Sistemas de Control Distribuido Sección 37
Sistemas de control distribuido Honeywell, Experion PKS
Integrantes: - Paula Castillo - Ignacio Jofré Profesor: -Patricio Abarca Fecha entrega: -28/08/2015 Página | 1
Índice Índice. Introducción. 1. Descripción técnica del hardware del sistema. 1.1. Controladores de proceso. 1.2. Módulos de entrada/salida. 1.3. Nodos de operación. 1.4. Equipos de conectividad. 2. Estándares de comunicación utilizados por la plataforma. 2.1. Protocolos de comunicación de uso industrial entre Controladores. 2.2. Protocolos para el acceso a instrumentación para control de Procesos en campo. 2.3. Protocolo de comunicación entre nodos de administración Del sistema. 3. Aplicaciones de Software. 3.1. Descripción de las aplicaciones que utiliza el sistema para las Tareas de ingeniería. 3.2. Descripción de los Lenguajes de programación utilizados Por los controladores. 3.3. Descripción del estándar utilizado para el almacenamiento De información en la base de datos del sistema. 3.4. Repertorio de instrucciones de controladores de procesos. 4. Evolución de la plataforma de control o nuevas versiones 5. Casos de integración con otras plataformas de control Distribuidas de uso comercial. 6. Caso de aplicación en el sistema productivo nacional. Conclusión. Bibliografía.
Pág.2 Pág.3 Pág.4 Pág.4 Pág.8 Pág.12 Pág.15 Pág.17 Pág.17 Pág.19 Pág.22 Pág.24 Pág.24 Pág.33 Pág.41 Pág.43 Pág.46 Pág.48 Pág.53 Pág.55 Pág.56
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Índice Índice. Introducción. 1. Descripción técnica del hardware del sistema. 1.1. Controladores de proceso. 1.2. Módulos de entrada/salida. 1.3. Nodos de operación. 1.4. Equipos de conectividad. 2. Estándares de comunicación utilizados por la plataforma. 2.1. Protocolos de comunicación de uso industrial entre Controladores. 2.2. Protocolos para el acceso a instrumentación para control de Procesos en campo. 2.3. Protocolo de comunicación entre nodos de administración Del sistema. 3. Aplicaciones de Software. 3.1. Descripción de las aplicaciones que utiliza el sistema para las Tareas de ingeniería. 3.2. Descripción de los Lenguajes de programación utilizados Por los controladores. 3.3. Descripción del estándar utilizado para el almacenamiento De información en la base de datos del sistema. 3.4. Repertorio de instrucciones de controladores de procesos. 4. Evolución de la plataforma de control o nuevas versiones 5. Casos de integración con otras plataformas de control Distribuidas de uso comercial. 6. Caso de aplicación en el sistema productivo nacional. Conclusión. Bibliografía.
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Introducción Experion Sistema de Conocimiento de Procesos (PKS por Process Knowledge System) es un sistema de control distribuido que integra una plataforma de automatización avanzada y aplicaciones de software innovadoras para mejorar el rendimiento relacionado al control de procesos. La unificación de los operarios con el proceso, la empresa y la gestión de activos, este sistema de control distribuido (DCS) ayuda a los fabricantes de procesos aumentan la rentabilidad y la productividad. El sistema Experion PKS presenta la gran ventaja de ser el único sistema de automatización que se centra en las personas, basándose en el aprovechamiento de los conocimientos que poseen. Mediante la integración de datos dispares a través de instalaciones, aprovechando al máximo los recursos, las personas, y la alimentación de todo en un sistema de automatización unificada, los usuarios pueden lograr una operación que es más proactiva, eficiente y sensible. Por medio de este informe técnico se logra el reconocimiento de los diversos controladores que pueden formar parte de un sistema Experion PKS, reconociendo sus principales características y diferencias para lograr la optimización en la selectividad según el control de proceso. Se reconocerán los módulos de entradas y salidas que estarán en la interacción de información desde el nivel de campo, con los niveles de gestión y de supervisión, reconociendo las diferentes series de módulos que conforman la arquitectura del sistema DCS. Se podrá visualizar los diversos estándares de comunicación utilizados por el sistema PKS, que estarán involucrados en la conectividad entre nodos, como también para la configuración de las diversas aplicaciones de software que posee la estructura de un sistema Experion PKS. De esta manera se logra vincular cuales han sido los mayores avances en esta tecnología, para que finalmente nos puedan entregar una gran diversidad de posibilidades en la integración del sistema con otras plataformas de control.
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1. Descripción técnica del hardware del sistema 1.1.
Controladores de proceso
Mediante la gestión de los complejos procesos que intervienen en la producción industrial, los controladores pueden aumentar la eficiencia de la producción y el rendimiento de los ahorros de costes significativos. Honeywell ofrece una amplia gama de controladores Experion® basado en 30 años de desarrollo y experiencia en tecnología. Estos incluyen plataformas integradas controlador, entornos de control basados en PC para tareas de control de supervisión y simulación para la salida del proceso y validación.
Controlador C200/C200E: Los usuarios de estos controladores se benefician de un entorno de ejecución de control y programación robusto y superior con una alta fiabilidad. Introducido con Experion® PKS R400, el Controlador C200E ofrece las mismas capacidades que el C200, pero añade más funcionalidad y memoria. Por ejemplo, el C200E apoya plenamente el Administrador de lotes de Experion y al estándar de control de lotes ISA S88.01 de manera que los usuarios pueden ejecutar el control de lote completo en un entorno redundante con el controlador. El residente de ECA (Ejecución de Control Ambiental) en el procesador de control proporciona un ambiente de control eficiente y eficaz, así como el acceso a una amplia biblioteca de bloques de funciones relacionadas con el control. Los controladores se pueden implementar en una configuración simple o redundante. Los controladores C200 y C200E permiten a los ingenieros de proceso para hacer frente a varios problemas de control de procesos mediante el apoyo a aplicaciones de lotes con *ISA S88.01 y proporcionar control de procesos robustos a través de ECA. Cuando se utiliza con ganancia de lazo de Honeywell, que anticipa el comportamiento futuro del proceso, los controladores saben exactamente cuánto para mover el proceso a fin de cumplir con los objetivos de control deseados, ofreciendo así un mayor control del proceso.
*Terminología y modelos que se aplican a todos los tipos de sistemas de control. Página | 4
Controlador C300: El controlador C300 de Honeywell ofrece un potente y robusto control de procesos para la plataforma Experion®. El C300 se une al C200, C200E y al nodo de control de Aplicación Ambiental en el funcionamiento de prueba de campo de Honeywell y el software de Ejecución de Control Ambiental determinístico. Ideal para la implementación en todas las industrias, el controlador C300 ofrece un control de procesos de lo mejor en su clase. Es compatible con una amplia variedad de situaciones de control de procesos, incluidos procesos continuos y por lotes y la integración con dispositivos de campo inteligentes. El control de proceso continuo se logra a través de una serie de funciones estándar que se construyen en las estrategias de control. El controlador C300 es compatible con el estándar de control de lotes ISA S88.01 e integra secuencias con dispositivos de campo, incluyendo válvulas, bombas, sensores y analizadores. Estos dispositivos de campo rastrean el estado de las secuencias para realizar acciones pre-configuradas. Esta estrecha integración conduce a las transiciones más rápidas entre las secuencias, lo que aumenta el rendimiento. El controlador también soporta el control avanzado de procesos con el algoritmo Profit® Loop patentado de Honeywell, así como bloques de algoritmos personalizados, que permiten a los usuarios crear códigos personalizados para ejecutarse en el controlador C300. El C300 permite a los ingenieros hacer frente a sus necesidades de control de procesos más exigentes de la integración con sistemas de lotes complicados para el control de dispositivos en una variedad de redes como FOUNDATION Fieldbus, Profibus o Modbus. También es compatible el control avanzado con Profit Loop, que pone el control predictivo basado en modelos directamente en el controlador para minimizar el desgaste de la válvula y el mantenimiento.
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Controlador FCE: El controlador FCE de Honeywell regula los procesos basados en bus de campo y equipos de proceso en proceso, tecnología de máquinas y accionamientos (PMD). Ideal para la rápida ejecución de las estrategias de control, se reduce el tiempo de ciclo de control de aplicaciones a 20 milisegundos (ms). El Controlador FCE incluye herramientas integradas para la gestión de aplicaciones y ofrece mantenimiento de bus de campo centralizado y alarma, y gestión de los diagnósticos. Con ella, los usuarios pueden ejecutar hasta 3.000 bloques de aplicación en un solo controlador. Esto marca un aumento del 50% en la capacidad de ejecución de aplicaciones en comparación con el regulador de corriente PMD. Además, el controlador FCE utiliza tubo de calor con tecnología de refrigeración, en lugar de ventiladores de refrigeración, para mejorar la fiabilidad y facilidad de uso. El controlador está equipado con todas las características necesarias para el control de procesos continuos y por lotes, máquinas e independientes y accionamientos de línea coordinadas. Sus herramientas de control apoyan controles convencionales y la lógica, así como los métodos de control avanzadas, tales como la lógica difusa, redes neuronales, optimización, control multivariable y el control estadístico de procesos. El Controlador FCE proporciona soluciones prefabricadas para control de aplicaciones para diversas industrias. Su alta capacidad reduce controlar los tiempos de respuesta, y proporciona una manera flexible, eficiente y conveniente para satisfacer las exigentes necesidades de la industria de procesos.
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Controlador PMD: El controlador PMD está disponible en la configuración de montaje en estante; un único estante de 19 "puede albergar hasta cuatro controladores. Con su amplia gama de herramientas de control, el controlador PMD puede soportar controles convencionales y lógicos, así como los métodos de control avanzadas, tales como la lógica difusa, redes neuronales, optimización, control multivariable y el control estadístico de procesos. Junto con su alta capacidad, funciones e interfaces de bus de campo, el controlador PMD ofrece: -
Flexibilidad y comodidad con herramientas incorporadas. Herramientas integradas para la gestión de aplicaciones y definiciones de dispositivos de campo y del sistema. Mantenimiento de bus de campo centralizado y gestión de alarmas y diagnóstico. Posibilidad de ampliar y distribuir bus de campo Profibus.
