Todo lo que necesitas saber sobre el Sistema de Control Distribuido

El sistema de control distribuido es el más popular, especialmente diseñado con redundancia y capacidades de diagnóstico para mejorar la confiabilidad y el rendimiento del control. Proporciona una mayor flexibilidad para controlar dispositivos de campo discretos distribuidos y sus estaciones operativas.

En esta era de tecnología revolucionaria, el sistema de automatización industrial utiliza tecnologías avanzadas de control de automatización para tener un mejor rendimiento de control en procesos complejos.

Para aumentar la confiabilidad, la productividad y la calidad mientras se minimizan los costos de producción, las industrias de control de procesos deben estar impulsadas por controladores integrados con una alta capacidad de control distribuido.

¿Qué es un sistema de control distribuido?

El sistema de control distribuido es un sistema de control especialmente diseñado para controlar aplicaciones complejas, grandes y distribuidas geográficamente en procesos industriales. En este caso, los controladores están distribuidos por toda el área de la fábrica.

Estos controladores distribuidos están conectados tanto a los dispositivos de campo como a las PC operativas a través de redes de comunicación de alta velocidad, como se muestra en la figura.

Los dispositivos de campo discretos, como sensores y actuadores, se conectan directamente a los módulos del controlador de entrada y salida a través de un bus de comunicación. Estos dispositivos de campo o instrumentos inteligentes pueden comunicarse con PLC u otros controladores mientras interactúan con parámetros reales como temperatura, presión, etc.

Los controladores están distribuidos geográficamente en diferentes secciones del área de control y están conectados a las estaciones de operación e ingeniería que se utilizan para el monitoreo de datos, registro de datos, alarma y control a través de otro bus de comunicación de alta velocidad.

Estos protocolos de comunicación son de diferentes tipos como Foundation Field Bus, HART, Profibus, Modbus, etc. DCS proporciona información a múltiples pantallas para la interfaz de usuario.

4 Elementos Básicos del Sistema de Control Distribuido

El sistema de control distribuido interactúa constantemente con los procesos en las aplicaciones de control de procesos, recibe instrucciones del operador. También facilita puntos de ajuste variables y la apertura y cierre de válvulas para control manual por parte del operador. Su interfaz hombre-máquina (HMI), fachadas y visualización de tendencias permiten un seguimiento eficiente de los procesos industriales.

PC de ingeniería o controlador

Este controlador es el controlador supervisor para todos los controladores de procesamiento distribuido. Los algoritmos de control y la configuración de varios dispositivos se ejecutan en este controlador. La comunicación de red entre el PC de procesamiento y el de ingeniería se puede implementar mediante configuraciones simples o redundantes.

Controlador distribuido o unidad de control local

Puede colocarse cerca de dispositivos de campo (sensores y actuadores) o en ciertos lugares donde estos dispositivos de campo están conectados a través del enlace de comunicación. Recibe instrucciones de la estación de ingeniería, como el punto de ajuste y otros parámetros, y controla directamente los dispositivos de campo.

Puede detectar y controlar entradas/salidas analógicas y digitales mediante módulos de E/S analógicas y digitales. Estos módulos son ampliables según el número de entradas y salidas. Recopila información de dispositivos de campo discretos y envía esta información a estaciones de operaciones e ingeniería.

En la figura anterior, los controladores AC 700F y AC 800F actúan como una interfaz de comunicación entre los dispositivos de campo y las estaciones de ingeniería. En la mayoría de los casos, sirven como controles locales para instrumentos de campo.

Estación del conductor o HMI

Se utiliza para monitorizar gráficamente los parámetros de toda la instalación y registrar los datos en los sistemas de base de datos de la instalación. La visualización de tendencias de varios parámetros del proceso proporciona una visualización eficiente y un seguimiento sencillo.

Estas estaciones operativas son de diferentes tipos, como algunas estaciones operativas (PC) que se utilizan solo para monitorear parámetros, algunas solo para visualización de tendencias, algunas para registro de datos y requisitos de alarma. Estos también se pueden configurar para tener capacidades de control.

Medios de comunicación y protocolo.

Los medios de comunicación consisten en cables de transmisión para transmitir los datos, como cables coaxiales, cables de cobre, cables de fibra óptica y, a veces, inalámbricos. Los protocolos de comunicación seleccionados dependen de la cantidad de dispositivos que se conectarán a esta red.

