Historia de Los Sistemas de Control Distribuido

HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO (DCS) DCS Un Sistema de Control Distribuido o SCD, más conocido por sus siglas en inglés DCS (Distributed Control System), es un sistema de control aplicado a procesos industriales complejos en las grandes industrias como petroquímicas, papeleras, metalúrgicas, centrales de generación, plantas de tratamiento de aguas, incineradoras o la industria farmacéutica. Los primeros DCS datan de 1975 y controlaban procesos de hasta 5000 señales. Las capacidades actuales de un DCS pueden llegar hasta las 250.000 señales.

Los primeros miniordenadores fueron utilizados en el control de procesos industriales desde el comienzo de la década de 1960. El IBM 1800, por ejemplo, era un equipo que tenía a principios de entrada/salida de hardware para recoger señales de proceso en una planta de conversión de los niveles de contacto sobre el terreno y las señales analógicas al dominio digital. El primer sistema informático de control industrial, construido en el 1959 Texaco Port Arthur, Texas, con una refinería RW-300 de la Empresa Ramo-Wooldridge Los DCS fue introducido en 1975 - Tanto Honeywell y la firma de ingeniería eléctrica japonesa Yokogawa introdujo sus propios DCSs producción independiente más o menos al mismo tiempo, con los sistemas de Centum TDC 2000, respectivamente. Basada en Bristol EE.UU. también presentó su controlador universal de 3000 UCS en 1975 - En 1978, Metso introdujo su propio sistema de DCS se llama Damatic. En 1980, Bailey introdujo el sistema RED 90. También en 1980, Fischer y Porter Company introdujo DCI -4000. La DCS fue en gran parte producido debido a la mayor disponibilidad de las microcomputadoras y la proliferación de microprocesadores en el mundo del control de procesos. Ya se venían aplicando automatización de procesos desde hace algún tiempo, en forma tanto de control digital directo y control de punto de ajuste. A principios del decenio de 1970 Taylor Instrument Company, ha desarrollado el sistema de 1010, Foxboro sistema FOX1 y Bailey controla los sistemas de 1055. Todos estos eran aplicaciones DDC aplicadas en minicomputadoras y conectado a la Entrada propietaria/hardware de salida. Así como el control continuo por lotes sofisticado se llevó a cabo de esta manera. Un enfoque más conservador se estableció el control del punto, donde los equipos de procesos supervisados grupos de controladores de procesos analógicos. Una estación de trabajo basada en CRT proporciona visibilidad sobre el proceso mediante el texto y los gráficos

de carácter crudo. La disponibilidad de una interfaz gráfica de usuario completamente funcional era una forma de distancia. Fundamental para el modelo DCS fue la inclusión de bloques de funciones de control. Los bloques de función evolucionaron a partir de los primeros conceptos DDC, más primitivos de "Table Driven" software. Una de las primeras realizaciones de software orientado a objetos, bloques de función eran "bloques" independientes de código que las tareas de control de hardware emulado componentes analógicos y realizado que eran esenciales para el control de procesos, tales como la ejecución de los algoritmos PID. Los bloques de función siguen sufriendo como el método predominante de control para los proveedores de DCS, y se apoyan en tecnologías clave como la Foundat ion Fieldbus hoy. | Sistemas Midac, de Sydney, Australia, desarrollaron un sistema de control digital directo distribuida orientada opuso en 1982 - El sistema central corrió 11 microprocesadores comparten las tareas y la memoria común y conectada a una red de comunicación serie de controladores distribuidos cada ejecución de dos Z80s. El sistema fue instalado en la Universidad de Melbourne. La comunicación digital entre los controladores distribuidos, estaciones de trabajo y otros elementos de computación fue una de las principales ventajas de los DCS. La atención se centró debidamente en las redes, que proporcionan las líneas de suma importancia de la comunicación que, para aplicaciones de proceso, tuvieron que incorporar funciones específicas, tales como el determinismo y la redundancia. Como resultado, muchos proveedores adoptaron el estándar de red IEEE 802.4. Esta decisión sentó las bases para la ola de migraciones de tecnología de la información necesaria cuando se mudó a la automatización de procesos y IEEE 802.3 IEEE 802.4 más que prevaleció como la LAN de control.

