Sistemas de Control Distribuido

 

Electricidad & Electrónica Ingeniería en Automazación y Control Industrial

Introducción a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

Asignatura: Sistemas de Control Distribuido Sección: 728-p4 Nombre del docente: Muñoz Moreno Felipe Alfonso Nombre de los integrantes del grupo: Edilberto Gómez Marca Iván Elías Orz Larijo  

Miguel Borja Molina

Fecha de entrega: 29/10/2020

 

Contenido I.

Introducción.......... Introducción........................ ............................. .............................. ............................. ............................. ............................. ............................. .............................. ............................ ..............................3 .................3

II.

Objevo......................... Objevo........................................ .............................. ............................. ............................. .............................. ............................. ............................. ............................. ................... ......................5 .................5 2.1. Objevo general…………………………………………………………………………………………………………………………4 general…………………………………………………………………………………………………………………………4 2.2. Objevo especifco………………………………………………………………………………………………………………..…..4 especifco………………………………………………………………………………………………………………..…..4

III.

Desarrollo......................... Desarrollo....................................... ............................. .............................. ............................. ............................. ............................. ............................. .............................. ................. ...................6 .................6 3.1. Origen y evolución DCS Honeywell………………………………………………………………………………………..6-10 Honeywell………………………………………………………………………………………..6-10 3.2. Dierencias entre Honeywell Honeywell y otros otros DCS………………… DCS…………………………………………………………………………….11-14 ………………………………………………………….11-14 3.2.1.Ventajas y Desventajas……………………………………………………………………………………………… Desventajas……………………………………………………………………………………………………..12 ……..12 3.2.2.Estrategias de control……………………………………………………………………………………………….………13 control……………………………………………………………………………………………….………13 3.2.3.Programación y confguración de DCS Honeywell…………………………………………………….… Honeywell…………………………………………………….……….14 …….14 3.3. Descripción técnica del del hardware hardware del sistema………………………………………………………………….….15-20 3.3.1.Controladores de proceso………………………………………………………………………………………..….15-16 proceso………………………………………………………………………………………..….15-16 3.3.2.Módulo de entrada/salida……………………………………………………………………………………………17-18 entrada/salida……………………………………………………………………………………………17-18 3.3.3.Nodos de operación……………………………………………………………………………………………… operación………………………………………………………………………………………………….….…..19 ….….…..19 3.3.4.Equipos de conecvidad…………………………………………………………………………………………….….….20 conecvidad…………………………………………………………………………………………….….….20 3.4. Estandares de comunicación comunicación ulizados ulizados po porr la plataorma……………………………………………………21-24 3.4.1.Protocolos de comunicación de uso industrial entre controladores…………………………….…...21 controladores…………………………….…...21 3.4.2.Protocolos para el acceso a instrumentación para control de procesos en campo…….…22-24 3.5. Caso de aplicación en el sistema producvo nacional……………………………………………….…………25-26 nacional……………………………………………….…………25-26

IV. Conclusiones..................... Conclusiones................................... ............................. .............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................... ...............................24 ...............24 V.

Reerencias bibliográfcas........................ bibliográfcas....................................... .............................. ............................. ............................. .............................. ............................. ...................... .......................25 ...............25

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Índice de gura Figura 1: Sistema de control distribuido......... distribuido....................... ............................. .............................. ............................. ............................. ............................. ..................... .......6 6 Figura 2: Arquitectura del sistema Honeywell TPS (1999)................................... (1999)................................................. ............................. ...........................7 ............7

Figura 3: TDC 2000............................. 2000............................................ .............................. ............................. ............................. ............................. ............................................... ................................. 8 Figura 4: C300 Controller........................... Controller......................................... ............................. .............................. ............................. ............................. ............................. ..........................9 ............9 Figura 5: Controlador c300............................... c300.............................................. ............................. ............................. ............................. ............................. ..................................9 ...................9 Figura 6: Evolución de sistemas de control distribuido................. distribuido............................... ............................. ...............................................10 ................................10 Figura 7: Evolución de consolas de Operación....................... Operación..................................... ............................. .............................. .................................. ........................10 .....10 Figura 8: Bloque de cálculo............................ cálculo.......................................... ............................. ............................. ............................. ............................................. .................................. ....13 13

Figura 9: Controlador C200.............................. C200............................................. .............................. ............................. ............................. .............................................. ............................... 15 Figura 10: Controladores C ontroladores AC 800M.............................. 800M............................................ ............................. ............................. ................................................. ................................... 15 Figura 11: Estación de operación.......................... operación......................................... ............................. ............................. ........................................................ ......................................... 18 Figura 12: Red FTE............................ FTE........................................... ............................. ............................. .............................. ............................. ............................. ................................. .................. 19 Figura 13: Estación de bombeo.......................... bombeo........................................ ............................. ............................. ............................. ............................................. ..............................23 23 Figura 14: Minera los pelambres............. pelambres............................ ............................. ............................. .............................. ............................. ........................................23 ..........................23

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I. Introducción Honeywe Hon eywell ll creó un sis sistem tema a de contro controll dis distri tribui buido do que que integr integra a una plata plataor orma ma de autom automaz azaci ación ón avanzada y aplicaciones de soware innovadoras para mejorar el rendimiento relacionado al control de procesos. La unifcación de los operarios con el proceso, la empresa y la gesón de acvos, este sistema de contro controll dis distri tribui buido do (DC (DCS) S) ayuda ayuda a los abri abrican cantes tes de proces procesos os aument aumentan an la rentab rentabil ilida idad d y la producvidad. Estos sistemas presentan una gran ventaja de ser sistemas de automazación que se centra en las personas, basándose en el aprovechamiento de los conocimientos que poseen. Mediante la integración de datos dispares a través de instalaciones, aprovechando al máximo los recursos, las personas, y la alimentación de todo en un sistema de automazación unifcada, los usuarios pueden lograr una operación que es más proacva, efciente y sensible.