El Controlador PMD incluye dos interfaces de bus de campo que apoyan la norma EN50170 Profibus y la interfaz DP / VO, V1, V2, Clase 1 y 2 Master. Una interfaz serie de dos canales también está integrado en el controlador. Tiene una interfaz de carretera UPLINE de múltiples velocidades que permite que el bastidor a base de I / O para ser conectado al sistema. El controlador se conecta a la red del sistema de automatización a través de una interfaz Ethernet. Incluye un entorno de ejecución de aplicaciones de control para el control directo del proceso y todos los dispositivos del bus de campo residente más allá del bus de campo. Las funciones de control del controlador PMD e interfaces de bus de campo, y las funciones de los dispositivos de bus de campo conectados se definen dentro de las herramientas de definición estándar del sistema de automatización. En consecuencia, los datos se muestran en forma idéntica por la aplicación, independientemente del dispositivo y el bus de campo en uso. Con PMD integrado y métodos de control de planta de avanzada, el controlador PMD ayuda a los usuarios a mejorar la calidad de la producción y el rendimiento, y reducir los costes de mantenimiento y gestión del ciclo de vida.
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1.2.
Módulos de entrada/salida
Honeywell proporciona capacidades de conexión de procesos sin igual, a través de una amplia selección de módulos y familias de Entradas y Salidas (I/O). Estas soluciones de conexión de proceso son flexibles, robustas, deterministas, y altamente disponibles, están diseñados para atender las necesidades de la aplicación de los procesos más exigentes de los usuarios. El módulo de I/O Universal más nuevo de Honeywell, basado en la tecnología de canal universal, reduce o elimina de clasificación. Más importante aún, permite la configuración inmediata sin necesidad de hardware adicional. Experion® ofrece cinco familias de I/O totalmente integradas en una amplia gama de factores de forma, estilos de montaje, y con un amplio conjunto de funciones, características, valoraciones ambientales, certificaciones, y los tipos de módulos: -
Serie-C Carril de I/O de la Serie-A (RIOM-A) Carril de I/O de la Serie-H (RIOM-H) Serie-A de chasis de I/O (CIOM-A) Administrador de procesos de I/O (PMIO)
Todas las familias de los módulos de I/O pueden integrar plenamente con los procesadores de control Experion y el usuario HMI. Además, la integración con muchas de las principales redes de bus de campo abierto y protocolos de los dispositivos digitales inteligentes, como HART, FOUNDATION Fieldbus y PROFIBUS está habilitada. Los usuarios pueden aplicar opcionalmente las redes y I/O en una configuración redundante para beneficiarse de una alta disponibilidad y una topología de proporcionar ningún punto único de fallo para múltiples puntos de control.
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Serie C Módulos de I/O: La familia de la Serie C de I/O está equipado con un único, factor de forma de canalización de calor patentado y sus componentes pueden ser implementados de manera redundante para proporcionar una solución sin ningún punto único de fallo. Sus módulos altamente flexibles se pueden colocar tanto de forma local como remoto para el procesador de control. Los beneficios adicionales de la utilización de la Serie C incluyen: -
Mayor densidad de canal de I/O y eficiente disipación del calor del gabinete y la gestión Menor costo instalado Mantenimiento más fácil Mejora la robustez y seguridad
Además, Honeywell es el primero en utilizar la tecnología de canal universal para liberar por completo el proceso de I/O y el control de gabinetes de tipo de canal de dependencia del hardware. Esto elimina la necesidad de alinear un hardware personalizado con diferentes configuraciones de I/O, que permite un fácil cambio de diseño de último minuto y más pequeña huella. También permite diseños universales de gabinete a normalizarse, lo que reduce significativamente los costos de ingeniería y programación.
Carril de I/O de la Serie-A (RIOM-A): El Carril-A de I/O de Honeywell es un compacto sistema modular de I/O de un costo eficaz para aplicaciones distribuidas. Es un *Carril-DIN montable y proporciona opciones a los usuarios un montaje flexible y ahorro e espacio. El Carril-A de I/O tiene un diseño compacto y cabe en pequeños armarios, ahorrando así espacio. La modularidad del adaptador de red, I/O, y el plano posterior simplifica el proceso de montaje e instalación. Los módulos de I/O pueden estar situados tanto en el proceso y a distancia para el procesador de control, proporcionando así una mayor flexibilidad a los usuarios.
* Un carril DIN o rail DIN es una barra de metal normalizada. Página | 9
Carril de I/O de la Serie-H (RIOM-H): La Familia de carril-H de módulos de I/O combina el pequeño tamaño y eficaz costo de su predecesor (Carril-A), con la capacidad para llevar a cabo en lugares peligrosos a ayudar a los usuarios para cumplir los requisitos de los procesos más exigentes. Es un compacto sistema modular de I/O, diseñado para llevar a cabo condiciones muy duras. Similar a al Carril-A, puede ser instalado en pequeños armarios, ahorrando así espacio. Los módulos del Carril-H se pueden montar directamente en lugares peligrosos como Div1/Zona1. Los módulos son un carril DIN montable y pueden estar ubicados tanto en el proceso y mando a distancia para el procesador de control, proporcionando a los usuarios una mayor flexibilidad. La familia de I/O del Carril-H trae un diseño significativo, la instalación y el ahorro de cableado para aplicaciones de seguridad intrínseca.
Serie-A de chasis de I/O (CIOM-A): La familia CIOM-A proporciona una gran selección de módulos de I/O y puertas de enlace de la red sobre el terreno en un diseño basado en un chasis compacto. Proporciona una solución flexible y robusta donde módulo de redundancia no es un requisito esencial. La familia CIOM-A tiene las siguientes características: -
Amplia selección de tipos de módulos tradicionales de I/O Amplia cobertura de las redes de campo y protocolos de dispositivos inteligentes (HART, FOUNDATION Fieldbus, Profibus, DeviceNet) Conjunto completo de tipos de chasis (4, 7, 10, 13, y 17 tipos de ranura del módulo) Los módulos son alimentados a través de una fuente de alimentación integrada (opcionalmente redundante)
Los módulos CIOM-A se pueden colocar locales o remotos al procesador de control. El cableado de campo se puede aterrizar en un bloque de terminales extraíble que se monta en la parte frontal del módulo a través de fábrica de cableado conjuntos terminales remotos.
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Administrador de procesos de I/O (PMIO): Todos los componentes del Administrador de procesos de I/O se pueden implementar de manera redundante, proporcionando una solución sin ningún punto único de fallo. El administrador de procesos de módulos de I/O puede ser colocado local o remoto al procesador de control. La integración del administrador de procesos de I/O, también hace que sea fácil y rentable para los usuarios migrar sistemas heredados existentes al paradigma Experion. Los módulos de I/O se pueden utilizar con el Administrador de procesos, el controlador C200 o C300 proporciona 'plug and play' de transición. El Administrador de procesos de I/O ofrece: -
Amplio chequeo de fallas y presentación de informes Redundancia robusto, automático y sin perturbaciones Sistema de energía totalmente integrado con alimentación de campo de 24 voltios fácil de alambre La transferencia de datos de I/O de alta seguridad y determinista
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1.3.
Nodos de operación
Estaciones de operación: Experion PKS es la nueva arquitectura de control ofrecida por Honeywell, e integra la antigua (TPS) vía GUS o Server. La red principal es una FTE (Fault Tolerant Ethernet) y las estaciones de operación son basadas en Windows. Tiene comunicación directa con DeviceNet y Control Net (Protocolos de Allen Bradley). Además de comunicación con Fieldbus Foundation y Profibus. Los requerimientos básicos para este tipo de arquitectura son: -
Procesador de CPU, 2.5, 3 Ghz Windows 2000 o XP
Las consolas de operación ES-T están conectadas a la red LCN y a la red FTE simultáneamente. Estos monitores tienen la capacidad de entregar la visualización de los siguientes elementos: -
Alarmas /Eventos Tendencias Grupos de Operación Popup
- Displays de configuración, Lazos, diagnósticos. - OPC Data Client - Video en Línea
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Además, posee la capacidad de comunicarse directamente con los controladores Experion PKS. Provee una alta disponibilidad para sistemas críticos y está diseñado para operadores que están constantemente monitoreando y controlando el proceso.
Estación de operación y funciones de consola: Un interfaz de usuario eficiente y capaz es un componente clave de un sistema de control. Honeywell incorpora una innovadora interfaz de usuario y características funcionales en la estación Experion. Estas capacidades avanzadas maximizan la eficacia del operador. La tecnología abierta permite los datos empresariales y de aplicaciones para incorporarse fácilmente en el entorno del operador de proceso. La estación Experion está disponible en la seria de consolas ICON de Honeywell y en una forma de escritorio. Multi-pantalla (hasta 4 monitores), se admiten teclados de operador y pantallas táctiles Los diferentes tipos de estaciones están disponibles para satisfacer las necesidades del usuario. La Estación de Consola Experion está diseñada para operaciones de la sala de control en las plantas de proceso grandes incluyendo refinación, petroquímica y de procesamiento de minerales. La Estación Flex de Experion es una opción para las operaciones menos exigentes o distribuidas geográficamente como pulpa y papel, petróleo y gas, y la producción farmacéutica. Las Estaciones Flex también apoyan gran número de usuarios para el acceso informal como la ingeniería o mantenimiento. Diferentes tipos de estación Experion se pueden utilizar juntos en un sistema en cualquier combinación. Las estaciones de consola Experion pueden agruparse entre sí para formar un único espacio de trabajo de operador para el control de procesos y monitoreo, manejo de eventos, reconocimiento de alarma, silenciar la alarma y la manipulación de la pantalla. Las estaciones Flex comparten un grupo de conexiones para permitir un gran número de usuarios ocasionales el acceso al sistema.
