Con la aparición de los DCSs, se solucionó gran parte de los problemas que tenían sus antecesores (los DDC o Direct Digital D igital Control). Para empezar, los DCS distribuyeron mucho mejor las funciones, ahora los controladores, I/O, estaciones de operación, historizadores, sistemas de alarmas y estaciones de configuración estaban en un equipo diferente e individual. Una funcionalidad clave del sistema es la tener redundancia r edundancia para la red de datos principal o datahighways, controladores, I/O, buses de campo, y en algunos casos Fault-tolerant Workstations (estaciones tolerante a fallas). La evolución de las comunicaciones comunicaciones y hardware han alterado dramáticamente la estructura de los sistemas de control. La tecnología de comunicaciones como Ethernet y TCP/UDP/IP combinado con estándares de comunicación industrial como OPC y protocolos abiertos permiten integrar aplicaciones de terceros fácilmente en los sistemas de control. Asi mismo, el diseño orientado a objetos, componentes de software y herramientas de soporte para la implementación ha facilitado el desarrollo de mejores interfaces para el usuario y además la implementación de software reusable. Los mejores fabricantes de DCSs hoy en día traen todas estas características, pueden integrar totalmente buses de campo I/O como FieldBus y ProfiBus sin ningún problema. Esto quiere decir que los nuevos controladores pueden enlazar dispositivos o ser interfaces para integrar multiples I/O basados en FieldBus, DeviceNet, AS-Interface, HART, ProfiBus y las I/O convenciones (punto a punto) en un solo sistema. En la siguiente
figura podemos ver un ejemplo de esto.
Los DCSs han dominado por años el control de procesos industriales, han mejorado su performando y confiabilidad a través del tiempo. Durante los años el diseño de sistemas DCS se ha tornado cada vez más modular, debido a que cada vez se ha ido reduciendo los costos en hardware, y esto ha permitido que hoy en dia se pueda encontrar DCS hasta en plantas pequeñas. Principales Componentes de un Sistema de Control Distribuido En la figura siguiente podemos apreciar los principales componentes de un sistema de control distribuido (DCS) tipico.
La INTERFAZ DE OPERACIÓN típicamente es un computador personal robusto (PC) con teclados estándar, mouse y monitores LCD. Además, las consolas de operación pueden incluir arreglos de pantallas (2, 3 ó 4 pantallas) a fin de visualizar de todo el proceso y facilitar la operación de las pantallas. Las computadoras personales además, proveen la rapidez, suficiente memoria y capacidad de disco duro para proveer una eficiente plataforma para los requerimientos de las estaciones de ingeniería que son utilizadas para la configuración del sistema y diagnóstico. Por otro lado, la relación precio-performance de las PCs han sido la causa de que los principales proveedores de DCS las utilices para integrar los softwares de los sistemas de control. Sistemas operativos como Windows XP (para clientes) y Windows 2003 Server (para servidores) son utilizados en la actualidad, aunque ya podemos hoy en día ver que los sistemas de control industrial soportan Windows 7 y Windows 2008 Server. Los tiempos del entrañable Unix o Linux en el ámbito industrial se han relegado a través de los años, y los principales fabricantes ya no lo soportan.
El equipamiento de operación sirve para monitorear las condiciones de proceso, manipular setpoints, recibir e enviar comandos, y generalmente están localizados en una Sala de Control Principal (Central Control Room). Desde aquí el operador puedes (1) visualizar la información que es enviada por los transmisores desde las áreas de proceso y (2) cambiar las condiciones de control desde un dispositivo de entrada. Las unidades de control están distribuidas a lo largo de las áreas de proceso, realizando dos funciones en cada localización: leer o medir las variables análogas y discretas (entradas) y generar las señales de salida para actuadores para cambiar las condiciones de proceso. Las señales de entrada y salida pueden ser análogas o discretas. Entendiéndose que las señales debe transmitirse o comunicarse desde la sala central y las localizaciones remotas donde se encuentran los controladores. La ruta de comunicación puede ser punto a punto (sala de controlcontrolador) o mediante un bus de datos de alta velocidad que se interconecta con todos los controladores y la sala de control principal. En algunos casos esta comunicación puede ser una conexión wireless via radio, microondas o satélite, evidentemente en los casos que se necesite realizar control mediante estos enlaces se necesitará incluir algún tipo de r edundancia a fin de minimizar la caída de los enlaces. Para finalizar esta introducción a la arquitectura de un DCS, quiero llevar estos conceptos al DCS IA Series de Invensys Foxboro (y el ECS InFusion del mismo fabricante). En la figura siguiente se muestra la arquitectura más simple pero con los componentes principales de este DCS:
Instalación y Comisionamiento de sistema DCS: introducción La instalación y comisionamiento de un sistema de control distribuido impacta en el costo y el cronograma implementado de una planta nueva o de una expansión para una planta existente. También, el trabajo realizado durante esta parte de la implementación puede tener impacto a largo plazo en la operación de la planta y la confiabilidad del sistema. Los pasos asociados con la instalación y comisionamiento son similares ya sea si un sistema de control es provisto para una planta en construcción (nueva) o como parte de una mejora de un sistema existente. Sin embargo, los detalles de implementación de la instalación y comisionamiento dependen de la tecnología incorporada en el sistema de control, por ejemplo, buses de campo versos actuadores tradicionales. También, en algunos casos la manera la cual la implementación es hecha dependerá del diseño del sistema de control y el equipamiento de campo. Por tanto, los pasos recomendados en este artículo y los que siguen a este pueden ser usados como guías para examinar detalladamente los requerimientos de cada caso clave de una instalación y comisionamiento En la mayoría de los casos la configuración del sistema es completada antes de que la instalación empiece. Incluso si el hardware del sistema aún no está disponible, los sistemas de control modernos permiten realizar una configuración completa y ejecutar la misma en una simulación incluyendo las entradas y salidas (I/O). Usando esta capacidad, la lógica de control, la configuración de alarmas, y pantallas de operación pueden revisadas de antemano.
También, usando simulación de proceso y control, es posible realizar el entrenamiento de operadores con la interface del sistema, valores que dependerán mucho de la calidad de simulación del proceso. Por lo tanto, todos los esfuerzos deberían estar enfocados en que el sistema esté listo para instalar, los operadores ya estén familiarizados con el sistema de control y la interfaz de operación. También, debería haber la confianza de que la configuración del sistema ya esté totalmente completa, excepto la asignación de los I/O, las cuales deberán ser verificadas durante la instalación usando los dispositivos de campos actuales.
El comisionamiento y puesta en marcha se beneficiaran si el diseño está debidamente documentado, particularmente en el área eléctrica y de Instrumentacion (E&I), y también si el equipo de comisionamiento está bien entrenado y los operadores tiene experiencia con el proceso en particular. Es vital que los paquetes de software instalado sean ampliamente conocidos y que la comunicación entre los dispositivos inteligentes de diferentes marcas incluyendo analizadores será totalmente revisado.