LA ERA DE NETWORK CENTRIC DE 1980 En la década de 1980, los usuarios comenzaron a mirar a DCS como algo más que lo básico de control de procesos. Un ejemplo muy temprano de un Co ntrol Digital Directo DCS fue completado por el Midac empresas australianas en 1981 -82 usando R-Tec australiano hardware diseñado. El sistema instalado en la Universidad de Melbourne utiliza una red de comunicaciones en serie, conectando los edificios del campus de nuevo a la sala de control "front end". Cada unidad remota corrió 2 microprocesadores Z80, mientras que el extremo delantero corrió 11 en una configuración de procesamiento paralelo con memoria común paginado de compartir tareas y podía ejecutar hasta 20.000 concurrentes objetos controles. Se creía que si la apertura podría ser alcanzada, y mayores cantidades de datos podrían ser compartidos en toda la empresa, las cosas aún mayores podrían ser alcanzadas. Los primeros intentos de aumentar la transparencia de DCS dieron lugar a la adopción del sistema operativo predominante del día: UNIX. UNIX y su compañero de tecnología de redes TCP-IP han sido desarrollados por el Departamento de Defensa para la apertura de EE.UU., que fue precisamente el tema de las industrias de procesos buscaban resolver. Como proveedores de resultado también comenzaron a adoptar redes basadas en Ethernet con sus propias capas de protocolos propietarios. El estándar TCP/IP completo no se llevó a cabo, pero el uso de Ethernet hace posible la aplicación de los primeros casos de la gestión de objetos y la tecnología mundial de acceso a datos. La década de 1980 también fue testigo de los primeros autómatas integrados en la infraestructura DCS. Historiadores de toda la planta también surgieron para aprovechar el mayor alcance de los sistemas de automatización. El primer proveedor de DCS para adoptar tecnologías de red Ethernet de UNIX y fue Foxboro, que introdujo el sistema I/A Series en 1987. LA ERA CENTRADA EN LA APLICACIÓN DE LA DÉCADA DE 1990 El impulso hacia la apertura en la década de 1980 cobró impulso a través de la década de 1990 con el aumento de la adopción de comerciales de los componentes estándar y estándares de TI. Probablemente, la mayor transición emprendida durante este tiempo fue el movimiento del sistema operativo UNIX al entorno Windows. Si bien el ámbito del sistema operativo en tiempo real para aplicaciones de control sigue estando dominado por las variantes en tiempo real comerciales de UNIX o sistemas oper ativos propietarios, todo por encima de un control en tiempo real se ha hecho la transición a Windows.

La introducción de Microsoft en las capas de escritorio y servidores como resultado el desarrollo de tecnologías como OLE para control de procesos, que ahora es un estándar de facto de la conectividad de la industria. La tecnología de Internet también comenzó a dejar su huella en la automatización y el mundo DCS, con la mayor parte HMI DCS soporte a la conectividad a Internet. La década de 1990 también fueron conocidos por el "bus de campo Wars", donde las organizaciones rivales compitieron para definir lo que se convertiría en el estándar de bus de campo IEC para la comunicación digital con la instrumentación de campo en lugar de las comunicaciones analógicas 4-20 miliamperios. Las primeras instalaciones de bus de campo se produjeron en la década de 1990. Hacia el final de la década, la tecnología comenzó a desarrollar un impulso significativo, con el mercado consolidó alrededor Ethernet I/P, Foundation Fieldbus y Profibus PA para aplicaciones de automatización de procesos. Algunos proveedores construyen nue vos sistemas desde cero para maximizar la funcionalidad con el bus de campo, tales como Rockwell sistema PlantPAx, Honeywell con Experion y sistemas SCADA Plantscape, ABB con el sistema 800xA, Emerson Process Management con el sistema de control DeltaV de Emerson Process Management, Siemens con la APS -T3000 o Simatic PCS 7 y Azbil Corporación con el sistema Harmonas-DEO. De bus de campo técnicas se han utilizado para integrar máquina, unidades, calidad y condición aplicaciones de monitoreo a uno DCS con sistema de ADN Metso. El impacto de COTS( los productos que están disponibles comercialmente y se puede comprar "tal cual”), sin embargo, fue más pronunciado en la capa de hardware. Durante años, el principal negocio de los proveedores de DCS había sido el suministro de grandes cantidades de hardware, en especial de E/S y controladores. La proliferación inicial de DCS requiere la instalación de enormes cantidades de este hardware, la mayoría de ellos fabricado de abajo hacia arriba por los proveedores de DCS . Componentes informáticos estándar de fabricantes como Intel y Motorola, sin embargo, hicieron un costo prohibitivo para los proveedores de DCS para seguir haciendo sus propios componentes, estaciones de trabajo y equipos de redes. A medida que los proveedores realizan la transición a los componentes COTS, también descubrieron que el mercado de hardware se estaba reduciendo rápidamente. COTS no sólo dio lugar a menores costes de fabricación de la empresa, sino que también disminuye de manera constante los precios para los usuarios finales, que también se estaban volviendo cada vez más vocal sobre lo que percibían como los costes indebidamente altos hardware. Algunos proveedores que antes eran más fuerte en el negocio de PLC, tales como Rockwell Automation y Siemens, fueron capaces de aprovechar su experiencia en hardware de control de fabricación para entrar en el

