• Author / Uploaded
• xocolathe

• Categories
• Scada
• Red de computadoras
• Hardware de la computadora
• Redes sociales y digitales
• Tecnología digital

Citation preview

UNIDAD I: NIVELES DE CONTROL DISTRIBUIDO Y CONCEPTOS BÁSICOS 1.1 Historia del control distribuido. Definición de Control Distribuido: Un Sistema de Control Distribuido (SCD) se refiere a un sistema de control por lo general de un sistema de fabricación, proceso o cualquier tipo de sistema dinámico, en el que los elementos del controlador no son centrales en la ubicación, pero se distribuyen en todo el sistema con cada componente (sub-sistema) controlado por uno o más controladores puede recibir hasta 250,000 señales de los procesos dentro de la industria. El primer sistema informático de control industrial, construido en el 1959 Texaco Port Arthur, Texas, con una refinería RW-300 de la Empresa Ramo-Wooldridge. Los DCS fue introducido en 1975 - Tanto Honeywell y la firma de ingeniería eléctrica japonesa Yokogawa introdujo sus propios DCSs producción independiente más o menos al mismo tiempo, con los sistemas de Centum TDC 2000, respectivamente. Basada en Bristol EE.UU. también presentó su controlador universal de 3000 UCS en 1975 - En 1978, Metso introdujo su propio sistema de DCS se llama Damatic. En 1980, Bailey introdujo el sistema RED 90. También en 1980, Fischer y Porter Company introdujo DCI-4000. La DCS fue en gran parte producido debido a la mayor disponibilidad de las microcomputadoras y la proliferación de microprocesadores en el mundo del control de procesos. Computers ya habían sido aplicados a la automatización de procesos desde hace algún tiempo, en forma tanto de control digital directo y control del punto de ajuste. A principios del decenio de 1970 Taylor Instrument Company, ha desarrollado el sistema de 1010, Foxboro sistema FOX1 y Bailey controla los sistemas de 1055. Todos estos eran aplicaciones DDC aplicadas en minicomputadoras y conectado a la Entrada propietaria/hardware de salida. Así como el control continuo por lotes sofisticado se llevó a cabo de esta manera. Un enfoque más conservador se estableció el control del punto, donde los equipos de procesos supervisados grupos de controladores de procesos analógicos. Una estación de trabajo basada en CRT proporciona visibilidad sobre el proceso mediante el texto y los gráficos de carácter crudo. La disponibilidad de una interfaz gráfica de usuario completamente funcional era una forma de distancia. En la década de 1980, los usuarios comenzaron a mirar a los SCD como algo más que lo básico de control de procesos. Un ejemplo muy temprano de un Control Digital Directo DCS fue completado por el Midac empresas australianas en 1981-82 usando R-Tec australiano hardware diseñado. El sistema instalado en la Universidad de Melbourne utiliza una red de comunicaciones en serie, conectando los edificios del campus de nuevo a la sala de control "front end". Cada unidad remota corrió 2 microprocesadores Z80, mientras que el extremo delantero corrió 11 en una configuración de procesamiento paralelo con memoria común paginado de compartir tareas y podía ejecutar hasta 20.000 concurrentes objetos controles. La introducción de Microsoft en las capas de escritorio y servidores como resultado el desarrollo de tecnologías como OLE para control de procesos, que ahora es un estándar de facto de la conectividad de la industria. La tecnología de Internet también comenzó a dejar su huella en la automatización y el mundo DCS, con la mayor parte HMI DCS soporte a la conectividad a Internet.

La década de 1990 también fueron conocidos por el "bus de campo Wars", donde las organizaciones rivales compitieron para definir lo que se convertiría en el estándar de bus de campo IEC para la comunicación digital con la instrumentación de campo en lugar de las comunicaciones analógicas 4-20 miliamperios. Las primeras instalaciones de bus de campo se produjo en la década de 1990. Hacia el final de la década, la tecnología comenzó a desarrollar un impulso significativo, con el mercado consolidó alrededor Ethernet I/P, Foundation Fieldbus y Profibus PA para aplicaciones de automatización de procesos. Algunos proveedores construyen nuevos sistemas desde cero para maximizar la funcionalidad con el bus de campo, tales como Rockwell sistema PlantPAx, Honeywell con Experion y sistemas SCADA Plantscape, ABB con el sistema 800xA, Emerson Process Management con el sistema de control DeltaV de Emerson Process Management, Siemens con la APS -T3000 o Simatic PCS 7 y Azbil Corporación con el sistema Harmonas-DEO. De bus de campo técnicas se han utilizado para integrar máquina, unidades, calidad y condición aplicaciones de monitoreo a uno DCS con sistema de ADN Metso. 1.2 Fundamentos básicos sobre control distribuido 1.2.1 Medición y control

