Sistema STARDOM de Yokogawa, un sistema de control basado en red (NCS) o Controlador de Automatización Programable (PAC),

A. INDICE

A. Índice

B. Objetivos Específicos

C. Desarrollo de los Contenidos

1. Arquitectura funcional del sistema

2. Tipos de interfaces en su estructura de I/O

3. Criterios de Redundancia

4. Características Principales de las Unidades Controladoras

5. Tipos de Licencias disponibles para los usuarios

6. Buses de campo para su estructura de red de control

7. Aplicaciones de tipo industrial donde esté instalado STARDOM….

D. Conclusiones

E. Bibliografía

B. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

C. DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS

1. Arquitectura funcional del sistema:

¿QUÉ ES STARDOM? El STARDOM es el primer sistema NCS (Network-Based Control System) creado por Yokogawa y está basado en la red de control. También debemos considerar a este sistema como un sistema híbrido con capacidades inferiores a un DCS y superiores a un PLC, con posibilidad de escalabilidad. Estos sistemas son también llamados PAC (Programmable Automation Controller), quienes combina eficientemente la fiabilidad de control de un autómata.

Una diferencia clara entre un PAC y un PLC es es la interfaz de programación. La mayoría de los PLC se programan mediante un software en una representación gráfica de bobinas y contactos llamados lógica de escalera. La mayoría de los PAC se programan en un lenguaje de programación moderno, como C o C++.

Este sistema propone una arquitectura diseñada para la era e-business, basado en los negocios, específicamente en comercio electrónico, donde proporciona un entorno de rápida respuesta a los cambios y demandas del mercado en muchas industrias. Sin embargo, estas industrias exigirán una nueva arquitectura de sistema para sistemas de control industrial.

STARDOM cumple estos la aparición de nuevas necesidades y ofrece una alta flexibilidad para construir un sistema de control superior, es decir, un sistema de acorde con el propósito de cada usuario permitiendo una adecuada adaptación a industrias con instrumental analógico y digital.

STARDOM es un PAC/NCS que encarna la experiencia de Yokogawa en el mercado de la automatización industrial, donde fiabilidad, operatividad, flexibilidad, escalabilidad y otras claves para la implementación de funcionalidad en un sistema de control industrial resulta exitoso. El STARDOM permite a los usuarios disfrutar de las ventajas de la información importante tecnologías como la Web, Java, y la seguridad, parte del sistema. El uso de una variedad de tecnologías de información permite un sistema abierto que permite configurar de manera más flexible para satisfacer la intención de comercio electrónico con aplicaciones para cada usuario, permitiendo una mejor Gestión de Activos sin tener conocimiento de los sistemas particulares.

STARDOM ofrece un nuevo modo de funcionamiento y la supervisión mediante un visor de VDS como la interfaz humana. Esto significa que todas las tareas operación y el seguimiento, se puede realizar en cualquier momento y en cualquier lugar con un cliente ligero como plataforma COTS (commercial off the shelf system).

2. Tipos de interfaces en su estructura de I/O:

En STARDOM, la red de control puede ser cualquier red basada en TCP/IP tales como Ethernet, interfaz de datos distribuidos por fibra óptica, o la red de comunicaciones por satélite inalámbrica, y una variedad de protocolos de comunicación en la capa de control que se puede combinar con este sistema. A continuación se presenta una tabla que incluye cada protocolo adecuado a los dispositivos ampliamente compatibles, controlable desde sus respectivas interfaces de entradas / Salidas y su relación con otros niveles de control.

Conexión Capa Física Dispositivos / Protocolos

Sistemas en Niveles Superiores Ethernet VDS (TCP/IP), FAST/TOOLS (TCP/IP, DNP3, Modbus TCP), HIS (Vnet/IP via gateway) other vendor SCADA systems (OPC, DNP3, Modbus TCP)

Serial (RS-232, RS-422/485) FAST/TOOLS (Modbus RTU/ASCII),

Other vendor SCADA systems (Modbus RTU/ASCII, DNP3)

Otros Dispositivos Ethernet FA-M3 (driver available), MELSEC (driver available), others (Modbus TCP)

Serial (RS-232, RS-422/485) FA-M3 (driver available), MELSEC (driver available),

others (Modbus RTU/ASCII)

FieldBus FUNDATION Fieldbus FOUNDATION eldbus-H1 devices

HART HART devices

PROFIBUS - DP PROFIBUS-DP devices

CANopen CANopen devices

ISA100 ISA100 wireless devices

El sistema STARDOM consiste en lo siguiente dispositivos altamente independientes:

• FCN

• FCN-RTU

• FCJ

• Application Portfolios (kit de software Yokogawa)

A continuación se presenta una breve descripción de las características de las interfaces I/O con las que opera cada controlador:

• FCN, Controlador Redundante:

Especificaciones Técnicas:

o La distribución de Entradas / Salidas posee una amplia variedad de configuraciones elegible dentro de sus catálogos.