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II. Objevo 2.1. Objevo Objevo genera generall



Invesgación Arquitectura y Confguración del sistema DCS.

2.2. Objevo Objevo especifc especifco o

  

Determinar el hardware y soware del sistema DCS. Evaluar la capacidad de los disntos DCS en el mercado. Establecer la evolución en el empo del sistema DCS.

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III. Desarrollo 3.1. Origen y evolución DCS DCS Honeywell Honeywell

Que es un DCS? Es un sistema de control automazado especialmente diseñado que consta de elementos de control distribuidos geográfcamente sobre la planta o el área de control. El DCS también es el más adecuado para las plantas de procesamiento o abricación a gran escala en las que se debe monitorear y controlar un gran número de bucles de control connuo. La principal ventaja de dividir las tareas de control para los controladores distribuidos es que, si alla alguna parte de DCS, la planta puede connuar operando independientemente de la sección allida.

Figura 1: Sistema de control distribuido.

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Figura 2: Arquitectura del sistema Honeywell TPS (1999).

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Origen del DCS Honeywell Los DCS, surgieron en la década de los 70, concebidos inicialmente como remplazos uncionales para la instrumentación electrónica de panel. Anteriormente en los 70, se ulizaban los paneles analógicos para realizar todas las tareas de supervisión remota de los procesos, sin embargo, ueron las principales razones para buscar sistemas capaces de mejorar la compevidad de las empresas. Los DCS, gracias a su desarrollo dentro de compañías de abricación de sistemas de control avanzados, se han hecho comercialmente viables para mejoramiento de la exactud, operabilidad, habilidad computacional y lógica, estabilidad en la calibración, y acilidad de modifcación de esas estrategias de control. Los sistemas de control distribuidos ueron creados para sustuir a los controladores mono lazo y a los ordenadores de procesos que tenían un solo procesador central. Honeywell lanzo el primer sistema de control distribuido en 1974, el sistema TDC 2000 que disponía de un controlador de reserva por cada un máximo de ocho controladores acvos.

Figura 3: TDC 2000.

Evolución DCS Honeywell Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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TDC 2000 (1975-1985) Total Distributed Control. En el año 1975 hasta 1985 Honeywell introdujo el primer sistema de control total de distribución que re revo volu luci cion ono o to toda da la indu indust stri ria a de cont contro roll de pr proc oceso esoss con con una una visi visión ón centra centrali liza zada da de dell cont contro roll descentralizado y un enlace de comunicación completamente redundante para procesos connuos. TDC 3000 (1986- 1995) Total Distributed Control. Honeywell en el año 1986 Presento el TDC 3000, El nuevo sistem Honeywell sistema a adopto adopto una nueva arquitectura arquitectura que permió integrar el TDC 2000 existente con el nuevo sistema, así la expansión a través de un nuevo sistem sistema a opera operavo vo de red des desarr arroll ollado ado en la cas casa a para para llevar llevar a cabo cabo varias varias un uncio ciones nes de contro control, l, monitoreo, alarma, reportes y unciones de recuperación y almacenamiento histórico de toda la planta. TPS (1995-2002) Total Plant Soluon. El sistema TPS integra modelos TDC 3000 con los nodos de la estación global de usuario (GUS) y de la plataorma de procesamiento de aplicaciones basados en Windows que se conectan directamente a la red de contro controll Local. Local. El sistem sistema a TPS connú connúa a pro propor porcio cionan nando do capaci capacidad dades es de sistem sistema a de contro controll distribuido a gran escala (DCS) y orece a los clientes la exibilidad de integrarlo en los úlmos sistemas Experion. PKS (2003-actualidad) Process Knowledge System. Es el Sistema unifcado de Honeywell para la gesón de procesos, negocios y acvos que ayuda a los abricantes industriales a aumentar la rentabilidad y la producvidad. Experion PKS transorma el control de procesos más allá de la uncionalidad tradicional del sistema de contro con troll dis distri tribui buido do (DCS) (DCS) al unifca unifcarr a las person personas as con las varia variable bless del proces proceso, o, los req requis uisito itoss comerciales y la gesón de acvos. Es el único sistema de automazación que se enoca en el personal de planta y aprovecha al máximo sus conocimientos.

Lo nuevo en Honeywell Experion PKS El contro controlad lador or C30 C300 0 de Honeyw Honeywell ell pro propor porcio ciona na un contro controll de proces proceso o potent potente e y robust robusto o para para la plataorma Experion. Basado en el actor de orma C de la serie C único y que ahorra espacio, el C300 se une al C200, al C200E y al nodo Applicaon Control Environment (ACE) en el uncionamiento del soware del entorno de ejecución de control (CEE) probado en campo y determinista de Honeywell.

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Figura 5: Controlador c300.

Figura 6: Evolución de sistemas de control distribuido.

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Figura 7: Evolución de consolas de Operación.