Fundamental para el modelo DCS fue la inclusión de bloques de funciones de control. Los bloques de función evolucionaron a partir de los primeros conceptos DDC, más primitivos de "Table Driven" software. Una de las primeras realizaciones de software orientado a objetos, bloques de función eran "bloques" independientes de código que las tareas de control de hardware emulado componentes analógicos y realizado que eran esenciales para el control de procesos, tales como la ejecución de los algoritmos PID. Los bloques de función siguen sufriendo como el método predominante de control para los proveedores de DCS, y se apoyan en tecnologías clave como la Foundation Fieldbus. A medida que la industria de medición y control adoptaron los estándares de la PC a lo largo de los últimos veinte años, como los sistemas operativos y las arquitecturas de bus interno, los ingenieros que requieren de inteligencia distribuida y E/S están aplicando tecnologías de comunicación estandarizada por la industria de la PC. Tradicionalmente, los vendedores creaban sus propias redes de comunicación para conectar sensores, y comunicarse con la empresa. Como resultado, la interoperabilidad era pobre, el equipo costoso, y las mejoras eran pocas. La industria de la PC ha estandarizado los buses de comunicación, haciendo facil el diseñar un sistema de medición y control distribuido. Al usar software flexible, la instrumentación virtual extrae más los detalles de comunicación y ayuda a ingenieros y científicos a seleccionar el bus de datos que más se ajusta a sus necesidades – ya sea que elijan el PCI, PXI, GPIB, USB, FireWire, Ethernet, u otros buses de comunicación futuros. Ethernet se ha convertido en el estándar para sistemas altamente distribuidos. Existen cuatro beneficios básicos al usar Ethernet lo que ha permitido su adopción en automatización y medición distribuida. Los sistemas de control distribuido actualmente son aplicables en prácticamente cualquier industria, permitiendo así que la red que compone el sistema, conozca las operaciones que se llevan a cabo dentro de la planta y de ser necesario intervenir para realizar correcciones desde cualquier subsistema que pertenezca a éste.

1.2.3 Supervisión. Las principales diferencias entre un sistema de control basado en un SCD y un SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) más un conjunto de PLCs (siglas en inglés de Controlador Lógico Programable) son las siguientes: Un SCD trabaja con una sola Base de Datos integrada para todas las señales, variables, objetos gráficos, alarmas y eventos del sistema, mientras que un SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) más PLC tienen cada uno la suya de forma independiente y que hay que comunicar entre sí mediante algún protocolo común. En un SCD la herramienta de ingeniería para programar el sistema es sólo una y opera de forma centralizada para desarrollar la lógica de sus controladores o los objetos gráficos de la monitorización. Desde este puesto de ingeniería se cargan los programas de forma transparente a los equipos del sistema. Por el contrario, un SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) tiene su entorno de programación y los PLCs el suyo trabajando de forma independiente. En un SCD, la plataforma de programación es multiusuario de forma que varios programadores pueden trabajar simultáneamente sobre el sistema de forma segura sin conflictos de versiones. Todos los equipos del sistema (ordenadores, servidores, controladores) están sincronizados contra un mismo reloj patrón, de forma que todas las medidas, alarmas y eventos tienen una misma marca de tiempo. Un SCD dispone de herramientas para la gestión de la información de planta, integrándola verticalmente hacia la cadena de toma de decisiones y otros sistemas ubicados más arriba en la jerarquía de la producción.

1.2.4 Funciones de administración. Uno de los principales beneficios de los SCD, por ejemplo al establecer la comunicación Ethernet, es la habilidad para comunicarse fácilmente entre máquinas y sistemas corporativos (M2E). La mayor parte de las empresas tienen una red Ethernet existente, típicamente en forma de red de área local. Usuarios comparten una variedad de datos a través de la red, desde reportes a nivel gerencial y datos de administración de la cadena de valor a bases de datos corporativas con acceso a estaciones de trabajo individuales. En aplicaciones como las pruebas al final de la línea en donde se verifica la calidad del producto, es necesario almacenar los datos de las pruebas en una base de datos para su rastreo. Un sistema de adquisición de datos activado por Ethernet puede tener acceso a las bases de datos corporativas a través de interfaces estándar como ODBC, SQL, y ADO. Con esta habilidad, el sistema de E/S Ethernet puede depositar datos adquiridos a bases de datos corporativas donde puede utilizarlas para crear reportes y analizar el desempeño y condición de la planta. Lo mismo ocurre con la conectividad con los sistemas de planeación de recursos empresariales (ERP) como los disponibles por SAP y Oracle. Estos sistemas pueden conectarse directamente con el sistema de adquisición de datos vía Ethernet y pueden usar los datos adquiridos para mejorar la comprensión y visibilidad del desempeño de manufactura y la condición de los recursos. Los sistemas de medición y control Ethernet también pueden tener la habilidad de conectarse a la Web, enviar correos electrónicas, o pasar información usando protocolos de transferencia de archivos. Con los controladores LabVIEW Real-Time, usuarios en red pueden tener acceso directo al servidor Web incorporado a través del buscador Web y monitoreo del estado del dispositivo y los datos adquiridos pueden incluso modificar los parámetros de adquisición a través de la interface.