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Control de aplicación ambiental (Application Control Environment): El control de aplicación ambiental o nodo ACE por sus siglas en inglés, es un controlador ideal Experion® para soluciones de control de supervisión e integración con terceros integraciones de sistemas de control. Este sistema de control de aplicaciones garantiza una mayor productividad para los usuarios a través de una fácil personalización y replicación de estrategias de control para adaptarse a las necesidades de diferentes organizaciones. ACE ejecuta la Ejecución de Control Ambiental de Honeywell en una plataforma informática de nivel de servidor. Proporciona a los usuarios una plataforma de control donde las aplicaciones se diseñan y se ejecutan en un entorno determinista, consistente y confiable. Ideal para la implementación en todas las industrias, el nodo ACE proporciona una plataforma de control que puede ser utilizado para una amplia variedad de aplicaciones. Se puede integrar con varios sistemas, como los sistemas TDC3000® vía conectividad LCN o con muchos sistemas de terceros mediante la integración directa OPC Data Access en el entorno de control de aplicaciones. Además, los algoritmos personalizados pueden ser desarrollados y desplegados en las estrategias de control estándar. ACE es parte de la Experion PKS, una infraestructura abierta que utiliza tecnologías de última generación para integrar soluciones de Honeywell y de control de procesos de terceros en un sistema sin fisuras y de gran alcance. Al igual que con todos los controladores de Experion, el incorporado en la CEE (Control Execution Environment) proporciona a los usuarios acceso a un conjunto integral de control, la lógica, la adquisición de datos, y los bloques de funciones de cálculo. Además, los bloques algoritmo personalizado se pueden crear para ACE, ampliando enormemente las posibilidades de control. Ya que se ejecuta en un nodo de servidor, puede conectarse con otros sistemas, incluyendo TPS y controladores no Honeywell DCS, y utilizar información de MES o ERP, bases de datos, e incluso archivos de texto. La capacidad de reunir muchas piezas dispares de información en el sistema de control permite mucho mayor productividad.
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1.4.
Equipos de conectividad
Ethernet Tolerante a Fallos (FTE) es la red de control industrial de Experion® PKS. Combinando la experiencia de Honeywell en el diseño de las redes de control robustos con tecnología Ethernet comercial, que va más allá de proporcionar tolerancia a fallos. FTE garantiza el rendimiento, el determinismo y la seguridad requerida para aplicaciones de control industrial. La red FTE conecta clusters o grupos de nodos, como los servidores y estaciones, típicamente asociados con la misma unidad de proceso. Proporciona múltiples vías de comunicación entre estos nodos lo que la red puede tolerar todas las fallas individuales y muchos múltiples fallas. Los nodos en el cluster tienen una alta tasa de comunicación. Razón por la cual se conectan a un mismo par de Switches. Un nodo contiene el software FTE y un par de tarjetas NIC (Network Interface Controllers). La típica Red contiene varios cluster conectados a switch y a un par de switches “backbone” Los nodos forman una comunidad tolerante a falla, que permite hasta 200 dispositivos FTE de los cuales 99 pueden ser controladores C200. La comunicación existe siempre que exista un camino entre dos dispositivos, adicionalmente pueden agregarse 200 nodos no FTE. Este tipo de red asegura la rápida detección y recuperación en caso de fallas de comunicación con un tiempo de conmutación de menos de un segundo. Se permite que los nodos normales Ethernet para conectarse a la red de control de FTE y se benefician de su entorno de comunicaciones de alta disponibilidad. Con este tipo de red, los usuarios pueden aprovechar la tecnología comercial Ethernet que se encuentra en las redes industriales para reducir los costos de la infraestructura de la red de control de FTE, conexiones a redes y los dispositivos Ethernet de terceros, y el mantenimiento continuo y apoyo. El propósito de esta red es proveer la infraestructura necesaria para establecer una conexión robusta y confiable con el sistema y con los dispositivos de control de proceso y adicionalmente suministrar enlaces seguros entre el sistema y con la red administrativa. La red FTE es quien interconecta los nodos del sistema del Experion PKS. Su función primordial no es solamente ser tolerante a fallas, sino también ofrecer un alto rendimiento para una respuesta rápida, confiable y segura requerida generalmente en aplicaciones industriales. Esta red es el producto de la unión de
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la experiencia de Honeywell en el diseño de redes de control robustas con la tecnología comercial y abierta de Ethernet. La red FTE incluye dos redes que tienen diferente dirección IP, de esta manera una segunda red está disponible si la primera presenta una falla. La red FTE se estructura con dos switchs Ethernet conectados entre sí, son lo que se logra tener varias rutas de comunicación entre dispositivos, razón por la cual no solo soporta una falla sino también puede soportar fallas múltiples. Este esquema de red requiere de tarjetas de red con puerto dual en cada uno de los servidores, estaciones de operación y estaciones de ingeniería que se encuentran en el siguiente esquema, aquí veremos como cada nodo (servidor o estación) está conectado dos veces a la red FTE a través de las tarjetas de interfaz de red:
En la siguiente imagen se muestra como la red FTE permite la comunicación aun cuando existen dos fallas de comunicación. El canal A del nodo 1 y el canal B del nodo 2 están en falla. Pero sigue habiendo comunicación a través del canal B del nodo 1 y del canal A de nodo 2 con la ayuda de los dos switchs que se comunican.
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2. Estándares de comunicación utilizados por la plataforma Este sistema presenta interfaces con FOUNDATION Fieldbus, Profibus, DeviceNet, LON, ControlNET o Interbus. Lo que representa que el sistema Experion PKS proporciona una robustez, seguridad, control y fiabilidad. Presentando un alto rendimiento en toda la infraestructura de la planta al unificar la arquitectura de toda la planta Experion.
2.1.
Protocolos de comunicación de uso industrial entre controladores
Integración de PROFIBUS: PROFIBUS es un sistema digital abierto y ampliamente utilizado en redes de comunicación con una amplia gama de aplicaciones en la automatización de la fabricación y del proceso. Experion® PKS de Honeywell interactúa perfectamente con dispositivos PROFIBUS para permitir el uso fácil y eficaz de los datos del dispositivo de control, visualización, diagnóstico, parametrización y gestión de activos. Honeywell ofrece dos módulos de interfaz de hardware dedicados para la integración económica de las redes PROFIBUS DP: -
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Chasis-A PROFIBUS Interface Module (PBIM): El módulo proporciona la interfaz entre una red PROFIBUS DP y el procesador de control Experion C200, C200E o C300. Series C PROFIBUS Gateway Module (PGM): La última oferta de Honeywell, que proporciona un módulo opcional redundante que permite al usuario maximizar todas las capacidades definidas por el protocolo como el número de dispositivos, tipos de dispositivo, velocidad de transmisión, y topologías.
La integración PROFIBUS Experion se caracteriza por la alta velocidad y la disponibilidad, el rendimiento de datos eficiente, ingeniería rentable y fácil de la red y gestión de dispositivos.
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La solución Experion PROFIBUS permite al usuario integrar dispositivos PROFIBUS usando Constructor de control (CB), una herramienta de ingeniería común para la creación y configuración de estrategias de control de procesos. Los usuarios seleccionan desde una biblioteca estándar de bloques de función para agregar fácilmente los dispositivos al sistema Experion y utilizar eficazmente la información del dispositivo en el esquema de la lógica y de control. Una vez añadido al sistema, la información del dispositivo PROFIBUS está disponible para su uso en pantallas de operador. El estado del dispositivo se propaga automáticamente al sistema de eventos de alarma, permitiendo a los usuarios identificar y resolver rápidamente las condiciones anormales. Pantallas de detalle estándar se proporcionan sin costo alguno para permitir la puesta en marcha rápida y de apoyo a las actividades de mantenimiento. La Integración PROFIBUS Experion permite a los usuarios reducir los plazos del proyecto y los costos, proteger sus inversiones mediante la maximización de solución de vida útil, y optimizar los parámetros de funcionamiento a lo largo del ciclo de vida de la planta.
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2.2.
Protocolos para el acceso a instrumentación para control de procesos en campo
Integración DeviceNet: DeviceNet es una red sobre el terreno principal que conecta los dispositivos de entrada / salida industrial con los controladores. Honeywell garantiza una fácil integración de Experion® PKS con DeviceNet para ayudar a los usuarios a optimizar sus activos existentes. La interfaz de Experion a DeviceNet proporciona una ruta de comunicación desde una red DeviceNet a un Experion controlador C200 / C200E o C300 a través de un módulo de interfaz dedicada DeviceNet Bridge (DNB). El módulo 1756-DNB se puede montar tanto en el controlador y el rack de I/O, y proporciona la interfaz entre el sistema Experion y cualquier Open DeviceNet Vendor Association (ODVA) dispositivo certificado. Esto permite al usuario utilizar con facilidad y eficacia DeviceNet conectada la información del dispositivo en la pantalla Experion, y controlar y el esquema de la lógica. La interfaz Experion a DeviceNet utiliza bloques de función genéricos de controlador C200/C200E o C300 Experion contenidos dentro de una biblioteca de interfaz DeviceNet (DNETIF). Esta biblioteca se utiliza dentro de *Control Builder para construir estrategias de control. Estos boques genéricos proporcionan una interfaz sencilla a Open DeviceNet Vendor Association (ODVA), dispositivos certificados que respaldan los datos numéricos y discretos. El módulo DeviceNet es un módulo de ancho que se puede colocar en el C200/C200E de la serie A de chasis y/o en un chasis de I/O remoto que está conectado a través de ControlNet de I/O. En la topología C300, los módulos DeviceNet están colocados en un chasis de serie A y conectados al C300 a través del módulo FTE Bridge y el Control Firewall. La integración de Experion PKS con DeviceNet permite a los usuarios reducir los plazos del proyecto y los costos, proteger sus inversiones mediante la maximización de solución de vida útil, y optimizar los parámetros de funcionamiento a lo largo del ciclo de vida de la planta.
*Control Builder es una herramienta de ingeniería propia del Sistema Experion PKS que permite definir las estrategias de control a implementar en caso de que se esté usando los controladores C200 de Honeywell. Página | 19
Integración FOUNDATION Fieldbus: FOUNDATION Fieldbus es un protocolo digital abierto líder, que permite a los usuarios satisfacer con facilidad las I/O necesarias usando dispositivos de capo inteligente. Honeywell puede integrar fácilmente cualquier dispositivo de bus de campo con Experion PKS para mejorar las operaciones y reducir los costos de instalación, puesta en gastos de tiempo y de mantenimiento. El sistema Experion PKS proporciona una interfaz eficaz y robusta FOUNDATION Fieldbus a raves de dos familias de I/O. Ambos tipos de FIM (Fieldbus Interface Module) proporcionan un diseño de alta capacidad robusta y entrega la integración de todo sistema de acceso a los datos, el control, las conexiones, los diagnósticos y las alarmas con el sistema Experion PKS. FIM2 se proporciona en la Serie A del factor de forma y se integra de bus de campo con el controlador Experion C200, mientras FIM4 y FIM8 se proporcionan en el factor de forma de la Serie C y permiten la integración de bus de campo con el controlador C300. Los usuarios disfrutan de características y beneficios inigualables, incluyendo: -
Diseño robusto con opción de redundancia de módulo Ingeniería intuitiva y la integración de dispositivos instantánea Integración eficiente con otras aplicaciones y sistemas de control Función de descarga de firmware Ahorro de tiempo Soporte grafico para LINK Active Schedule y Backup Link Schedule para ayudar a ajustar los horarios.