3.2. Diferencias en entre tre Honeywel Honeywelll y otros DCS Sistema de control distribuido Experion LX C300 de Honeywell Process

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El sistema de control distribuido desarrollado por Honeywell process, denominado Experion LX, es una plata pla taorm orma a muy válid válida a para para el con contro troll tanto tanto de sis sistema temass pequeñ pequeños os como como de gra grande ndess sistem sistemas, as, proporcionando el poder y la capacidad requerida para manejar un amplio espectro de procesos de control y aplicaciones de seguridad. Las soluciones que orece constan de un sistema SCADA y una base de datos de históricos. Entre las caracteríscas que este sistema de control distribuido orece, incluye un completo, connuo, lógico y secuencial medio de control basado en controladores completamente redundantes. Experion LX soporta comunicación Profbus y HART.

Sistema de control distribuido Simac PCS7 de Siemens El sistema de control distribuido desarrollado por Siemens, y que recibe el nombre de SIMATIC PCS7, es un sist sistem ema a ho homo mogén géneo eo,, qu que e se ca cara racte cteri riza za po porr un una a extr extrao aord rdin inar aria ia ar arqu quit itect ectur ura a esca escala labl ble e y unc uncio iona nali lida dade dess de dest stac acad adas as.. Ad Adem emás ás,, pr pres esen enta ta la ve vent ntaj aja a de disp dispon oner er de ampl amplia iaci cion ones es co con n uncionalidades adicionales, que son integrables uidamente, entre las que destacan, automazación por lotes, control de transporte de materiales, aplicaciones de telecontrol y seguridad, etc. SIMATIC PCS7 soporta los entornos de comunicación establecidos internacionalmente como IEC, XML, PROFIBUS, TCP/IP, OPC, ISA-88, ISA-95, etc., incluye además interaces de programación e intercambio de datos para los programas de usuario y para exportar e importar gráfcos, textos y datos, y es capaz de combin com binars arse e tambié también n con compon component entes es de otr otros os abric abricant antes es e int integr egrars arse e en in inrae raestr struct uctura urass ya existentes.

Sistema de control distribuido Freelance de ABB El sistema de control distribuido Freelance, desarrollado por ABB, es un sistema de control distribuido que combina las ventajas de un DCS y un PLC, con c on la completa uncionalidad de un DCS. Opera a través de dos niveles, el nivel operador y el nivel proceso. El nivel operador conene unciones para operación, monitorizado del proceso y alarmas. El sistema Freelance, consiste en la combinación de algunos controladores, AC 700F, AC 800F y/o AC 900F, y que se pueden conectar con los disposivos de campo mediante feldbus o mediante I/O directos o remotos. Con los controladores AC 800F y AC 900F, se puede confgurar el sistema con re redundancia. dundancia.

3.2.1. 3.2 .1. Ven Ventaj tajas as y De Desve sventa ntajas jas Ventajas de un DCS Honeywell. Honeywell, orece DCS’s PlantCruise Experion para instalaciones de cualquier tamaño en la industria de procesos. proces os. Con estos sistemas sistemas de control control escalables, escalables, se dispone dispone de varias varias unci unciones ones y aplicacion aplicaciones es desnadas a opmizar la perormance en el contexto de operaciones industriales específcas.

Honeywell apunta a mejorar la perormance de una planta y obtener mejores resultados de negocio, además de que se las puede implementar para adaptarse a cada sio en parcular: parc ular: Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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• Sistema ema DC DCS y SC SCA ADA u uer erte tem men entte iin ntegrados. • Re Redu dund ndan anci cia a opci opcion onal al en en todo todoss los los nive nivele les: s: serv servid idor or,, red, red, ccon ontr trol olad ador or y módu módulo loss de E/S. E/S. • In Inte tegr grac ació ión n de PL PLC, C, DCSs DCSs,, RTUs RTUs,, ac acci cion onam amie ient ntos os,, sist sistem emas as de segur segurid idad ad y bala balanz nzas as u uli liza zand ndo o capacidades SCADA y servidores OPC. • So Solu luci cion ones es de de virt virtua uali liza zaci ción ón des desna nada dass a mejo mejora rarr el dese desemp mpeñ eño o y lla a conf confab abil ilid idad ad en en el m mun undo do de la automazación industrial. La sol soluci ución ón de Honeyw Honeywell ell permit permite e implem implement entar ar contro controll centra centrali lizad zado o o remoto remoto de segmen segmentos tos de produc pro ducció ción n geográ geográfca fcamen mente te sep separa arados dos uliza ulizando ndo su arquit arquitectu ectura ra DSA DSA.. Al no haber haber necesi necesidad dad de hardwa har dware re y redes redes adicio adicional nales es para para conecta conectarr múlpl múlples es sistem sistemas as de con contro trol, l, los usu usuari arios os podrán podrán aprovechar la confguración integrada y una mayor exibilidad para conseguir el control que quieran tener. Desventajas de un DCS Honeywell. Las computadoras en un sistema pueden ser de dierentes pos y ejecutar versiones dierentes de sistem sistemas as opera operavos vos.. Es Esto to signif signifca ca que se requie requiere re más esuer esuerzo zo para para geson gesonar ar y manten mantener er en uncionamiento el sistema. Por lo tanto: • • • •

Se re req quier uiere e may mayor ores es co con ntr trol oles es de pro proce cessami amien ento to.. Servi Servici cios os de repli replica caci ción ón de da dato toss y se serv rvic icio ioss con con po posi sibi bili lida dade dess de de al alla las. s. Mayores co controles de de ac acceso y proceso. Administración más compleja.