FCN Controlador Redundante

• FCN-RTU, Controlador de Bajo Consumo:

Especificaciones Técnicas:

• Fuente de Alimentación:

o Rango de trabajo de 10V a 30V

• CPU:

o Procesador de 256MHz

o Memoria principal de 64MB y memoria flash de 64MB

o Puerta ethernet de 10Mbps/100Mbps

o Puertas seriales RS232 (3) y RS422/485 (1)

• E/S incorporadas:

o 12 entradas analógicas

o 02 salidas analógicas

o 16 salidas digitales

o 08 entradas digitales

o 02 entradas de pulsos(0 a 10KHz)

o Posee también 3 Slots para ampliar a más E/S

o 01 punto para monitoreo de la batería (0 a 32V)

• Base de Montaje (Rack)

FCN-RTU, Controlador de Bajo Consumo

• FCJ, Controlador Todo-En-Uno

Especificaciones Técnicas:

• Fuente de Alimentación:

o 24 V DC

• E/S incorporadas:

o 6 entradas analógicas

o 2 salidas analógicas

o 16 salidas digitales

o 16 entradas digitales

o 2 puertos Ethernet

o 2 puertos RS-232-C

o H1 FUNDATION Filedbus (opcional)

FCJ, Controlador Todo-En-Uno

3. Criterios de Redundancia:

REDUNDANCIA EN SISTEMA STARDOM

Con un DCS se consigue un funcionamiento distribuido tanto en el aspecto físico, como en el aspecto funcional. En el aspecto físico el control distribuido supone una mayor sencillez de diseño del sistema, facilidad de cableado, etc. En el aspecto funcional o lógico, se dispone de la “inteligencia” y potencia de calculo “in situ” allá donde son necesarios, en vez de encontrarse centralizados en un único nucleo de control. La toma de decisiones se distribuye entre los diferentes nodos del sistema. Esta arquitectura implica la posibilidad de disponer de sistemas de control mas fiables y flexibles. El empleo de un único ordenador (control centralizado)tiene el inconveniente de ser susceptible a los fallos en modo común; en caso de fallo de dicho control central, se ve afectado todo el sistema. Usando el DCS se distribuye el riesgo entre varios controladores, pudiendo hacer el sistema redundante y mas inmune a fallos localizados.

Uno de los puntos principales de STARDOM que se diferencia de todos los otros Sistemas de Control DCS Escalable: ES LA DOBLE REDUNDANCIA

Las características de un STARDOM CON DOBLE REDUNDANCIA FCN son las siguientes:

• El dimensionamiento de la cantidad de Switch requeridos está determinado por la cantidad de Workstation y controladores en el Sistema.

• La implementación de una red de control redundante permite una mayor seguridad en las comunicaciones del sistema.

• El sistema permite la construcción de una red con controladores Redundantes. En la cual la implementación de ella se lleva a cabo con solo la incorporación de un nuevo controlador

• A la hora expandirse el sistema de control STARDOM, este contiene unos módulos destinados para lograr aquel propósito.

• La redundancia también afecta directamente el suministro de energía por lo tanto a la hora que se pueda caer el suministro de energía que se encuentra operando se activa el otro para seguir con el proceso con el sin intervenciones.

Por lo tanto el concepto de redundancia, junto con el de alta disponibilidad, comprenden la capacidad de un sistema de comunicaciones para detectar un fallo en la red de la manera más rápida posible y que, a la vez, sea capaz de recuperarse del problema de forma eficiente y efectiva, afectando lo menos posible al servicio.

La redundancia hace referencia a nodos completos que están replicados o componentes de éstos, así como caminos u otros elementos de la red que están repetidos y que una de sus funciones principales es ser utilizados en caso de que haya una caída del sistema. Ligado a esto, la alta disponibilidad consiste en la capacidad del sistema para ofrecer un servicio activo durante un tanto por ciento de un tiempo determinado o a la capacidad de recuperación del mismo en caso de producirse un fallo en la

...