La integración de Experion FOUNDATION Fieldbus entrega un costo de instalación más bajo a través de la integración transparente de toda información y diagnóstico sobre los sensores y actuadores de plantas. El resultado en el sistema de puesta en marcha y arranque es más rápido que otras tecnologías y ofrecen un ahorro significativo de costes de cableado reducido, el sistema de huella y facilidad de configuración es más pequeño.
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Integración HART: HART es un protocolo abierto que ofrece los beneficios de los dispositivos de campo inteligentes al tiempo que ofrece la simplicidad y facilidad de uso asociado con la tradicional de E / S. Experion® PKS integra dispositivos HART para mejorar el rendimiento del sistema, la disponibilidad del proceso, la seguridad y el rendimiento, al tiempo que reduce los costes de ciclo de vida para la actualización y mantenimiento de los dispositivos de campo inteligentes. Disponibles en el Chasis-A, PMIO, y Serie-C, los módulos permiten de los datos digitales HART para el control, visualización, parametrización y gestión de activos. Los usuarios pueden disponibilidad mediante la implementación de los módulos opcionalmente redundante.
el uso eficaz diagnóstico, mejorar la de manera
Experion PKS proporciona la libertad para comunicarse con dispositivos HART eliminando barreras como las limitaciones del tipo de exploración. El acceso a rendimiento del dispositivo detallado y la información de condición anormal permite a los usuarios informar el mal funcionamiento del dispositivo o el fracaso y la información acerca de las anormalidades relacionadas con el proceso. Además, la solución HART proporciona a los operadores de planta y personal de mantenimiento pleno acceso a toda la información del dispositivo de campo directamente a través de Experion. La solución "abierta" HART rellena automáticamente el proceso HART y los datos de estado a través de las tarjetas de I/O en los controladores de procesos C200 y C300, y finalmente en las pantallas de operador estándar. Absolutamente no se requiere ninguna configuración adicional. Las tarjetas de I/O también proporcionan una capacidad de paso que permite la gestión de activos completa, utilizando la aplicación FDM (Fiel Device Manager) de Honeywell. La solución completa se basa en estándares abiertos y es totalmente compatible con la especificación del protocolo HART. La solución portátil está disponible en las plataformas de bolsillo abierto basado en PC, y funciona igual de bien con dispositivos de todos los proveedores. Todos los datos específicos del dispositivo se obtiene de los archivos de descripción del dispositivo (DD) HART estándar y no se requieren archivos especiales de proveedores para integrar el dispositivo con la solución de Honeywell. Si no hay ningún archivo de DD está disponible, los datos y diagnósticos de la práctica universal y común HART pueden ser utilizados. Página | 21
2.3.
Protocolo de comunicación entre nodos de administración del sistema
Ethernet de Honeywell es una red basada en Plant Information Network (PIN), que conecta servidores y clientes, junto con el propósito de comunicaciones de nivel de supervisión.
Modulo Ethernet: El modulo Ethernet permite una comunicación Ethernet desde el servidor a la red de control y proporciona una red peer-to-peer para la interoperabilidad. Los dispositivos de instrumentación externos se pueden comunicar con el controlador a través de la red Ethernet. El modulo proporciona un conector de cable Ethernet de 10BaseT y servicio a un segmento como una red de supervisión sin necesidad de routers.
Ethernet: Ethernet es una popular tecnología LAN (Red de Área Local) que utiliza el Acceso múltiple con portadora y detección de colisiones (Carrier Sense Múltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) entre estaciones con diversos tipos de cables. Algunas características de Ethernet:
Es pasivo, es decir, no requiere una fuente de alimentación propia, y por tanto, no falla a menos que el cable se corte físicamente o su terminación sea incorrecta. Se conecta utilizando una TOPOLOGÍA DE BUS en la que el cable está terminado en ambos extremos. UTILIZA MÚLTIPLES PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN y puede conectar entornos informáticos heterogéneos, incluyendo Netware, UNIX, Windows y Macintosh.
Método de Acceso de la Ethernet:
El método de acceso que usa Ethernet es el ACCESO MÚLTIPLE CON PORTADORA Y DETECCIÓN DE COLISIONES (Carrier Sense Múltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD). CSMA/CD es un conjunto de reglas que determina el modo de respuesta de los dispositivos de red cuando dos de ellos intentan enviar datos en la red simultáneamente. La transmisión de datos por múltiples equipos simultáneamente a través de la red produce una colisión.
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Cada equipo de la red, incluyendo clientes y servidores, rastrea el cable en busca de tráfico de red. Únicamente cuando un equipo detecta que el cable está libre y que no hay tráfico envía los datos. Después de que el equipo haya transmitido los datos en el cable, ningún otro equipo puede transmitir datos hasta que los datos originales hayan llegado a su destino y el cable vuelva a estar libre. Tras detectar una colisión, un dispositivo espera un tiempo aleatorio y a continuación intenta retransmitir el mensaje. Si el dispositivo detecta de nuevo una colisión, espera el doble antes de intentar retransmitir el mensaje.
Velocidad de transferencia:
ETHERNET ESTÁNDAR, denominada 10BaseT, SOPORTA VELOCIDADES DE transferencia de datos de 10 Mbps sobre una amplia variedad de cableado. También están disponibles versiones de Ethernet de alta velocidad. FAST ETHERNET (100BaseT) SOPORTA VELOCIDADES DE transferencia de datos de 100 Mbps y GIGABIT ETHERNET SOPORTA VELOCIDADES DE 1 GBPS (gigabyte por segundo) o 1,000 Mbps. Importancia de Ethernet:
Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación. Estos puntos fuertes, combinados con la amplia aceptación en el mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares, hacen a Ethernet la tecnología ideal para la red de la mayoría de usuarios de la informática actual.
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3. Aplicaciones de Software 3.1.
Descripción de las aplicaciones que utiliza el sistema para las tareas de ingeniería
Plantscape: PlantScape es un sistema modular, escalable, flexible, rentable basado en una plataforma Windows donde los requisitos para un control híbrido están presentes en el control regulatorio, lógica de alta velocidad, secuencial y control por lotes, construcción y control del medio ambiente y la gestión de la seguridad. Incluye un amplio conjunto de interfaces hombre-máquina, sistemas de alarma, registro de tendencias y capacidad de generación de reportes. El sistema está estrechamente integrado para garantizar la aplicación rápida, facilidad de operación, y la integridad de los datos. PlantScape está disponible en tres paquetes: PlantScape Vista, PlantScape SCADA y Proceso PlantScape. Cada paquete es diseñado para atender las necesidades de las industrias en particular mediante la combinación de diferentes componentes de hardware y software en un PlantScape solución fácil a la orden. La escalabilidad de PlantScape hace extremadamente flexible. Es ideal para situaciones que van desde pequeños monitoreo de aplicaciones a complejos procesos peligrosos en áreas peligrosas.
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Para satisfacer las necesidades especializadas de industrias específicas, posee una gran gama de aplicaciones se pueden integrar con PlantScape, generando beneficios en nuestro Controlador, Beneficio para el manejo de lotes de campo, SmartGrind, SPQC, análisis de tiempo de inactividad, que son sólo algunos de las avanzadas aplicaciones disponibles para optimizar sus operaciones. Además, existe un entorno de desarrollo de gran alcance que le permite desarrollar sus propias aplicaciones en Visual Basic, C, C ++ o Fortran, utilizando la biblioteca interfaz de la aplicación de PlantScape La funcionalidad DCS de PlantScape se logra a través de la perfecta integración de sus controladores híbridos y su servidor. Las estaciones de operador están conectados al servidor a través de Ethernet, usando el protocolo TCP / IP estándar. Esta arquitectura garantiza una comunicación altamente eficiente, incluso cuando en la red el ancho de banda es bajo, es decir, cuando las estaciones de operador están conectadas a través de módems o enlaces de radio. Aplicaciones del sistema PLANTSCAPE:
Pantallas predefinidas para reducción de tiempo en ingeniería:
Basados en la amplia experiencia con los diversas necesidades de los clientes a nivel mundial, Honeywell a través de planscape ha sido capaz de anticipar muchas de las pantallas de operación que requiere un sistema de control. Un conjunto adicional de objetos dinámicos y placas frontales en base a la última norma Europea y de EE.UU. El uso de pantallas predefinidas puede reducir significativamente la instalación y el esfuerzo de ingeniería, lo que permite que el foco esté en tareas más importantes.
Generación de históricos y tendencias para el análisis posterior.
La generación integral de tendencias e históricos le permite almacenar sus datos para su posterior revisión. Tipos de tendencias múltiples tales como single, doble, triple, y multi-rango le permiten seleccionar el mejor formato cada vez, y se puede cambiar entre los formatos en línea. Los datos de tendencias se pueden copiar y pegar en una hoja de cálculo de Microsoft Excel o cualquier otro documento para su análisis más extenso.
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Poderoso manejo de alarmas:
La gestión de las alarmas permite de manera eficiente el descubrir inmediatamente cualquier anomalía en el proceso para así poder corregirlas lo antes posible. Se puede filtrar y ordenar las alarmas en base a diferentes criterios, y con un solo clic en la línea de alarma, puede llamar inmediatamente a una pantalla detalle o una pantalla personalizado asociado. Gracias a la arquitectura distribuida de PlantScape, las alarmas de múltiples servidores pueden ser integrados en un solo resumen de alarmas, mientras el reconocimiento de alarma se basa en la superficie completa su funcionalidad.
Reportes disponibles en segundos:
Informes predefinidos basados en la industria, permiten convertir los datos del proceso en información de gestión útil al instante. La apertura de PlantScape le permite utilizar de manera estándar productos como Microsoft Access y Microsoft Excel para la creación personalizada de informes. Con las herramientas de informes flexibles de PlantScape, acceder a información importante, como la utilización del equipo, el rendimiento cálculos, los niveles de existencias, y las tasas de producción es fácilmente disponible para la toma de decisiones de apoyo. Los informes se pueden generar de forma automática en diferentes intervalos de tiempo, como por ejemplo, al final de cada turno, dándole información inmediata sobre el nivel de producción.
