SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO

Control Supervisor

Para dotar a los sistemas con ordenador centralizado del nivel de seguridad adecuado y evitar que una “caída” de éste paralice todo el sistema, se empezaron a utilizar muchas veces controladores analógicos vinculados directamente al proceso, esto es, optimizados para la variable que debían controlar. Estos controladores son ahora los que realmente controlan el proceso, dejando al ordenador central la función de los cambios de puntos de consigna, es decir, el valor de referencia con el que se ha de comparar la variable controlada para mantenerla siempre optimizada.

Esta combinación de actuaciones recibe el nombre de control supervisor o control de puntos de consigna (SPC, Set Point Control) y una estructura típica sería la ofrecida en la figura siguiente, en la cual puede observarse como es en la parte más próxima al proceso donde se materializa la principal diferencia con el DDC.

Un Sistema de Control Distribuido” no es un equipo como tal, sino un concepto donde la filosofía del mismo se define como: DCS’s: Distribución geográfica del control, enlazado por una red de comunicación, cuyo destino está centralizado en un Cuarto de Control Central (CCR). Un poco de historia. Los DCS’s se desarrollaron para monitorear el control de procesos industriales debido a su capacidad para realizar tareas de control de lazo cerrado y abierto del tipo PID, aunado a sus cualidades de manipular en tiempo real y su facilidad de comunicación.

Componentes funcionales de un DCS:

Inspeccionando el esqueleto del sistema

Los sistemas de control distribuido incluyen, entre otros componentes, estaciones de trabajo (de operación e ingeniería), controladores, tarjetas I/O, buses I/O, una red de control de alta velocidad, tecnología de control y software (mucho software).

Con la aparición de los DCS´s, se solucionó gran parte de los problemas que tenían sus antecesores (los DDC o Direct Digital Control). La evolución de las 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 (OLE for Process Control) y protocolos abiertos permiten integrar aplicaciones de terceros fácilmente en los sistemas de control.

SECCIONES Y NIVELES QUE FORMAN UN CONTROL DISTRIBUIDO

Combinando los conceptos de lazo de control y comunicaciones industriales, un sistema de control distribuido (DCS) consta de uno o más “niveles” de control, los cuales, están vinculados con el fin de ejecutar conjuntamente tareas complejas con un máximo de efectividad y una elevada optimización en el uso de los recursos. En la figura se muestra la relación existente entre los diferentes niveles de un DCS, sobre los cuales sería interesante hacer la siguiente precisión: en su definición original (clásica) eran los niveles 1, 2 y 3 los que realmente formaban el DCS, estando el restante (4) más vinculado al sistema de gestión de la empresa. Sin embargo, hoy en día, cuando se habla de control distribuido se está haciendo referencia a la totalidad de la figura siguiente, de ahí que se tienda a utilizar cada vez más el nombre de sistemas de información total.

Niveles, conexiones y elementos que intervienen en un sistema de control distribuido (DCS).

Si bien hay una cierta difuminación en las fronteras que separan los distintos niveles de un DCS, todavía se pueden enclavar ciertos elementos o componentes en determinados niveles, pues son característicos de ellos

NIVEL 1:

Este nivel es el denominado de planta o proceso y es el que físicamente se encuentra en contacto con el entorno a controlar, tal como su nombre indica.

Para maximizar los beneficios de un DCS, en este nivel se utilizan sensores, actuadores y módulos de E/S de los denominados “inteligentes” y que generalmente están basados en microprocesadores (regulación digital). Este tipo de elementos son muy flexibles, permitiendo modificar tanto el control como los cambios requeridos en el proceso, además de ofrecer una fácil ampliación en caso necesario. Inclusive, los módulos de E/S pueden manejar varios lazos de control, ejecutar algoritmos específicos, proporcionar alarmas, llevar a cabo secuencias lógicas y algunos cálculos y estrategias de control altamente interactivas.

Los sensores, transductores, actuadores y demás instrumentos de análisis incluidos en el NIVEL 1, se encargan de comunicar las condiciones del proceso al sistema de control por un lado, y por otro, ajustan el proceso de acuerdo con las órdenes recibidas desde el sistema de control, del mismo nivel o superior. En el primer caso tendríamos los sensores y transductores e instrumental de campo y en el segundo los actuadores.

La coordinación de todos estos elementos se hace, bien mediante un bus de campo, bien mediante un bus de dispositivos. La conexión de los actuadores y sensores al resto del DCS se hará directamente al bus de comunicación o a los módulos de E/S, dependiendo de las posibilidades de comunicación que posean. A su vez, los módulos de E/S pueden ser unidades de pequeños autómatas, siendo estos los que integrarán las comunicaciones necesarias.

La instalación de

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