Automatización IndustrialIngeniería en Electricidad y

Electrónica2013

Automatización IndustrialUnidad de Aprendizaje Nº 1.

Fundamento de Sistemas de Control Distribuido y Técnicas de Automatización de Plantas.

Aprendizajes esperados:

Resumir, sintetizar, estudiar y describir características de los sistema de control e instrumentación industrial.

Describir y reconocer los módulos de E/S de los PLC y computadores. Estudiar las características, limitaciones y potencialidades de los software

de control industrial. Análisis de la interfase HMI. Análisis de procesos productivos que utilicen SCADA.

Fundamento de Sistema de Control Distribuido

• Un sistema de control distribuido consiste en proporcionar a los usuarios un entorno de utilización de un único sistema donde no se percibe la existencia de múltiples sistemas. Un sistema distribuido es una red de computadores que interconecta a lugares que tienen recursos computacionales para capturar y almacenar datos, procesarlos y enviar la información a otros sistemas.

• Un sistema distribuido nos permite que cada una de las maquinas que lo componen tengan la capacidad de capturar y procesar los datos en donde este ocurriendo dichos eventos, además de poder recibir respuestas rápidas a sus consultas, almacenar datos en el sistema y preparar reportes cuando se necesiten. Sin embargo, también puede transmitir datos o reportes de un sistema a otro enlazado en una red.

Sistema de Control Distribuido

Características de un Sistema Distribuido

• Las máquinas son autómatas.• Las máquinas están unidas a una red de

computación.• Proveen facilidades de computo, son flexibles y

ampliamente aplicadas como las computadoras convencionales, centralizadas o mainframe.

• Capacidad de comunicación.• Accesible a recursos remotos del mismo modo

como lo hacen a los recursos locales.

Sistema de Control Distribuido

Objetivo de los Sistema Distribuidos

• El objetivo primordial de un sistema distribuido consiste en proporcionar a los usuarios un entorno de utilización de un único sistema donde no se perciba la existencia de múltiples sistemas, un sistema distribuido es una red de computadores que interconectan a lugares que tiene recursos computacionales para capturar y almacenar datos, procesarlos y enviar información a otros sistemas.

Ventajas de un Sistema Distribuido

Economía. Velocidad. Distribución. Confiabilidad. Crecimiento por incremento. Datos compartidos. Dispositivos compartidos. Comunicaciones. Flexibilidad.

Desventajas del Sistema Distribuido

Software dedicados.Redes.Seguridad.

Complejidad de los Sistemas Distribuidos

• Sistemas fuertemente acoplados.• Múltiples procesamientos.• Sistema paralelos.• Transmisión de datos.• Un solo objetivo.

• Sistema débilmente acoplados.• Una sola estación de trabajo.• Transmisión de datos en baja velocidad.• Múltiples objetivos.

Arquitectura del Sistema Distribuido

• Existen cuatro niveles de mando dentro de un sistema de control distribuido.

» Nivel de entrada y salida.» Nivel de campo y procesos.» Nivel de control.» Nivel de gestion

Jerarquía en los Sistemas Distribuidos

Elementos de un Sistema Distribuido

• Interfase con el proceso (instrumentación básica).

• Se trata de elementos que se encuentran en contacto con el proceso, tanto realizando mediciones para informar sobre variables para llevar a cabo las actuaciones que pide el sistema de control.

• Mencionar ejemplos

ADQ

• Tarjeta de adquisición de datos y generación de señales.

• La interfase unidad de control – procesos se lleva a cabo a través de las tarjetas AD /DA, que tiene la funciones de adquirir y generación de señales.

• Unidad de decisión.

• Entendemos por unidad de decisión los equipos computaciones con las funciones de:

» Controlar» Recopilar datos» Generación de alarmas» Intervención de procesos.» Intervención operativa.» Redundancia.

• Red de comunicación.

• Todos los elementos del sistema de control han de estar comunicados mediante una red de transmisión de datos, que permite.

– Gestionar gran numero de paquetes de datos de pequeño tamaño.

– Transmitir señales de forma rápida y con una elevada frecuencia.

– Operar en entornos agresivos.

Técnicas de Construcción

• Los sistemas de control distribuidos se debe crear considerando los siguientes aspectos técnicos.

Transparencia. (Lograr que el sistema se vea como un todo). Confiabilidad. (Consistencia de datos). Escalabilidad. (Funcionamiento independiente). Flexibilidad. (Facilidad para cambio). Desempeño. (Mínimo tiempo de respuesta, máxima, rendimiento,

mínimo uso de recursos y mínima cantidad de mensajes) Intercambiabilidad ( Cambio de componente sin afectar el sistema).

Técnicas de Construcción

• Los sistemas de control distribuidos se debe crear considerando los siguientes aspectos técnicos.

– Portabilidad( capacidad de funcionalidad de los sistema computaciones en cualquier arquitectura de hardware)

– Interoperatibilidad ( Capacidad que consiste en que varios sistemas de distribución puedan interactuar y trabajar juntos en la solución del problema.

Requerimiento de aplicación

• Debe existir un mecanismo de comunicación global entre los procesos.

• La administración de procesos debe ser única.• Comunicación dependiente e independiente

mientras obedezca a un protocolo estándar.• Llamadas al sistema único.• Sistema de archivo visibles dentro de la red.• Coordinación de actividades globales

Ejemplo practico SCD