Acceso veloz a la base de datos:
Cualquier operador que esté familiarizado con Microsoft Access puede utilizar su fácil forma de usar para generar rápidamente una consulta en línea sobre los datos de PlantScape. Incluso puede interactuar con Oracle, Sybase, o cualquier otra base de datos en tan sólo unos segundos. Todas estas capacidades son rápidas y fáciles gracias al controlador base de datos ODBC de PlantScape. Mediante los datos ODBC, PlantScape se parece a una base de datos relacional, y los datos se pueden acceder mediante sentencias SQL estándar en línea o en un modo por lotes.
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Porque el tiempo es dinero, PlantScape está diseñado para una rápida y fácil configuración. Una sola base de datos, monitoreo directo de la misma herramienta, así como un potente conjunto de algoritmos de control son las principales fuentes de ahorro durante la fase de ingeniería.
Simplemente tomar y soltar:
La construcción de una estrategia de control PlantScape ha sido creada lo más sencillo posible. Sólo tienes que arrastrar la función correcta almacenada en las diversas bibliotecas de programación. Para comprobar la estrategia, seleccione la ficha de monitoreo dentro de la misma herramienta, y se puede ver de inmediato cómo su bucles en cascada, puertas lógicas, o secuencias están realizando la función ordenada.
Creación de gráficos rápidos:
La orientación a objetos de display incluye una amplia biblioteca de formas y elementos de control, lo que le permite construir una muestra en segundos. Se pueden incorporar documentos ActiveX como hojas de cálculo, dibujos o instrucciones, o incluso páginas web que podría contener las instrucciones de funcionamiento almacenados centralmente.
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Formas dinámicas le permiten construir visualización personalizado reutilizable de objetos, que se pueden incorporar en cualquier pantalla, otorgándole un ahorro de tiempo y esfuerzo al tiempo que aumenta la mantenibilidad.
Ingeniería y ejecución de metodologías:
En Honeywell se ejecutan procedimientos probados y diseñados para optimizar la ejecución del proyecto y para cumplir horario agresivo y objetivos de reducción de costes. Procedimientos Front-end de carga se utilizan para llevar un registro del trabajo lo más rápido posible. Podemos supervisar ingeniería e instalaciones de trabajo para toda la automatización y el proyecto de gestión de la información, incluyendo la integración con varios contratistas de ingeniería que participan en el diseño de la unidad des proceso.
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Control Builder
Control Builder es la herramienta de ingeniería del Experion PKS. Es una aplicación basada en Windows que ofrece lo más avanzado en construcción de funciones y estrategias de control. Su diseño gráfico orientado a objetos reduce notablemente el esfuerzo requerido para diseñar, implementar y documentar aplicaciones de control. En la siguiente imagen se puede apreciarse la pantalla de programación del Control Builder, con lo cual se puede obtener una mejor idea del ambiente en el cual se programa. Control Builder puede manejar todo tipo de requerimientos de control, donde se incluyen procesos continuos, secuenciales, discretos y de control de máquinas. Ambientes de Programación del Control Builder:
En este programa existen 3 ambientes de programación, para distintos tipos de control. El Ambiente de Ejecución de Control (CEE) es el usado para programar estrategias de control continuo que serán introducidas en el procesador de un C200, para ser implementadas en planta. Este ambiente tiene la posibilidad de crear un Módulo Procesador de Control (CPM), al cual se le pueden asignar Módulos de Control (CM), programados para realizar funciones o estrategias definidas, con entradas y salidas según el hardware que se posea. Los Módulos de Control son capaces de tomar señales de campo, que son leídas por una tarjeta I/O del C-200 y procesarlas, realizando cálculos aritméticos, algoritmos de control, entre otras funciones, generando señales de salida que sirven como entrada para otros CM’s o se dirigen a campo por medio de las tarjetas I/O y cumplen funciones de control para el proceso. Los CM’s a su vez están conformados por Bloques Funcionales (FB). Éstos como su nombre lo dice, son bloques pre programado, que cumplen funciones específicas y que pueden interconectarse entre sí.
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Hay distintos tipos de FB, estos se separan en grupos según sus propiedades y funciones dentro del programa. Algunos de estos grupos que podemos encontrar en la Librería del Control Builder son:
Hiway (Conexiones de la Hiway) Preferences (Preferencias) Checkpoint (Punto de Recuperación) User (Usuario) System (Sistema) Auxiliary (Auxiliares de Control) DevCtl (Controladores de Dispositivos) Dataacq (Adquisición de datos) IO Module (Módulos de entrada y salida) PMIO (Módulos de entrada y salida del HPM) Logic (Lógicos) RegCTL (Regulatorios de Control) SCM (Módulo de Control Secuencial) UCNIF (Interfase de Red Universal de Control) Utility (Utilitarios) Fieldbus (Conexión tipo fieldbus) Hart IO (Entrada y salida tipo Hart)
En la imagen se muestran las ventanas árboles de Control Builder, la de Proyecto, Monitoreo y Librería. Desde esas ventanas pueden escogerse Módulos de Control para modificarlos, incluirlos en un Ambiente de Ejecución determinado, monitorear su funcionamiento, entre otras opciones, así como también pueden tomarse Bloques Funcionales para incluirlos en un Módulo de Control. Dentro de esos grupos se encuentran los Bloques Funcionales que cumplen con características típicas que los hace similares a los que se encuentran en su mismo grupo y los diferencia de los que están en otros. Los FB se colocan en los CM’s y se conectan gráficamente por medio del software. Cada FB tiene propiedades particulares de su clase, aunque hay algunas que poseen todos en común. Todas se editan seleccionando con doble clic el FB que se quiere configurar, para que aparezca la ventana de propiedades y se puedan seleccionar y configurar las opciones del bloque. Página | 30
HMIWeb Display Builder
HMIWeb Display Builder es la nueva tecnología de Honeywell para el diseño y programación de interfases Hombre-Máquina para el control de procesos. Este programa usa HTML como formato de pantalla y permite un alto nivel de integración de los procesos, aplicaciones e información disponible. El programa es una herramienta de dibujo, fácil de usar y que posee una gran diversidad de opciones, que permiten brindar realismo y dinamismo a los esquemáticos que crea el usuario, los cuales pueden ser vistos en una estación. Los despliegues creados en HMIWeb, pueden hacerse de manera personalizada y con suficiente información colocada de manera amigable, permitiendo que el operador pueda entender de manera rápida y sencilla, lo que está ocurriendo con el proceso en todo momento. HMIWeb presenta una combinación de gráficos con tecnología de Internet de forma segura, robusta y con alto desempeño al acceder a la información. Por otro lado esta herramienta permite la programación de los despliegues, por medio del uso del Editor de Código, donde se pueden configurar acciones determinadas, según determinados eventos que puedan ocurrir en el proceso. Los lenguajes utilizados para la programación son Visual Basic o Java. El código de programación usado en los despliegues debe contener los siguientes elementos:
Gramática: códigos propios del lenguaje elegido, por ejemplo: If, Then, End If Nombres (objetos) y Verbos (métodos y eventos): los cuales provienen del objeto modelo que se está codificando.
Algunas de las características más destacadas de la herramienta Gráfica HMIWeb son las siguientes: Construcción de gráficos de proceso personalizados con los avances más modernos en materia de diseño de interfases hombre-máquina Alta resolución a nivel de hardware y software lo cual brinda gráficos modernos que en efecto muestren realmente el proceso. Supervisión de Situaciones Anormales (Anormal Situation Management (ASM)) en gráficos más agradables. Alarmas Configurables, gráficos de tendencias de las variables y generación de reportes.
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Carta de visualización en tiempo de corrida para monitorear las estrategias de control.
HMIWeb reside en un sistema operativo abierto, Windows 2000 y es parte del Sistema Experion PKS. El trabajar sobre plataforma Windows le brinda al programa ciertas facilidades de uso, así como la posibilidad de trabajar simultáneamente con otros programas que funcionan con este sistema operativo. Display Builder
Display Builder es una herramienta que puede utilizar para construir pantallas de gráficos personalizados. Debido a que el personal especializado se emplea a menudo para la creación de los gráficos y animación para una pantalla personalizada, de display se describe en una separada publicación, la pantalla Guía de Construcción. PlantScape está disponible con dos versiones de pantalla del constructor. De display Classic le permite crear pantallas personalizadas y guardar las pantallas en la propiedad formato dsp. El nuevo panel de visualización Web Builder te permite crear personalizada pantallas con características basadas en Web y guardar las pantallas en formato HTML. Display Builder puede ejecutar en el servidor o en otro equipo en su sistema
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3.2.
Descripción de los Lenguajes de programación utilizados por los controladores
La IEC 61131-3 define cuatro lenguajes de control para su uso en el control de procesos y automatización de las áreas de fabricación. Tres de estas lenguas se basa en una representación gráfica del control. Literales:
Lista de instrucciones (IL). Texto estructurado (ST).
Gráficos:
Diagrama de bloques funcionales (FBD). Sequential Function Chart Diagrama de contactos (LD).
El manejo de Variables se realiza utilizando TAGs, estas etiquetas definen en forma precisa la entrada o salida de un puerto de una tarjeta I/O o define una variable interna. Diagrama de bloques funcionales:
Un diagrama de bloques funcional o diagrama de bloques de procesos es la representación gráfica de los diferentes procesos de un sistema y el flujo de señales donde cada proceso tiene un bloque asignado y éstos se unen por flechas que representan el flujo de señales que interaccionan entre los diferentes procesos. Las entradas y salidas de los bloques se conectan entre sí con líneas de conexión o enlaces. Las líneas sencillas se pueden utilizar para conectar dos puntos lógicos del diagrama, es decir:
Una variable de entrada y una entrada de un bloque Una salida de un bloque y una entrada de otro bloque Una salida de un bloque y una variable de salida
Se muestran las relaciones existentes entre los procesos y el flujo de señales de forma más realista que una representación matemática.
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Del mismo modo, tiene información relacionada con el comportamiento dinámico y no incluye información de la construcción física del sistema. Muchos sistemas diferentes se representan por el mismo diagrama de bloques, así como diferentes diagramas de bloques pueden representar el mismo sistema, desde diferentes puntos de vista.
Sequential Function Chart
Diagrama de función secuencial (SFC) es un lenguaje de programación utilizado para diversos tipos de controladores en el ámbito de la automatización industrial. Es uno de los cinco idiomas definidos por la norma IEC 61131-3. La norma SFC está definida como, Preparación de gráficos de funciones para los sistemas de control, y se basó en GRAFCET. Se puede utilizar para programar procesos que se pueden dividir en pasos. Los principales componentes del SFC son:
Pasos con acciones asociadas; Transiciones con condiciones lógicas asociadas; Enlaces dirigidos entre pasos y transiciones.