3.2.2. 3.2 .2. Est Estrat rategi egias as d de e co cont ntrol rol Los sistemas DCS deben tener una nomenclatura defnida para representar y reerencias de inormación. Idealmente las reerencias pueden ser hechas independientes de los disposivos sicos que almacenan esta inormación. Una manera común de dividir la inormación de los sistemas de control es tomando en cuenta los números de idenfcación o simplemente “tags” y los códigos de las áreas o unidades de la planta. Acorde con el estándar S88 defne el agrupamiento lógico de las mediciones, cálculos y control como módulos o paquetes. Por ejemplo, consideremos un módulo de un instrumento con tag 200FI102, esto quiere quier e decir que representa representa a un indicador indicador de ujo Nº 102 en el área 200 de la planta) planta).. Dentro de este módulo o estrategia los bloques de cálculo idenfcados como CALC1 se hacen usando entradas AI1 y AI2 y generando una salida como se muestra en la siguiente fgura:

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Figura 8: Bloque de cálculo.

Siguiendo el tag de la estrategia o modulo y los nombres de los bloques uncionales, la salida del bloque de cálculo es idenfcado como 200FI02/CALC1/OUT. En algunos casos llaman a esto la DIRECCION de la señal. Una importante caracterísca de los sistemas DCS es su habilidad bajo ciertas condiciones realizar actualizaciones en línea. En el caso de allar, estos sistemas enen la capacidad de mantener las salidas en su úlmo valor, usar un valor por deecto, o cambiar el estado a uno conocido.

3.2.3. Programación y conguración de DCS Honeywell. Los sis sistema temass DCS soport soportan an múlpl múlples es lengua lenguajes jes par para a realiz realizar ar estrat estrategi egias as de contro control. l. Los lengua lenguajes jes incluyen diagramas de bloques uncionales, SFC (séquense unción charts), texto estructurado y también pueden incluir diagramas Ladder y listas de instrucciones (como RPN). Algunos sistemas son compables con el estándar IEC 61131-3. En la mayoría de los sistemas de control también se incluyen interlocks y permisivos. Algunos sistemas también soportan embeber unciones de control avanzado y de seguridad. Las estrategias estrategias de control control pueden pueden recuentemen recuentemente te se mezcladas. mezcladas. Las estrat estrategias egias también pueden reerenciar señales I/O tanto locales como remotas (de otros controladores). Los lenguajes de programación ulizados: • • • •

Diagrama Diagrama de bloque bloque uncio uncionales nales.. Diagrama Diagrama de unción unción secuencial secuencial (SFC). (SFC). Diagra Diagrama ma Ladder Ladder.. Programació Programación n en llengua enguaje je C.

Conguración del DCS Programar las instrucciones del sistema de control generalmente es llamado confguración. Hay muchos aspectos que involucran una confguración, la confguración sica y de las estrategias de control. Estas dos acvidades generalmente se realizan en paralelo y pensadas en conjunto con la ingeniería del proyecto DCS.

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La confguración de la base de datos de control habilita a los usuarios para crear y modifcar las estrategias de control y descargar estas estrategias en los controladores distribuidos, consolas (paneles) y disposivos a través de la red de control. La confguración también permite diseñar, crear o modifcar interaces de operación, la cual son usadas por aplica aplicacio ciones nes de visual visualiza izació ción n para para mostra mostrarr datos datos de proceso proceso a los operad operadore oress y habili habilidad dad a operadores cambiar puntos de reerencia para el sistema de control del proceso. Cada controlador y, en algunos casos, disposivos de campo guardan y ejecutan las aplicaciones de control.

Conguración sica La confguración sica refere a la confguración de los nodos, tarjetas I/O y disposivos. En muchos sistemas esta acvidad es muy simplifcada usando una opción de auto confguración “auto-sense”.

3.3. Descripción técn técnica ica del hardware del sistema. 3.3.1. 3.3 .1. Con Contro trola lador dores es de pro proces ceso. o. Mediante los complejos procesos que intervienen en la producción industrial los controladores pueden aumentar la efciencia de la producción y el rendimiento de los ahorros costo signifcavo para la empres emp resa. a. El abric abricant ante e or orece ece una amplia amplia varied variedad ad de con contro trolad ladore oress tra trass sus año añoss de desarr desarroll ollo o y experiencia en tecnología.

Controlador C200/C200E El co cont ntro rola lado dorr C2 C200 00/C2 /C200 00E E ue ue a abr bric icad ado o po porr la em empr pres esa a Ho Honey neywe well ll para para lo loss usua usuari rios os de lo loss controladores se benefcien entorno de ejecución de control y programación robusto. introducido con experion PKS R400, el controlador C200E orece las mismas capacidades que el C200, el C200E apoya plenamente el administrador de lotes de experion y al estándar de control de lotes ISA S88.01 de manera que los usuari usuarios os pueden pueden ejecutar ejecutar el contro controll de lot lote e comple completo to en el entorn entorno o redun redundan dante te con el controlador. El residente de ejecución de control ambiental en el procesador de control proporciona un ambiente de control efciente, así como el acceso a una amplia biblioteca de bloques de unciones relacionadas con el control con eso los controladores se pueden implementar en una confguración simple o redundante. Los controladores C200 y C200E permiten a los usuarios de proceso para hacer rente a varios problemas de control de proceso mediante el apoyo de aplicaciones de lotes con ISA S88.01 y proporcionar control de proceso robustos a través de ejecución de control ambiental. Cuando se uliza con ganancia de lazo de Honeywell, que ancipa el comportamiento uturo del proceso los controladores saben precisamente cuanto para mover el proceso para cumplir el proceso deseados así tener un mayor control del proceso.

