dcs 2013
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Sistemas de Control Distribuido
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CATEGORÍAS DE SISTEMAS DIGITALES
Tradicionalmente:
DCS: control analógico de procesos continuos.
PLC: control discreto de procesos de manufactura.
SCADA: recolección remota de datos.
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Sistemas SCADA
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Introducción
• Los DCS aparecieron en la década de
los 70, inicialmente para visualización
y en la actualidad para control y otras
funciones.
• Es necesario conocer sus
características para operarlos
mantenerlos e instalarlos.
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DCS: Posibilidades
En la actualidad:
–Manejo de base de
datos relacional
–Hojas de cálculo
–Control estadístico
–Sistemas Expertos
–Simulación de procesos
–Diseño asistido
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DCS: Posibilidades También:
–Utilitarios de
escritorio
–Pantallas
orientadas al
objeto
–Uso de ventanas
–Comunicación
con otras
plantas
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DCS: Sistemas Integrados
– Sistemas operativos: UNIX, Windows
– Modelo OSI
– Modelo cliente-servidor
– Protocolos de comunicación
– Base de datos relacional distribuida
– Programación orientada al objeto
– Ingeniería asistida por computadora
En la actualidad usando estándares en:
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DCS: Arquitectura
–estaciones de trabajo
de operaciones
–control
– recolección de datos
–computacionales de
procesos
– redes de comunicación
Los DCS están organizados en los
subsistemas:
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Estaciones de Trabajo de
Operaciones
– Usan mímicos
– Manejan
alarmas
– Ven tendencias
– Usan ventanas
– Controla el
acceso con
passwords
En éstas para el operador se:
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Subsistema de
Control Este subsistema:
–Procesadores
redundantes
–Es multilazo,
multitarea.
–Se usan controladores
compartidos
–Se usa bloques de
función para las
estrategias
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DCS Automatización
Tradicional Direccionamiento Objetos –Aspecto
Tag
Símbolos (no se almacena en el
controlador)
CPU CPU´s redundantes Solo 1 CPU
Sistema Operativo del Controlador Multitarea Mono tarea
Memoria CPU 64 Mbytes RAM - S 64 Kbytes EEPROM
Módulo de Entrada y Salida Se puede cambiar en funcionamiento. No se puede cambiar en funcionamiento.
Sistema de comunicación Comunicación redundante Solo un medio de comunicación.
Hora/Fechas de la base de datos Reloj del controlador Reloj del servidor de base de datos
Diagnóstico de Instrumentación Característica por defecto Opcional, se requiere módulos
adicionales
Redundancia de Módulos de Entrada /
Salida
Disponible No disponible
Fuente de alimentación Redundancia de 2 fuentes de
alimentación
Redundancia de 3 fuentes de
alimentación (opcional)
No disponible fuentes de alimentación
redundante
Base de datos Integrado con el sistema Es otros sistema
Redes Industriales Abiertas En algunos casos propietarios
Cuadro comparativo DCS vs Automatización Tradicional
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Recolección de Datos
Este subsistema en la
actualidad:
– Recolecta variables
– Acepta señales diversas: mV,
termocuplas, etc
– Usan E/S distribuidas
– Envía la información a las
estaciones
– Con “gateways” se comunica con
PLC’s, balanzas, etc
– Puede tener capacidad de cálculo
y control
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Subsistemas Computacionales
de Procesos Este subsistema sirve para:
–Registro de variables, eventos, alarmas,
acciones de operador
–Manejo de base de datos relacionales
–Estadística de calidad
–Sistemas expertos
–Programación de producción y
mantenimiento
–Estrategias de optimización en base a
modelos
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Redes de Comunicación
Este subsistema sirve para:
l Integrar a los
otros cuatro
l El protocolo más
empleado es el
TCP/IP
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Confiabilidad
Protección contra medio ambiente.
Instalación
Inmunidad al Ruido
Puesta a tierra
• Aislamiento
• Supresión de ruido
• Mantenimiento
Probabilidad de operación con éxito durante
un intervalo de tiempo.
MTBF FR = 1 / MTBF
.
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Confiabilidad: MTBF
...FR3FR2FR1
1
MTBF
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Confiabilidad
–Disponibilidad
Probabilidad de operación con éxito en cualquier momento.
Se puede mejorar con:
• facilidad para el mantenimiento
• redundancia de CPU, E/S y elementos de campo.
%100xMTTRMTBF
MTBF
idadDisponibil
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Tendencias Futuras
• Los cambios se están dando por:
–Medios de memoria: PCMCIA, CD, etc
–Velocidades y costos de
microprocesadores
–Comunicación fieldbus
• Se está dando una migración de las
capacidades de control y cálculo hacia
los elementos de campo
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Tendencias Futuras
Utilizar otras técnicas de control, que
también se distribuyen:
– lógica difusa
– redes neuronales
–algoritmos genéticos
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DCS • ABB: Mod 300 / Advant OCS / SattLine
www.abb.com/controlsystems
Elsag Bailey: Infi90/Net90
• Emerson: DeltaV www.easydeltav.com
• Honeywell: TDC 2000 / 3000 http://hpsweb.honeywell.com/Cultures/en-
US/Products/Systems/TDC3000/default.htm
Invensys: • I/A Series® system / Foxboro A²™ automation system
www.foxboro.com/iaseries
• Siemens-Moore: APACS www.sea.siemens.com/process/default.html
• Yokogawa: Centum V / XL / Cs 1000 R3 / Cs 3000 R3 www.yokogawa.com