mercado DCS con las ofertas de coste efectivo, mientras que la estabilidad/escalabilidad/fiabilidad y funcionalidad de estos emergente sistemas to davía están mejorando. Los proveedores tradicionales DCS introducen nuevo sistema DCS generación basado en la última Comunicación y del IEC, que resulta en una tendencia de combinar los conceptos/funcionalidades de PLC y DCS tradicionales en un uno para toda la solución denominada "Sistema de automatización de procesos". Las diferencias entre los distintos sistemas se mantienen en las áreas tales como: la integridad de base de datos, la funcionalidad de pre-ingeniería, la madurez del sistema, transparencia en la comunicación y la fiabilidad. Si bien se espera que el ratio de eficiencia es relativamente el mismo, la realidad del sector de la automatización a menudo operando estratégicamente caso por caso. El actual paso siguiente evolución se denomina sistemas de automatización de procesos colaborativos. Para agravar el problema, los proveedores también se dan cuenta de que el mercado de hardware se está saturando. El ciclo de vida de los componentes de hardware como de E/S y el cableado es también típicamente en el rango de 15 a 20 años, para hacer un mercado de sustitución desafiante. Muchos de los sistemas más antiguos que se han instalado en los años 1970 y 1980 se encuentran todavía en uso hoy en día, y hay una gran base instalada de sistemas en el mercado que se acerca al fin de su vida útil. Economías industriales desarrolladas en América del Norte, Europa y Japón ya tenían miles de DCS instalados, y con pocas o ninguna las nuevas plantas en construcción, el mercado de un nuevo hardware fue pasando rápida mente a la más pequeña, aunque las regiones de más rápido crecimiento, como China, América Latina , y Europa del Este. Debido a la disminución de negocio del hardware, los proveedores comenzaron a hacer la difícil transición de un modelo de negocio basado en hardware a otra basada en software y servicios de valor añadido. Es una transición que todavía se está realizando en la actualidad. La cartera de aplicaciones que ofrecen los proveedores ampliado considerablemente en los años 90 para incluir áreas como la gestión de la producción, el control basado en modelo, la optimización en tiempo real, gestión de activos de la planta, las herramientas de gestión del rendimiento en tiempo real, gestión de alarmas, y muchos otros. Para obtener el valor real de estas a plicaciones, sin embargo, a menudo se requiere un contenido de servicio considerable, que los proveedores también ofrecen. El Perú, como país que recoge las tecnologías de USA y Europa, también ha heredado toda esta transición en la historia de esta tecnología. Actualmente, esta tecnología se aplica en la minería, cementeras, generadoras hidroeléctricas, generadoras térmicas, generadoras de vapor, generadoras de ciclo combinado, etc. Siendo la de ABB y Siemens las más difundidas en nuestro País.