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Figura 9: Controlador C200

Controladores AC 800M El controlador AC 800M pertenece la amilia de módulos montados con un riel que consta de CPU, módulos de comunicación, módulos de uente de alimentación y otros accesorios. Hay varios módulos de CPU disponibles que varían en termino de potencia de procesamiento, tamaño de memoria, clasifcación SIL y soporte de redundancia. La conecvidad y expansión que orece el AC 800M lo hace ácil de conectar al mundo circundante del sistema de supervisión, disposivos inteligentes y adaptable a los requisitos cambiantes del proceso de control.

  Figura 10: Controladores AC 800M.

3.3.2. Módulo de entrada/salida. Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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El módulo de I/O universal más nuevos están basado en la tecnología de canales universal, reduce o elimina elimi na de clasifcació clasifcación n más importante importante aún, permite la confguración confguración inmediata inmediata sin necesidad de hardware adicional. Experion orece cinco pos de I/O totalmente integradas en una amplia gama de actores de orma, eslos de montaje, y con un amplio conjunto de unciones, caracteríscas, valoraciones ambientales, cerfcaciones, y los pos de módulos son:

Serie-C módulo de I/O La Serie-C módulo de I/O está equipada con un único actor de orma de canalización de calor patentado y sus componentes pueden ser implementados de manera redundante para proporcionar una solución sin ningún punto único de allo. Sus módulos altamente exibles se pueden colocar tanto de orma local como remoto para el procesador de control los benefcios adicionales de la ulización de la serie C son:    

Mayor densidad de canal de I/O y efciente disipación del calor del gabinete. Menor costos instalación Mantenimiento más ácil Mejora la seguridad

Carril de I/O de la serie-A (RIOM-A) El carril-A de I/O de Honeywell es un compacto sistema modular de I/O de un costo efcaz para aplicaciones distribuidas.es un carril-DIN montable y da opciones a los usuarios un montaje exibles y ahorro espacio. También ene un diseño compacto. el modularidad del adaptador de red, I/O y el plano posterior simplifca el proceso de montaje e instalación los módulos de I/O pueden estar situados tanto en el proceso y a distancia para el procesador de control así para los usuarios tengan mayor exibilidad.

Carril de I/O de la serie-H (RIOM-H) La Familia de carril-H de módulos de I/O combina el pequeño tamaño y efcaz costo de su predecesor (Carril-A), con la capacidad para llevar a cabo en lugares peligrosos a ayudar a los usuarios para cumplir los requisitos de los procesos más exigentes. Es un compacto sistema modular de I/O, diseñado para llevar a cabo condiciones muy duras. Similar a al Carril-A, puede ser instalado en pequeños armarios, ahorrando así espacio. Los módulos del Carril-H se pueden montar directamente en lugares peligrosos como Div1/Zona1. Los módulos son un carril DIN montable y pueden estar ubicados tanto en el proceso y mando a distancia para el procesador de control, proporcionando a los usuarios una mayor exibilidad. La amilia de I/O del Carril-H trae un diseño signifcavo, la instalación y el ahorro de cableado para aplicaciones de seguridad intrínseca.

Serie-A de chasis de I/O (CIOM-A) Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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la serie CIOM-A proporciona una variedad de módulos de I/O y puertas de enlace de la red sobre el terreno en un diseño basado en un chasis compacto dando una solución exible donde módulos de redundancia no es un requisito esencial. La serie CIOM-A ene las siguientes caracteríscas:  



Amplia selección de po de módulos tradicionales de I/O. Amplia cobertura de las redes de campo y protocolos de disposivos inteligentes como HART, Profbus y DeviceNet.} Los módulos son alimentados a través de una uente de alimentación integrada.

Administrador de procesos de I/O (PMIO) El administrador de procesos de módulos de I/O puede ser colocado local o remoto al procesador de control también hace que sea ácil y rentable para los usuarios cambiarse de sistemas heredados existe exi stente nte al par paradi adigma gma expreri exprerion. on. Los módulos módulos de I/O se pue pueden den ul uliza izarr con el admini administr strado adorr de procesos que orece:    

Amplio chequeo de allas y presentación de inorme. Redundancia robusta, automáco y sin perturbaciones. Sistema de energía totalmente integrado con alimentación de campo de 24 vol. La transerencia de datos de I/O de alta seguridad.

