U3.2.Sistemas de Control Distribuido (3)

UNIVERSIDAD UNIVERSIDADDE DEPIURA PIURA DEPART DEP DEPARTAMENTO ARTAMENTO AMENTO INGENIERIA DE ELECTRÓNICA MECANICA Y AUTOMÁTICA ELECTRICA EL ECTRICA SISTEMA A S DEDE CONTROL DISTRIBUIDO ” SISTEM ”ENFOQUE L A AUTOMA LA AUTOMATIZAC TIZACIÓN” IÓN” ”

Dr . Ing Ing.. WIL WIL LIAM IPANAQUÉ IPANAQUÉ ALAMA ALA MA PIURA –PERÚ 2000

SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO GESTION Y PLANIFICACION DE LA PLANTA

NIVEL 4

SUPERVISION

NIVEL 3

Y MONITOREO

REGULACION Y

NIVEL 2

CONTROL DIRECTO DEL PROCESO

MEDIDA DEL PROCESO Y

NIVEL 1

DATOS DE ENTRADA ENTRAD A Y SALIDA

Universidad de Piura. Departamento de Electrónica y Automática.

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SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO GESTION Y PLANIFICACION DE LA PLANTA

NIVEL 4

SUPERVISION

NIVEL 3

Y MONITOREO

REGULACION Y

NIVEL 2

CONTROL DIRECTO DEL PROCESO

MEDIDA DEL PROCESO Y

NIVEL 1

DATOS DE ENTRADA ENTRAD A Y SALIDA


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EQUIPOS Y DISPOSITIVOS DEDICADOS AL CONTROL


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EQUIPOS Y DISPOSITIVOS DEDICADOS AL CONTROL


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SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO

Existen dos arquitecturas para realizar un Sistema de Control Distribuido, la primera es utilizar sistemas electrónicos digitales independientes en los que se distribuye las funciones de control y luego se comunican en modo serial hacia un sistema de supervisión. Los equipos de lazos de control están distribuidos geográficamente, con la finalidad de localizar el control en las zonas próximas donde se generan las señales de medición con la consiguiente reducción de costos por cableado y de los disturbios eléctricos absorbidos *

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Una alternativa, frente al problema de conexionado con el campo que presenta la configuración de la figura 3, es utilizar una comunicación digital a través de protocolos de comunicación industrial. Existen a nivel industrial diferentes tipos de protocolos, HART, Profibus, CAN, Modbus, etc.. Los protocolos a nivel de instrumentación se caracterizan por ser de trama corta, ya que la información suele ser de pocos bytes *


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Los fabricantes de instrumentos proporcionan dentro de las características de sus equipos la posibilidad de contar con transmisión digital de 4-20 mA y transmisión digital a través de un protocolo de comunicaciones industriales de manera que alternativamente se puede ir migrando de un sistema convencional 4-20 mA a un sistema puramente digital. Esta arquitectura es muy usada para sistema críticos donde los algoritmos de control deben realizarse en tiempo real, es decir en un tiempo estrictamente establecido *


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UNIDADES MODULARES DE UN DCS Unidad de regulación que controlan las tarjetas de ingreso/salida, y elaboran las funciones de control continuo y lógico/secuencial. Unidad HMI con el operador que controla la estación de vídeo y de teclado con el usuario. Unidad de interfase de datos destinada a la comunicación con sistemas de control avanzado, PLC’s, lazos de control, etc., con los equipos de supervisión Unidad de ingeniería destinada a funciones de archivo, grabación de datos, generación de reportes, control avanzado. Universidad de Piura. Departamento de Electrónica y Automática.

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SISTEMAS DDC – DCS - FCS *

Con la aparición de los sistemas con microprocesadores, en el año 1962 se instala el primer control digital directo (DDC Direct Digital Control) .

En el año 1972 con la aparición de los PLC, los sistemas de control distribuido (DCS) comienzan a instalarse en la industria, sin embargo, en la década de los 80 encuentran una competencia fuerte en los sistemas de control avanzado que incluían técnicas modernas de control pero tenían la modularidad de los PLC´s. *


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SISTEMAS DDC – DCS - FCS *

Los fabricantes de instrumentos de campo aprovechando la capacidad del microprocesador, comienzan a desarrollar instrumentos que incorporan la opción de realizar rutinas de control. A partir de esta capacidad comienza a aparecer en el año 1994 una nueva arquitectura de control, denominada da FCS (Fieldbus Control Systems), lo cual permite volver al concepto inicial de sistema de control distribuido, es decir que el control se realice en el proceso . *

