veremos “Automatización de un Proceso Industrial 5 (Caso Práctico-Lista de equipos y consumidores. Actuadores)”.

Saludos!!!!