3.3.3. 3.3 .3. Nod Nodos os de ope operac ración ión.. Estación de operación Experion PKS es la nueva arquitectura de control orecida por Honeywell, e integrala angua (TPS) vía GUS o Server. La red principal es una FTE (Fault TolerantEthernet) y las estaciones de operación son basadas en Windows. Tiene Tien e comunicació comunicación n directa directa con DeviceNet y Contr Control ol Net (Protocolos (Protocolos de Allen AllenBradl Bradley). ey). Además de comuni com unicac cación ión con Fiel Fieldbu dbuss Founda Foundaon on y Profbu Profbus. s. Los requer requerimi imient entos os bás básico icoss para para este este po de arquitectura son:  

Procesador de CPU, 2.5, 3 GHz Windows 2000 o XP

Las consolas de operación ES-T están conectadas a la red LCN y a la red FTE simultáneamente estos monitores también enen la capacidad de entregar la visualización de los siguientes elementos como:    

Alarmas Tendencias Popup Display de confguración de lazos y diagnosco

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Además, posee la capacidad de comunicarse directamente con los controladores Experion PKS. Provee un una a alta alta di disp spon onib ibil ilid idad ad para para si sist stem emas as crí críco coss y está está dise diseña ñado do para para op oper erad ador ores es que que está están n constantemente monitoreando y controlando el proceso.

Figura 11: Estación de operación. 

 

3.3.4. 3.3 .4. Equ Equipo iposs de con conec ecvid vidad. ad. La FTE es la red de control industrial de experion PKS con el diseño de las redes de control robusto con tecnol tec nologí ogía a Ethern Ethernet et com comerci ercial al garan garanzan zando do el ren rendim dimien iento to y la segurid seguridad ad requeri requeridas das para para las aplicaciones de control industriales. La red FTE conecta clusters o grupos de nodos, como los servidores y estaciones, picamente asociados con la misma unidad de proceso. Proporciona múlples vías de comunicación entre estos nodos lo que la red puede tolerar todas las allas individuales y muchas múlples allas. Un nodo conene el soware FTE y un par de tarjetas NIC (Network Interace Controllers) la Red conene varios clusters conectados a switch y a un par de switches “backbone”.  “backbone”.   Los nodos orman una comunidad tolerante a alla, que permite hasta 200 disposivos FTE de los cuales 99 pueden ser controlado contr oladores res C200. La comunicación comunicación existe existe siempre siempre que exista un camino camino entre dos disp disposiv osivos, os, adicionalmente pueden agregarse 200 nodos no FTE.

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Figura 12: Red FTE.

3.4. Estándares de ccomunicación omunicación uli ulizados zados por la pl plataforma. ataforma. 3.4.1.. Proto 3.4.1 Protocolo coloss de comunica comunicación ción de uso indu industrial strial en entre tre contro controlado ladores. res. INTEGRACIÓN PROFIBUS: Es un sis sistema tema de comuni comunicac cación ión digita digitall abi abiert erto o y amplia ampliamen mente te uliza ulizado do con una amp amplia lia gama gama de aplicaciones en la automazación de procesos y abricación. El sistema Experion® Process Knowledge System (PKS) de Honeywell interactúa sin problemas con los disposivos PROFIBUS para permir un uso ácil y efcaz de los datos del disposivo para el control, visualización, diagnósco, parametrización y gesón de acvos.

¿Como funciona? La solución Experion PROFIBUS permite al usuario integrar disposivos PROFIBUS ulizando Control Builder (CB), una herramienta de ingeniería común para crear y confgurar estrategias de control de procesos. Los usuarios seleccionan de una biblioteca estándar de bloques de unciones para agregar ácilmente disposivos al sistema Experion y ulizar efcazmente la inormación del disposivo en el esquema de control y lógica. Una vez agregado al sistema, la inormación del disposivo PROFIBUS está disponible para su uso en las pantallas del operador. El estado del disposivo se propaga automácamente al sistema de eventos de alarma, lo que permite a los usuarios idenfcar y resolver rápidamente condiciones anormales. Se proporcionan pantallas de detalles estándar sin cargo para permir una puesta en servicio más rápida y para respaldar las acvidades de mantenimiento.

¿Qué problemas resuelve? La integración de Experion PROFIBUS permite a los usuarios reducir los plazos y costos del proyecto, proteger sus inversiones maximizando la vida úl de la solución y opmizar los parámetros operavos a lo largo del ciclo de vida de la planta. Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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3.4.2. Protocolos para el acceso a instrumentación instrumentación para control de procesos en campo.

Integración DeviceNet DeviceNet es una red líder a nivel de campo que conecta disposivos industriales de entrada/salida con controladores. Honeywell garanza una ácil integración de Experion® PKS con DeviceNet para ayudar a los usuarios a opmizar sus acvos existentes.

¿Qué es? El Experion-a-DeviceNet interaz proporciona una ruta de comunicación desde una red DeviceNet a un controlador Experion C200 / C200E o C300 a través de un módulo de interaz dedicada puente DeviceNet (DNB). El módulo 1756-DNB se puede montar tanto en el controlador como en el basdor de E / S y proporciona la interaz entre el sistema Experion y cualquier disposivo cerfcado por Open DeviceNet Vendor Associaon (ODVA). Esto permite al usuario ulizar ácil y eecvamente la inormación del disposivo conectado DeviceNet en la pantalla Experion y el esquema de control y lógica.

¿Como funciona? El Exp Experi erionon-a-D a-Devi eviceN ceNet et inter interaz az ul uliza iza bloque bloquess de un unció ción n genéri genéricos cos Experi Experion on C200 C200 / C200E C200E y Controlador C300 contenidos dentro de una biblioteca de interaz DeviceNet (DNETIF). Esta biblioteca se uliza dentro de Experion Control Builder para crear estrategias de control. Estos bloques genéricos proporcionan una interaz simple para disposivos cerfcados por Open DeviceNet Vendor Associaon (ODVA) que admiten datos numéricos y discretos. El módulo DeviceNet es un módulo ancho único que se puede colocar en el chasis C200 / C200E Serie-A y/o un chasis de E/S remotas que se conecta a través de ControlNet de E/S. En la topología C300, el módulo DeviceNet se coloca en un chasis Serie-A y se conecta c onecta al C300 a través del módulo FTE Bridge y el Control Firewall.