Fieldbus Fundation http://www.fieldbus.org


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SISTEMAS DDC – DCS - FCS


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SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO

La selección adecuada de los equipos de control avanzado para la implementación de un DCS o un sistema FCS, dependerá principalmente del tipo del proceso. Por ejemplo. en el control de seguridad como son los sistemas de parada de emergencia (ESD Emergency Shut Down) la alternativa que ofrece mayor fiabilidad es el uso del PLC . *

El PLC, nace como alternativa para la automatización de industrias con procesos ligados a una lógica secuencial, controlados originalmente con voluminosos y pocos flexibles cuadros de relés. *


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Los DCS permiten aplicar soluciones de tipo integral incluyendo el control y la supervisión de planta y la gestión y planificación de producción, para ello es recomendable utilizar sistemas de control avanzado tales como: TDC 2000 y TDC 3000 de Honeywell, Delta V Systems de EmersonProcess, I/A Series de Foxboro, APACS+ de Moore – Siemens, en otros. *


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Equipos de Gestión e Ingeniería

.Gracias a la evolución de la tecnología de las computadoras personales, hoy en día, se pueden tener PC’s capaces de poder integrarse a través de módulos de comunicación a sistemas PLC o DCS. Permitiendo realizar la planificación de la producción así como estrategias de control y supervisión . *

El software de programación permite la creación de páginas gráficas animadas, a través de las cuales se puede acceder en forma directa a cualquier parte del proceso *


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Equipos de Gestión e Ingeniería


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CONTROLADORES DIGITALES CON TECNOLOGÍA DE MICROPROCESADORES

. Estos controladores pueden ser configurados y programados como se requiera y pueden ser usados para trabajos muy simples así como para tareas de control muy sofisticadas. *


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( Universidad de Piura. Departamento de Electrónica y Automática.

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Operación automática Respuestas

Cambios Regulador Valores Deseados

Proceso Actuar

Operación en lazo cerrado

Medir

Componentes

Variables a controlar

Variables para actuar Regulador

Actuador

Proceso

Valores Deseados Transmisor

Valores medidos

Componentes

Variables a controlar

Variables para actuar Regulador

Actuador

Proceso

Valores Deseados Transmisor

Valores medidos

Control Continuo La variable controlada, toma valores en un rango continuo, se mide y se actua continuamente sobre un rango de valores del actuador

Perturbación

Variable Controlada LT

Referencia LC

Variable Manipulada

Control discreto Detector de máxima y mínima altura Relé

Las variables solo admiten un conjunto de estados finitos

Electroválvula ON/OFF

Diagramas de proceso P&I Unidades de proceso y actuadores representados con simbolos especiales Instrumentos de medida y regulación representados por círculos con números y letras

Lineas de conexión

LT

LC

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102

Diagramas de proceso P&I Unidades de proceso y actuadores representados con simbolos especiales Instrumentos de medida y regulación representados por círculos con números y letras

Lineas de conexión

LT

LC

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Ir a pdf de P&ID


) Universidad de Piura. Departamento de Electrónica y Automática.

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En el mercado actual de los sistemas de control, los equipos para sistemas DCS que proporcionan técnicas de control avanzado, ofrecen la posibilidad de migrar hacia sistemas de control de campo, FCS. *


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CONTROLADORES DIGITALES CON TECNOLOGÍA DE MICROPROCESADORES La válvula contiene el control PID, que utiliza como entrada el dato enviado por el sensor de flujo, el set point del controlador en la válvula es puesto desde el equipo de control. *


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Aplicaciones de Mantenimiento de los DCS


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SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS En el mercado industrial existen muchas empresas dedicadas a la venta de soluciones integrales para la automatización y el control de procesos. La mayoría de estas empresas ofrecen alternativas de acuerdo al tipo de proceso, algunas de ellas se han especializado en algún tipo de proceso. Como premisa general, se puede distinguir los siguientes tipos de procesos: •Continuos, discreto y por lotes •De producción y de eléctricos •Críticos, por seguridad y en tiempo real •Simples y complejos


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SISTEMAS DE CONTROL DE PROCESOS Las principales marcas están ofreciendo sistemas DCS con la posibilidad de migrar hacia sistemas FCS. Algunas empresas proveedoras de soluciones integrales son: •EmersonProcess: Delta V Systems con su arquitectura PLantWeb •Foxboro: I/A Serie •Honeywell: TDC 2000 y TDC 3000 •Siemens: Apacs+ - Moore •Westinghose: WDPF •ABB: Baily INFI 90 y NET 90 •Yokogawa: CENTUM CS3000


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Estructura básica distribuida Fischer


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