Los pasos en un esquema SFC puede ser activo o inactivo, donde las acciones sólo se ejecutan de medidas activas.
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Un paso puede estar activa para uno de dos motivos:
Es un primer paso según lo especificado por el programador. Se activa durante un ciclo y no desactiva desde entonces.
Los pasos se activan cuando todos los pasos anteriores que están activos y la transición de conexión es superable (es decir, su condición de asociado es cierto). Cuando se pasa una transición, todos los pasos anteriores se desactivan a la vez y después de todos los pasos a continuación se activan a la vez. Acciones asociadas a pasos pueden ser de varios tipos, los más relevantes son continua (N), Set (S) y Reset (R). Aparte del significado obvio de Set y Reset, una acción N asegura que su variable de destino se establece en 1, siempre que el paso está activo. Una regla de SFC establece que si dos pasos tienen una acción N en el mismo objetivo, la variable no debe restablecerse a 0. También es posible insertar LD (Ladder) acciones dentro de un programa de SFC (y esta es la manera estándar, por ejemplo, para trabajar en variables enteras). SFC es un lenguaje inherentemente paralelo en que múltiples flujos de control (POU en el lenguaje de la norma) puede estar activa a la vez. Extensiones no estándar a la lengua incluyen macroactions: acciones es decir, dentro de una unidad de programa que influyen en el estado de otra unidad de programa. El tal macroaction más relevantes se "obliga", en el que una POU puede decidir las medidas activas de otra POU.
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Diagrama ladder:
Los diagramas Ladder o de contacto son similares a los diagramas lógicos de relé que representan circuitos de control de relé. Las principales diferencias entre los dos son las siguientes funciones de la programación de Ladder que no aparecen en los diagramas de lógica de relé:
Todas las entradas están representadas por símbolos de contactos. Todas las salidas están representadas por símbolos de bobinas. Las operaciones numéricas están incluidas en el conjunto de instrucciones de Ladder gráficas.
Un programa en lenguaje de diagrama Ladder está formado por "escalones" que representan el conjunto de instrucciones gráficas y aparecen entre dos barras verticales. El controlador ejecuta los escalones de forma secuencial. El conjunto de instrucciones gráficas representa las siguientes funciones:
Entradas/salidas del controlador (botones de comando, sensores, relés, luces de pilotos, etc.). Funciones del controlador (temporizadores, contadores, etc.). Operaciones lógicas y matemáticas (adición, división, AND, XOR, etc.). Operadores de comparación y otras operaciones numéricas.
Con este tipo de diagramas se describe normalmente la operación eléctrica de distintos tipos de máquinas, y puede utilizarse para sintetizar un sistema de control y, con las herramientas de software adecuadas, realizar la programación del PLC. Se debe recordar que mientras que en el diagrama eléctrico todas las acciones ocurren simultáneamente, en el programa se realizan en forma secuencial, siguiendo el orden en el que los "escalones" fueron escritos, y que a diferencia de los relés y contactos reales (cuyo número está determinado por la implementación física de estos elementos), en el PLC se puede considerar que existen infinitos contactos auxiliares para cada entrada, salida, relé auxiliar o interno, etc.
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Los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en determinado "escalón", son variables lógicas o binarias, que pueden tomar solo dos estados: 1 ó 0, Estos estados que provienen de entradas al PLC o relés internos del mismo. En la programación Escalera (Ladder), estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados: abierto o cerrado.
Las funciones lógicas más complejas como: Temporizadores Contadores Registros de desplazamiento
Se representan en formato de bloques. Estos no están normalizados, aunque guardan una gran similitud entre sí para distintos fabricantes. Resultan mucho más expresivos que si se utiliza para el mismo fin el lenguaje en lista de instrucciones. Sobre estos bloques se define: La base de los tiempos y el tiempo final en el caso de temporizadores El módulo de contaje y condiciones de paro y reset en el caso de contadores. Existen también bloques funcionales complejos que permiten la manipulación de datos y las operaciones con variables digitales de varios bits.
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Por supuesto, no todos los Autómatas, aun del mismo fabricante, pueden manejar todas las posibilidades de programación con contactos: solo las gamas más altas acceden a la totalidad de extensiones del lenguaje. Programación en lenguaje C
C es un lenguaje de programación de propósito general que ofrece economía sintáctica, control de flujo y estructuras sencillas y un buen conjunto de operadores. No es un lenguaje de muy alto nivel y más bien un lenguaje pequeño, sencillo y no está especializado en ningún tipo de aplicación. Esto lo hace un lenguaje potente, con un campo de aplicación ilimitado y sobre todo, se aprende rápidamente. En poco tiempo, un programador puede utilizar la totalidad del lenguaje. C trabaja con tipos de datos que son directamente tratables por el hardware de la mayoría de computadoras actuales, como son los caracteres, números y direcciones. Estos tipos de datos pueden ser manipulados por las operaciones aritméticas que proporcionan las computadoras. No proporciona mecanismos para tratar tipos de datos que no sean los básicos, debiendo ser el programador el que los desarrolle. Esto permite que el código generado sea muy eficiente y de ahí el éxito que ha tenido como lenguaje de desarrollo de sistemas. No proporciona otros mecanismos de almacenamiento de datos que no sea el estático y no proporciona mecanismos de entrada ni salida. Ello permite que el lenguaje sea reducido y los compiladores de fácil implementación en distintos sistemas. Por contra, estas carencias se compensan mediante la inclusión de funciones de librería para realizar todas estas tareas, que normalmente dependen del sistema operativo.
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Tipos básicos y variables Los tipos de datos básicos definidos por C son caracteres, números enteros y números en coma flotante. Los caracteres son representados por char, los enteros por short, int, long y los números en coma flotante por float y double. Los tipos básicos disponibles y su tamaño son:
Char Short Int Unsigned Long Float Double
Carácter Entero corto con signo Entero con signo Entero sin signo Entero largo con signo Flotante simple Flotante doble
(normalmente 8 bits) (normalmente 16 bits) (depende de la implementación) (depende de la implementación) (normalmente 32 bits) (normalmente 32 bits) (normalmente 64 bits)
Principales características:
Un núcleo del lenguaje simple, con funcionalidades añadidas importantes, como funciones matemáticas y de manejo de archivos, proporcionadas por bibliotecas. Es un lenguaje muy flexible que permite programar con múltiples estilos. Uno de los más empleados es el estructurado "no llevado al extremo" (permitiendo ciertas licencias de ruptura). Un sistema de tipos que impide operaciones sin sentido. Usa un lenguaje de preprocesado, el preprocesador de C, para tareas como definir macros e incluir múltiples archivos de código fuente. Acceso a memoria de bajo nivel mediante el uso de punteros. Interrupciones al procesador con uniones. Un conjunto reducido de palabras clave. Por defecto, el paso de parámetros a una función se realiza por valor. El paso por referencia se consigue pasando explícitamente a las funciones las direcciones de memoria de dichos parámetros. Punteros a funciones y variables estáticas, que permiten una forma rudimentaria de encapsulado y polimorfismo. Tipos de datos agregados que permiten que datos relacionados (como un empleado, que tiene un id, un nombre y un salario) se combinen y se manipulen como un todo (en una única variable "empleado"). Página | 39
Desventajas:
Recolección de basura nativa, sin embargo se encuentran a tal efecto bibliotecas como la "libgc" desarrollada por Sun Microsystems, o el Recolector de basura de Boehm. Soporte para programación orientada a objetos, aunque la implementación original de C++ fue un preprocesador que traducía código fuente de C++ a C. Funciones anidadas. Soporte nativo para programación multihilo.
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3.3.
Descripción del estándar utilizado para el almacenamiento de información en la base de datos del sistema
Open Data Access: Siempre que otra aplicación requiere que los datos de la base de datos Experion, se requiere Open Data Access. Por ejemplo, se requiere cuando:
Lectura de datos en una hoja de cálculo de Microsoft Excel Ejecución de una consulta en la base de datos de Microsoft Access A solicitud por escrito del usuario está accediendo a la base de datos
Cada uno se considera un "usuario" de Open Data Access. Los dos componentes principales son el driver ODBC y el servidor de red (Network Server). Driver ODBC:
ODBC es un conjunto estándar de llamadas de función para acceder a datos en una base de datos. Estas llamadas permiten la utilización de Structured Query Language (SQL, Lenguaje de consulta estructurado) consultas en la base de datos. ODBC se puede utilizar en cualquier arquitectura de cliente / servidor, independientemente de si la base de datos y aplicación de cliente son residentes en el mismo equipo, separados por una red, o incluso si están en diferentes ordenadores utilizando diferentes sistemas operativos. El Driver ODBC permite a la base de datos del servidor para ser consultada mediante comandos SQL desde aplicaciones cliente ODBC, como Microsoft Access. Además, la aplicación de encargo escrito en Visual Basic o C ++ también puede acceder a la base de datos del servidor a través del controlador ODBC. La base de datos del servidor se expone como una serie de sólo lectura tablas ODBC incluyendo puntos, historial de eventos y la historia del proceso. Las características del Driver incluyen:
Abrir el acceso a tiempo real de la planta y los datos históricos de sólo lectura Estrangulación para evitar impacto en el rendimiento Redundancia de almacenamiento de datos Ejemplos completamente funcionales para mejorar la productividad
Está optimizado para Microsoft Access y otras aplicaciones ODBC especiales consulta / informe. Página | 41
El Driver ODBC de Experion tiene dos partes: El servidor ODBC y el cliente ODBC. El cliente ODBC gestiona la llamada ODBC hecha por una aplicación cliente y se lo pasa al servidor ODBC. El servidor ODBC procesa las llamadas ODBC, las consultas de la base de datos del servidor Experion y devuelve la información a la aplicación cliente. El servidor de ODBC siempre se ejecuta en el equipo servidor Experion. El Cliente Experion ODBC se puede ejecutar en el servidor o en cualquier otro ordenador de la red. La siguiente figura muestra una configuración básica conductor Experion ODBC.
Servidor de red (Network Server):
El servidor de red proporciona extremadamente eficiente, el acceso a la base de datos Experion para aplicaciones basadas en red, tales como Microsoft Excel Data Exchange y opciones de la API de red.