¿Qué problemas resuelve? La integración de Experion PKS con DeviceNet permite a los usuarios reducir los plazos del proyecto y el costo, a proteger sus inversiones mediante la maximización de la vida úl solución y opmizar los parámetros de uncionamiento a lo largo del ciclo de vida de la planta.

Integración FOUNDATION Fieldbus Permite a los usuarios con acilidad y efcacia sasacen su I/O necesita el uso de disposivos de campo inteligentes. Honeywell puede integrar ácilmente cualquier disposivo Fieldbus con Experion® Process Knowledge System (PKS) para mejorar las operaciones y reducir los costos de instalación, el empo de puesta en servicio y los gastos de mantenimiento.

¿Qué es? El sistema Experion PKS proporciona una interaz FOUNDATION Fieldbus efcaz y robusta a través de dos amilias de E / S. Ambos pos de módulo de interaz de bus de campo (FIM) proporcionan un diseño robusto de alta capacidad y orecen una integración de acceso a datos, control, conexiones, diagnóscos Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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y alarmas en todo el sistema con el sistema Experion PKS. FIM2 se proporciona en el actor de orma Serie-A e integra Fieldbus con el controlador Experion C200, mientras que FIM4 y FIM8 se proporcionan en el actor de orma Serie C y permiten la integración Fieldbus con el controlador C300. Los usuarios disrutan de caracteríscas y benefcios incomparables, que incluyen: • Diseño robusto con redundancia redundancia de módulo op opcional cional • Ingeniería intuiva e integración instantánea de disposivos • Integración efciente con otras aplicaciones y sistemas de control. • Función Función de descarga descarga de frmware frmware que ahorra empo empo

¿Como funciona? Experion PKS integra FOUNDATION Fieldbus de orma transparente en una única base de datos unifcada ulizando Control Builder (CB), una herramienta de ingeniería común para crear y confgurar estrategias de control de procesos. CB permite la confguración completa del disposivo, así como la integración instantánea mediante el uso directo de archivos de descripción de disposivo proporcionados por el proveedor. Además, se puede ulizar para la puesta en servicio y desmantelamiento de disposivos de campo, descargas de frmware y reemplazo, mantenimiento y resolución de problemas de disposivos. Toda la inormación valiosa inherente a cada disposivo Fieldbus se integra ácilmente en las pantallas operavas para opmizar las operaciones de la planta y reducir el empo de inacvidad del proceso. Las pantallas de detalles estándar se proporcionan sin cargo, lo que permite una puesta en marcha del circuito más rápida y un soporte completo para las acvidades de mantenimiento. Experion PKS también incluye el reemplazo de disposivos directamente desde la estación del operador para reemplazar reemplazar de manera manera segura segura un disposiv disposivo o deectuoso deectuoso o problemáco problemáco sin requerir requerir soporte soporte técnico.

¿Qué problemas resuelve? La integración de Fieldbus de Experion FOUNDATION orece el menor costo de instalación a través de la integración transparente de toda la inormación y los diagnóscos sobre los sensores y actuadores de la planta. Además, da como resultado una puesta en servicio y una puesta en marcha del sistema más rápidas que cualquier otra tecnología y orece importantes ahorros de costos debido a la reducción del cableado, la menor huella del sistema y la acilidad de confguración. HART es un protocolo abierto que orece los benefcios de los disposivos de campo inteligentes al empo que orece la simplicidad y acilidad de uso asociadas con las E / S tradicionales. Experion® Process Knowledge System (PKS) integra disposivos HART para mejorar el rendimiento del sistema, la disponibilidad del proceso, la seguridad y el rendimiento, al empo que reduce los costos del ciclo de vida para actualizar y mantener disposivos de campo inteligentes.

¿Qué es? Honeywell garanza una integración perecta con Experion con sus módulos de E / S habilitados para HART. Disponibles en los actores de orma Chassis-A, PMIO y Serie-C, los módulos permiten el uso eecvo de datos digitales HART para control, visualización, diagnósco, parametrización y gesón de acvos.. Los usu acvos usuari arios os pueden pueden mej mejora orarr la dis dispon ponibi ibilid lidad ad implem implement entand ando o los módulo móduloss de orma orma opcionalmente redundante. Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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Experion PKS brinda la libertad de comunicarse con disposivos HART eliminando barreras como las limitaciones de la velocidad de escaneo. El acceso a inormación detallada sobre el rendimiento y las condiciones anormales del disposivo permite a los usuarios inormar sobre el mal uncionamiento o allas del disposivo e inormación sobre las anormalidades relacionadas con el proceso. Además, la sol soluci ución ón HART HART propor proporcio ciona na a los operad operadore oress de la plant planta a y al person personal al de manten mantenimi imient ento o acceso acceso completo a toda la inormación de los disposivos de campo directamente a través de Experion.