Por ejemplo, RS232 solo admite 2 dispositivos y Profibus para 126 dispositivos o nodos. Algunos de estos protocolos incluyen Ethernet, DeviceNet, Bus básico, Modbus, CAN, etc.

En DCS, se utilizan dos o más protocolos de comunicación entre dos o más áreas, como entre los dispositivos de control de campo y los controladores distribuidos y otro entre los controladores distribuidos y las estaciones de control de supervisión, como las estaciones de control de operación e ingeniería.

7 características importantes de DCS

• Para gestionar procesos complejos:

En la estructura de automatización de la fábrica, el controlador lógico de programación de PLC se utiliza para controlar y monitorear los parámetros del proceso con requisitos de alta velocidad. Sin embargo, debido a la limitación del número de dispositivos de E/S, los PLC no pueden manejar estructuras complejas.

Por lo tanto, se prefiere DCS para aplicaciones de control complejas con mayor número de E/S con controladores dedicados. Estos se utilizan en procesos de fabricación donde el diseño de múltiples productos se realiza en múltiples procedimientos, como el control de procesos por lotes.

Redundancia del sistema:

DCS facilita la disponibilidad del sistema cuando es necesario con funcionalidad redundante en todos los niveles.

Reanudar la operación de estado estable después de cualquier interrupción, ya sea planificada o no, es algo mejor en comparación con otros dispositivos de control de automatización.

La redundancia aumenta la confiabilidad del sistema al mantener la operación continua del sistema incluso en ciertas anomalías mientras el sistema está en funcionamiento.

Muchos bloques de funciones predefinidos:

DCS ofrece muchos algoritmos, más bibliotecas de aplicaciones estándar, funciones preprobadas y predefinidas para manejar sistemas grandes y complejos. Esto facilita la programación para controlar varias aplicaciones y toma menos tiempo para programar y controlar.

Potentes lenguajes de programación:

Proporciona más lenguajes de programación como escalera, bloque de funciones, secuencial, etc. para crear una programación personalizada en base a los intereses del usuario.

HMI más sofisticado:

Similar al sistema SCADA, el DCS también puede monitorear y controlar a través de la HMI (interfaz hombre-máquina) que proporciona suficientes datos al operador para cargar varios procesos y actúa como el corazón del sistema. Pero este tipo de sistema de control industrial cubre amplias áreas geográficas, mientras que DCS cubre áreas confinadas.

DCS transporta completamente toda la instalación de procesamiento a la sala de control como un ventana de la computadora Las tendencias, el registro y la representación gráfica de las HMI proporcionan una interfaz de usuario eficiente. El potente sistema de alarma DCS ayuda a los operadores a reaccionar más rápido a las condiciones de la planta

Plataforma escalable:

La estructura de DCS se puede escalar de acuerdo con la cantidad de E/S desde sistemas de servidores pequeños a grandes agregando más clientes y servidores en el sistema de comunicación y también agregando más módulos de E/S en los controladores distribuidos.

Sistema de seguridad:

El acceso al control de varios procesos conduce a la seguridad de la planta. El diseño de DCS proporciona un sistema seguro perfecto para administrar las funciones del sistema para un mejor control de automatización de fábrica. La seguridad también se proporciona en diferentes niveles, como el nivel de ingeniero, el nivel de contratista, el nivel de operador, etc.

Aplicación del Sistema de Control Distribuido

El sistema DCS se puede implementar en una aplicación simple como la gestión de carga utilizando una red de microcontroladores.

Aquí, la entrada se envía desde un teclado a un microcontrolador, que se comunica con los otros dos microcontroladores. Uno de los microcontroladores se utiliza para mostrar el estado del proceso y las cargas, mientras que el otro microcontrolador controla el controlador del relé. El controlador de relé, a su vez, impulsa el relé para operar la carga.

Espero que haya entendido el concepto de sistema de control distribuido y su importancia. Aquí hay una pregunta básica para usted: asigne a cualquier aplicación un DCS que conozca.

Comparta sus pensamientos y sugerencias sobre este artículo en la sección de comentarios a continuación.

Créditos fotográficos :

Sistema de Control Distribuido (DCS) por hurón
Arquitectura DCS por servicio de fábrica
Redundancia del sistema por utensilios de cocina
Bloque de funciones predefinido por modo de rastreo