Microsoft Excel Data Exchange permite a Microsoft Excel para obtener en tiempo real y datos históricos del sistema Experion. Esta opción proporciona leer y escribir el acceso a datos de una o más bases de datos Experion, proporcionando una poderosa consolidación de datos y presentación de informes. Asistentes para Microsoft Excel se incluyen para ayudar a establecer los datos que deben recogerse. Aplicaciones que se ejecutan en otras plataformas conectadas en red pueden acceder fácilmente a los datos en tiempo real Experion través de la red mediante la API de red. La API ofrece llamadas a subrutinas de alto Página | 42
nivel en Visual C / C ++ o Visual Basic para permitir acceso de lectura / escritura a los datos Experion en un entorno de red.
3.4.
Repertorio de instrucciones de los controladores de procesos
CAB (Custom Algorithm Block): CAB permite a los usuarios utilizar sus propios algoritmos para crear bloques de función personalizada, que se pueden utilizar en las estrategias de control, la plena utilización de las capacidades de robustez y de ejecución del C300 y los nodos de la ECA. Esto proporciona total flexibilidad para el usuario para cumplir sus requisitos de control de procesos específicos, el uso de su propiedad intelectual, en un entorno de ejecución seguro. Experion® PKS - El conocimiento para que sea posible. Estrategias de control personalizado:
Bloquear Algoritmo encargo de Honeywell (CAB) permite a los usuarios definir estrategias de control personalizado, que ofrece un control flexible y ajustado utilizando cálculos complejos que se ejecutan directamente en el entorno de control. Estos bloques tienen la capacidad de ejecutar directamente en el controlador C300 o nodo ACE proporcionan la robustez total requerido para una aplicación crítica de control de procesos. El desarrollo de estrategias de control con funcionalidad CAB permite lo siguiente: -
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Disminuir los costos de producción y aumentar los rendimientos mediante la aplicación de cálculos complejos y un control más estricto. Reducir los costos de ingeniería y mantenimiento con un lenguaje de programación eficiente y simple acceso a través de un entorno integrado. Reducir al mínimo los errores y volver a trabajar con un entorno de ejecución flexible y potente que incluye capacidad avanzada de depuración, funciones integradas, y la posibilidad de reutilizar los bloques. Prevenir los desastres de ejecución de control y evitar errores de programación accidentales con funciones de seguridad integradas y un entorno de programación controlado.
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Entorno de desarrollo potente mejora la eficiencia de ingeniería:
El entorno de desarrollo CAB de Honeywell se basa en el software Microsoft® Visual Studio®. Las herramientas de desarrollo CAB extiende características del entorno de Visual Studio para crear un entono al control industrial estrechamente integrado con la plataforma Experion de Honeywell. El desarrollador CAB proporciona un lenguaje moderno y completo que soporta cálculos complejos, pero requiere poco entrenamiento. Los ingenieros de control pueden aprovechar la plataforma Microsoft.NET y lenguaje de programación Visual Basic.NET, ampliamente utilizado entre los desarrolladores del programa. Esto asegura una curva de aprendizaje más rápido con el mantenimiento del programa fácil. Además, del entorno orientado a objetos proporciona beneficios de rendimiento y optimización. CAB para el C300 ha sido diseñado de modo que después de completar el desarrollo de algoritmos, que ejecuta el CAB en el controlador C300 no requiere el entorno .NET, por lo tanto, asegurar que el controlador no tiene dependencia de cualquier componente Microsoft. La construcción de un bloque de CAB es un simple proceso de cuatro pasos: -
Definir el parámetro personalizado Escribir el código Construir el tipo de bloque CAB desde el código Crear una instancia de CAB del tipo de bloque CAB y reutilizar tantas veces como sea necesario
Las herramientas que facilitan estos pasos se integran en el entorno de desarrollo, lo que garantiza un proceso eficiente y rápido. Un único entorno de herramientas Experion transporta datos entre las aplicaciones de Microsoft, como Excel, y el entorno CAB, mejorando la facilidad de uso y eficiencia del desarrollo.
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Profit Loop de Honeywell (Control y ajuste efectivo de lazo): Profit® Loop de Honeywell incorpora los mejores elementos de los algoritmos PID tradicionales y avanzadas tecnologías de control y optimización basadas en modelos para hacer frente a todas las necesidades de control de bucle. Ofrece una mayor rentabilidad, fiabilidad y seguridad con el menor coste de propiedad. Profit Loop es un algoritmo patentando de Honeywell que ofrece un “single input / single output” (SISO) bloque de funciones en el modelo predictivo. Una solución única para todas las necesidades de control de bucle, utiliza un modelo simple del proceso para predecir el efecto de pasadas, presentes y futuras de control de movimientos en la variable de proceso. Diseñado con la simplicidad de funcionamiento y la eficiencia computacional de un bloque de función PID estándar, proporciona un firme y robusto control avanzado para aumentar la estabilidad del proceso hasta en un 30%. Ideal para aplicaciones con señales ruidosas de proceso, retardos de tiempo largos, o la dinámica de respuesta inversas, Profit Loop elimina la dificultad de parámetros PID sintonía con una sola variable a la respuesta de control de bucle. Con el uso de recursos comparable a la de un controlador PID, puede ser rentable aplicado a reemplazar cada bucle en la planta y hacer frente a todas las necesidades de control de bucle. A diferencia de los controladores PID, Profit Loop no sobre corrige en el caso de los procesos de reacción lenta y por lo tanto, ofrece un mejor rendimiento y avanzado de control que es robusto en la naturaleza. Por otra parte, los usuarios se benefician de un máximo de cuatro por ciento de aumento en las tasas de producción, la mejora de la calidad del producto, mantenimiento de la válvula inferior y carrera de la válvula, control de lazo fácil con mando único, la reducción de los costes energéticos y de producción y un aumento de la eficiencia de la planta hasta en un cinco por ciento.
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4. Evolución de la plataforma de control o nuevas versiones Experion es la plataforma de control y automatización de procesos más importante de Honeywell utilizada en plantas de todo el mundo. La compañía lanzó la última versión de la solución – Experion Orion – siendo la primera en ofrecer la Tecnología de Entrada/Salida Universal, que permite configurar remotamente entradas y salidas analógicas y digitales sin la necesidad de hardware adicional. Este enfoque simplifica enormemente la ingeniería y el proceso de configuración. Combinado con una solución completa de virtualización, Experion Orion puede ayudar a ahorrar hasta un 33% en costos de instalación en plantas y a comenzar más rápido la producción. Adicionalmente, Experion fue el primer sistema de control distribuido que logró la certificación ISA99, uno de los estándares de ciberseguridad más rigurosos de la industria.
Experion PKS Orion: Honeywell redefinió la automatización industrial con Experion® PKS, el primer sistema de control distribuido (DCS) en toda la empresa diseñado para unificar a la gente con el proceso, los requisitos de negocio y gestión de activos. Experion PKS Orion combina este método con lo más nuevo de la tecnología universal de canal, la cartera más completa de la industria de llavero Experion Virtualization Solutions, y superior HMI con Experion SCADA y Experion Collaboration Station. La última versión cuenta con tecnologías que junto con los servicios de ejecución de proyectos de Honeywell, apoyan un cambio de paradigma en la ejecución del proyecto. Experion PKS Orion integra personas y procesos para mejorar el rendimiento; el sistema de automatización está diseñado para combinar funciones y sistemas tradicionalmente dispares a través de la empresa de fabricación. Captura el conocimiento del personal de la planta y sus flujos de trabajo para ofrecer eficiencias sostenibles. Un HMI común y consistente en todo el sistema de control de proceso proporciona la base esencial para mejorar la eficacia del operador. Página | 46
Experion SCADA:
Radicalmente simplifica la configuración a través de miles de activos y proporciona la eficiencia operativa con una interfaz hombre-máquina superior. -
Plantillas de configuración basada en equipamiento requieren de un mínimo esfuerzo. Pantallas generadas automáticamente, Panorámica y capacidad de zoom Estilo de presentación Dashboard, filtros basados en tareas se centran la atención en lo que es importante
Tecnología universal de canal:
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Reducir el costo de ingeniería y programación. Los cambios de configuración se realiza de forma remota, en minutos. Totalmente redundante para proteger de incluso una sola perdida de canal.
Soluciones de Virtualización Experion (Experion Virtualization Solutions):
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Reducir el coste total de propiedad. Reducir la huella el peso y el consumo de energía. Reducir el riego asociado a la obsolescencia del hardware.
Colaboración de estación Experion (Experion Collaboration station):
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Mejorar el conocimiento de la situación – reunirá sistema de control y red de negocios. Comunicarse y colaborar – donde quiera que su equipo es. Un análisis y respuesta más rápida – a tomar mejores decisiones con una visión común de los datos.
Interoperabilidad adicional:
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Ampliar las opciones de bus de campo con Profibus PA y Ethernet IP. Integrar los sistemas heredados con Arquitectura del Sistema Distribuido (DSA – siglas en ingles). Integrar las operaciones con DSA eventos y enrutamiento del sistema de alarma.
Gerente de seguridad Experion:
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Integración aún más cerca de Experion Página | 47
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Hart de paso a través de la integración de datos FDM Solucionador lógico de seguridad universal.
Mejora de la eficacia del operador:
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Dinámica supresión de alarma Rastreador de alarma Alarma ayuda
5. Casos de integración con otras plataformas de control distribuidas de uso comercial Migración sistemas MOD 300 ABB a EXPERION PKS Una de las grandes ventajas del sistema EXPERION PKS, es la capacidad de conectarse con una gran gama de controladores de terceros, incluidos entre ellos el PLC5 de Allen Bradley, Modicon, Siemens, y muchos más. Por ejemplo la migración de los sistemas de automatización como los sistemas MOD 300 ABB no necesariamente tiene que ser un proceso costoso y/o perturbador. Honeywell ofrece un camino de migración sin problemas a Experion PKS, el primer sistema de control distribuido (DCS) diseñado para unificar a la gente con el proceso, los requisitos de negocio y gestión de activos. Experion PKS incorpora lo más nuevo en tecnología de canales universales y soluciones integrales de virtualización. La migración a Experion PKS permite que los usuarios se unan en funciones y sistemas tradicionalmente dispares a través de la empresa de fabricación y capturar el conocimiento del personal de la planta y sus flujos de trabajo para ofrecer eficiencias sostenibles. Una interfaz hombre-máquina común y coherente (HMI) en todo el sistema de control de proceso ayuda a los usuarios a mejorar la eficacia del operador. Los Gestión de Experion PKS mejorar aún más la colaboración y la toma de decisiones. La migración a Experion se puede completar en diversas fases o de una sola vez, en función de las necesidades del usuario y presupuesto. Como parte de la migración incremental, los usuarios pueden reemplazar sus controladores existentes con los controladores Experion que ofrecen funcionalidad de manejo por lotes incorporado, control avanzado y comunicaciones de la red de campo, tales como HART y FOUNDATION Fieldbus. Las diversas Herramientas de Página | 48
Honeywell permiten una ejecución rápida y sin problemas de migración de base de datos de ABB MOD 300 controlador de la base de datos Experion. La migración a Experion PKS asegura un proceso rentable y gran manejo de gestión de la planta. Además, los usuarios se benefician del apoyo del ciclo de vida extendido, y las rutas de migración flexible y fácil, incluso mediante la virtualización.