¿Como funciona? La solución HART 'abierta', la mejor en su clase de Experion, completa automácamente el proceso HART y los datos de estado a través de las tarjetas de E / S en los controladores de proceso C200 y C300 y, fnalmente, en las pantallas estándar del operador. No se requiere absolutamente ninguna confguración adicional. Las tarjetas de E / S también proporcionan una capacidad de transerencia que permite la gesón completa de acvos mediante la aplicación Honeywell Field Device Manager (FDM). La solución completa se basa en estándares abiertos y es totalmente compable con la especifcación del protocolo HART. La solución portál está disponible en plataormas basadas en PC de bolsillo abierto y unciona igualmente bien con disposivos de todos los proveedores. Todos los datos específcos del disposivo se recopilan de los archivos de descripción de disposivo (DD) estándar de HART y no se requieren archivos especiales de proveedores para integrar el disposivo con la solución Honeywell. Si no hay un archivo DD disponible, se pueden ulizar los datos y diagnóscos de prácca común y universal HART.

¿Qué problemas resuelve? Los disposivos de campo inteligentes proporcionan inormación valiosa de proceso y diagnósco que mejora cada aceta del proceso y mejora las operaciones y la disponibilidad de la planta. La integración de Experion HART permite a los usuarios acceder y ulizar esta valiosa inormación de manera rentable, ulizando una tecnología que es ácil de implementar. Esto da como resultado una mejor disponibilidad del proceso y una mejor gesón de la seguridad del proceso, la planta y el personal.

3.5. Caso de aplicación aplicación en el sistema producvo producvo nacional. nacional. En conjunto con Honeywell Chile se da solución para el control de las estaciones de bombeo en cinco plantas de ENAP Refnerías, las cuales están ubicadas en Chillan, Linares, Molina, San Fernando y Bío Bío. El control es realizado por controladores híbridos Honeywell HC900 SIL2, visualizando cada proces pro ceso o con HMI Honey Honeywel welll 900 Contr Control ol Staon Staon,, todo todo lo mencio menciona nado do anter anterior iormen mente te es controlado y supervisado por el DCS Honeywell Experion PKS.

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Figura 13: Estación de bombeo.

Proyecto “Nueva Infraestructura Mina – Sistema de Control Distribuido Pao de Camiones Minera Los Pelambres” Este comprende el suministro, desarrollo y puesta en marcha de DCS Honeywell Experion PKS C300, PC industriales, I/O remotas y tableros para estas mismas, a lo largo del proyecto se ulizaron uliz aron protocolo protocoloss de comunicac comunicación ión Foundao Foundaon n Fieldbus, Fieldbus, DeviceNet, DeviceNet, Profbus Profbus y Modbus, Modbus, además de I/O análogas y digitales.  

Figura 14: Minera los pelambres.

IV. Conclusiones Introducción Introducció n a Sistemas de Control Distribuido. Evaluación Sumava 2

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Por medio de este inorme se adentrar en el uncionamiento de un sistema de control distribuido en base a la composición de su arquitectura básica. De igual manera, se logra hacer un reconocimiento de los módulos de entradas y salidas que estarán en constante uncionamiento respecto a las mediciones que sea realizadas en el nivel de campo, donde nos entregarán toda la inormación para que sea procesada en los niveles de gesón y control. c ontrol. El uso de los sistemas de control distribuido Honeywell en la industria nacional Industrial son empleadas exitosamente por importantes industrias a nivel nacional. Por ejemplo, en nuestro país, es común encontrar estos equipos uncionado en aenas como Codelco, Minera los Pelambres. Se encontró poca inormación, pero se enende que los DCS Honeywell son ulizados debido a que hay convocatorias de trabajo para este po de sistema.

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V. Referencias bibliográcas hps://new.abb.com/control-systems/system-800xa/800xa-dcs/hardware-controllers-io/ac800mcontrollers hps://www.honeywellprocess.com/en-US/explore/products/control-monitoring-and-saetysystems/integrated-control-and-saety-systems/experion-pks/controllers/Pages/c200-and-c200e.aspx hps://www.honeywellprocess.com/en-US/explore/products/control-monitoring-and-saetysystems/integrated-control-and-saety-systems/experion-pks/Pages/deault.aspx hps://www.honeywellprocess.com/ hps://www.iac.cl/project/mineralospelambres/ hp://www.iac.com.pe/project/honeywell-chile-enap-2015/ hps://instrumentacionycontrol.net/integracion-y-conecvidad-de-sistemas-dcs-consideraciones-y hps://instrumentacionycontrol.net/integracion-y-conecvidad-d e-sistemas-dcs-consideraciones-y-criterios/ hps://tv.uvigo.es/uploads/material/Video/2712/Honeywell_SCDenl hps://tv.uvigo.es/u ploads/material/Video/2712/Honeywell_SCDenlaindustriaoct08rev2.pd  aindustriaoct08rev2.pd  hps://instrumentacionycontrol.net/introduccion-a-los-s hps://instrumentaciony control.net/introduccion-a-los-sistemas-de-control-distribu istemas-de-control-distribuido-dcs/ ido-dcs/ hp://www.edcontrol.com/index.php/instrumentacion/instrumentacion-190/item/143-tecnologia-dcsahora-converda-en-una-solucion-de-automazacion-escalable hps://www.honeywellprocess.com/en-US/training/programs/control-monitoring-and-saetysystems/Pages/experion-pks.aspx hps://www.honeywellprocess.com/en-US/explore/products/control-monitoring-and-saetysystems/integrated-control-and-saety-systems/experion-pks/controllers/Pages/C300.aspx

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