Los sistemas abiertos de OPC en Experion PKS. La posibilidad de tener una gama abierta de sistemas OPC, combinada con la avanzada funcionalidad y robustez de Experion PKS generan el conocimiento necesario para que la mejor interoperabilidad sea posible. Los sistemas OPC se dedican a garantizar la interoperabilidad en la automatización por creación y mantenimiento de especificaciones abiertas que estandarizan la comunicación de datos de proceso adquiridos, alarmas, eventos y registros, datos históricos y datos de los lotes a la empresa de múltiples proveedores sistemas y entre los dispositivos de producción. Honeywell es un miembro de la Fundación OPC y tiene una amplia gama de capacidades de OPC a través del producto MatrikonOPC, que es un sistema independiente de gestión de negocios de Honeywell que también es miembro de la Fundación OPC y el mayor proveedor de productos OPC a nivel mundial. La combinación de las capacidades de OPC Experion y MatrikonOPC crea una potente solución OPC que: Resuelve la más amplia gama de problemas de conectividad. Proporciona clientes OPC los más maduros y Servidores. Está apoyado por el mayor equipo de expertos OPC a nivel mundial.
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OPC Integrator:
OPC Integrator es un cliente de transferencia de datos entre dos o más sistemas OPC. Como parte totalmente integrada de Experion, proporciona ingreso integrado de diagnóstico, configuración y experiencias operacionales que son consistentes con otras operaciones Experion. Totalmente integrado con Experion incluyendo la ingeniería, diagnóstico, funciones de seguridad y de tiempo de ejecución que son todos integrado dentro del Experion HMI.
Funcionamiento totalmente redundante Utilidades de importación y exportación a granel artículo
Redirection Manager:
Redirection Manager (RDM) proporciona redundancia en los servidores OPC para el acceso de datos de alarma, eventos e Histórico de acceso a datos Los clientes que no admitan esta capacidad mediante la reorientación de forma transparente las solicitudes de cliente a un servidor OPC secundario cuando el Servidor OPC principal no está disponible. Soporta redundancia activa que construye simultáneamente los temas y grupos tanto en el Servidor OPC primario y de copia de seguridad que permite una conmutación muy rápida por error en el caso de un fallo del servidor OPC primaria. MatrikonOPC:
MatrikonOPC ofrece conectividad de datos de equipos software basado en el estándar OPC. Ellos proporcionan conectividad a cada sistema de control importante y la aplicación en el mercado. Con más de 500 productos OPC y más de 100.000 instalaciones en todo el mundo contando con una experiencia insuperable.
Capacidades Consultores
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MatrikonOPC tiene la experiencia para ayudar a involucrar con directamente a resolver sus desafíos de conectividad. Capaz de apoyar el funcionamiento global de las empresas, contando con los recursos y conocimientos necesarios para resolver cualquier problema relacionado al sistema OPC.
Presencia global
Tener una presencia global permite MatrikonOPC para reaccionar con rapidez a los problemas de los clientes en la zona horaria del cliente. MatrikonOPC tiene una profundidad de conocimientos de ingeniería y la experiencia en diseño e implementación de datos OPC centrada avanzada arquitecturas. Con oficinas en toda América del Norte, Australia, Europa y el Medio Oriente, alcance MatrikonOPC 's es global. Opciones de conectividad OPC sistema EXPERION PKS:
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Interfaces de conexión SCADA a sistema Experion PKS :
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6. Caso de aplicación en el sistema productivo nacional Integración de sistemas de control basado en experion PKS en sociedad Kairos Mining de Codelco Chile y Honeywell. La mayor minera de cobre a nivel mundial Codelco y el líder tecnológico Honeywell crean el acuerdo que crea la empresa Kairos Mining, en una alianza estratégica que le permitirá a la minera maximizar y mantener en el tiempo los beneficios de los sistemas de automatización en sus plantas concentradoras. La iniciativa se generó en Codelco para reducir las fluctuaciones de las variables críticas de los procesos de concentración con el objetivo de tener procesos más estables y mejorar el desempeño del negocio, lo cual requería aumentar el nivel de automatización de éstos. Codelco buscó asociarse a un líder tecnológico internacional que le permitiera mantener una actualización tecnológica permanente en este ámbito. Codelco seleccionó a Honeywell, la multinacional tecnológica que implementó exitosamente un modelo de gestión de la automatización de plantas que incorpora servicios en línea en la producción de aluminio de ALCOA (España). Después de un trabajo en conjunto se acordó formar la sociedad Kairos Mining, que provee servicios de automatización y control de actividades industriales y mineras, donde desarrollará tecnología avanzada para éstas, entregará licencias de tecnología y software, y podrá transar, en general, cualquiera de estos servicios. Desde su operación, la empresa ha abordado exitosamente numerosos proyectos en las distintas plantas concentradoras de Codelco, en las que las soluciones de control avanzado implementadas han sido efectivas en altos índices de utilización y mejores resultados operacionales. Se destacan las aplicaciones en las plantas de flotación en Codelco Norte, planta SAG de Andina, plantas SAG 1 y 2 en El Teniente; además de la molienda convencional. Las ventajas de diseñar soluciones que sean modulares y Página | 53
estandarizadas han permitido acelerar la implantación en procesos similares, con ahorros en las fases de implementación producto de esta mayor eficiencia. El programa incluye cuatro componentes claves: implementación de infraestructura de sistemas de control basado en la tecnología Experion® Process Knowledge System (PKS) de Honeywell e instrumentación; aplicaciones de control; aplicaciones de información; y los servicios de soporte del ciclo de vida. La instrumentación, las aplicaciones y los servicios podrán ser provistos por Honeywell o terceros. Experion® PKS será la encargada de conectar los subsistemas críticos dentro de las concentradoras y aportará una mejor visión de cómo están funcionando los procesos. Este programa reporta además una oportunidad de desarrollo y actualización tecnológica para los trabajadores de la corporación involucrados en el área. Se incluye entrenamiento en las nuevas aplicaciones de control e información, cursos de actualización periódicos en tareas no frecuentes. “Más que un proyecto, se trata de una alianza de largo plazo, a través de la cual seremos capaces de lograr mayores niveles de eficiencia en los procesos a través de altos estándares de automatización en las plantas concentradoras”, dijo el Vicepresidente Corporativo de Desarrollo de Codelco, Juan Enrique Morales. “Esto significa optimizar el uso de activos, mejorar la continuidad de las operaciones, mantener los beneficios en el tiempo, estandarizar procesos y tecnologías de automatización e implementar programas de actualización de tecnologías. A lo anterior, se suma la capacidad de transformar nuestra organización para facilitar la transferencia de mejores prácticas de automatización tanto interdivisionales como con Honeywell”, señaló. “Codelco buscaba agregar valor a su negocio a través de la maximización del uso de los activos de sus concentradoras en operación en automático. Por ello, junto con Honeywell han trabajado en el diseño de un programa que le facilite incrementar la productividad, reducir sus costos y mejorar la sustentabilidad del negocio en el largo plazo a través del control automático de los procesos de chancado, molienda, flotación colectiva y espesadores”, sostuvo Mark Neas, Vice Presidente para América y Gerente General de Página | 54
Servicios y Procesos de Honeywell.
Conclusión
Por medio de este informe técnico se logra profundizar en la filosofía de funcionamiento de un sistema de control distribuido en base a la composición de su arquitectura básica, realizando el reconocimiento de los diversos tipos de controladores que poseen el mismo distribuidor para la composición de un sistema en particular (Experion PKS), donde su selectividad estará en estricta relación con el proceso que se requiera controlar y/o supervisar.
De igual manera, se logra hacer un reconocimiento de los módulos de entradas y salidas que estarán en constante funcionamiento respecto a las mediciones que sea realizadas en el nivel de campo, donde nos entregaran toda la información para que sea procesada en los niveles de gestión y control.
Se destacan los diversos estándares de comunicación que son utilizados por esta plataforma llamada Experion PKS, en donde se logra obtener una robustez de sistema, un gran nivel de seguridad, control y fiabilidad. Con esto se presenta un alto rendimiento en toda la infraestructura de la planta.
Se logra el manejo de diversas herramientas donde se ejecutan las acciones de ingeniería, supervisión, y diagnóstico de funcionamiento de proceso, donde es posible interactuar con elementos prediseñados por parte del fabricante, como también ejecutar nuestras propias acciones de control por medio de un lenguaje de programación sobre los controladores presentes en el sistema.
Finalmente se logra enlazar los aprendizajes otorgados por la información técnica presente en este informe, donde se entrega el caso de integración de una aplicación concreta inmersa entre la empresa minera más importante de nuestro país, que está involucrada totalmente en sus procesos de control con el sistema Experion PKS de Honeywell.
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Bibliografía Libros y publicaciones:
Manual: “PlantScape, Server and Client Configuration Guide . Honeywell. ”
Manual: “PlantScape, Industrial automation & Control . Honeywell. ”
Manual: “Experion Server Specifications and Technical Data , Honeywell. ”
Documento PDF: “ S CADA S ys tem´s & Telemetry . ”
Tesis Doctoral: Desarrollo de estrategias de control supervisorio para la “
automatización de una caldera de vapor . Daniel Capriles Barroso, 2007. ”
Tesis: “Migración e incorporación de los HMIs y base de datos de sistemas SCADA en las regiones SPF . David Agustín Sánchez, 2013. ”
Página web: www.honeywellprocess.com Página web: www.honeywell.sk Página web: www.automation.com
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