Redes de Sistemas de Control Distribuído ( DCS ) 1 Introducción

Una red de control es un conjunto de elementos que comparten información con la finalidad de controlar un sistema productivo.

En nuestro caso se tiene un entorno denominado Sistema de Control Distribuido ( DCS ) Symphony. Usando equipos de la línea Elsag Bailey perteneciente al grupo ABB ( Asea Brown Bovery ).

2.9.2. El Sistema de Control Distribuído ( DCS )

Un sistema DCS tiene componentes que permiten al usuario ensamblar el Hardware de Control y el Software en un ambiente único.

El DCS provee un ambiente sencillo de programación para las presentaciones gráficas de planta, Pantallas de Control y el Programa de Control.

Toda la programación es realizada desde la WorkStation ( una computadora con capacidades adecuadas para la aplicación ); en ésta se diseñan las presentaciones gráficas y se escriben las ecuaciones de control.

El DCS posee controladores y estaciones de trabajo necesarias para la operatividad de sistema que posibilite monitorear y controlar eficientemente complejas plantas.

El hardware de un DCS posee uno o más WorkStation´s y uno o más Controladores PCU´s ( Unidad de control de proceso ), los que son conectados mediante una red ETHERNET.

El DCS es un sistema Muti Tasking, puesto que puede mejorar grandemente su funcionalidad en fábricas con amplio control, comparado con los sistemas simples Single Tasking; esto significa que si se tiene instalado un sistema, éste puede ser repotenciado grandemente sin muchas modificaciones adicionales.

Todo el Hardware ( WorkStation y Controllers ), será distribuído en todo el entorno geográfico productivo; las WorkStation están colocadas en los lugares más convenientes. Los programas que controlan la planta y las presentaciones gráficas en las Work Station también son distribuíbles.

Un proyecto de control tiene muchos programas, cada uno de los cuales no necesariamente se ejecutan en un sólo lugar. Esto nos indica que en un Sistema DCS no existe un único lugar de control, sino más bien varios, y estos a su vez pueden Interrelacionarse al nivel de monitoreo e incluso control.

Existen en el mercado diversas marcas que promueven este sistema por ejemplo: ABB ( Symphony, Harmony, Freelance 2000, INFI90 OPEN, y DCI System Six ), Honeywell, Yokogawa Blue Star, Foxboro, etc.

El sistema usado en la Planta de Óxidos es el SYMPHONY ( Elsag Bailey de ABB ). Este sistema trabaja dentro de una red denominada INFI-NET ( CNET ), cuya particularidad es la de poder soportar hasta 250 lazos ( loop´s ), y hasta 250 nodos por loop. Un lazo es un conjunto de elementos interconectados físicamente, formando un anillo cerrado; cada elemento del loop es denominado nodo. Los nodos básicamente son las WorkStation y los Controllers ( PCU ).

Una WorkStation en el Sistema SYMPHONY puede ser una Operator Workstation ( OWS ) o una Enginnering Workstation ( EWS ).

2.9.3. Operator Workstation ( OWS )

Denominadas también Operator Interface Station ( OIS ), es la estación de trabajo dedicada para el Operador de la Planta, en ella se tienen las denominadas Pantallas de Control sobre las cuales el operador tiene completo acceso, de tal manera que le permita un control total de la planta. En ésta se encuentra instalado un software denominado Human System Interface ( HSI ); éste es el Conductor NT 4.0 usado para la creación y configuración de pantallas de control.

2.9.4. Engineering Workstation ( EWS )

Es la estación de ingeniería usada para la configuración, mantenimiento y diagnostico de la red, en ésta se encuentran instalados todos los software necesarios para las funciones descritas, y solamente tienen acceso a ésta personal especializado. El software usado es el Composer 3.2. En la figura se muestra un esquema de un Sistema SYMPHONY. La planta de Oxidos de Tintaya, posee un LOOP y 11 NODOS

2.9.5. Características del SYMPHONY

Comparte información entre módulos de diferentes nodos. Presenta control redundante ( 2 módulos MFP ).

Realiza acciones de control en una consola o computadora conectada a través de una unidad de interface de red.

Realiza configuración y mantenimiento de la configuración de control desde una consola o computadora.

La red de comunicación INFINET, tiene capacidad para soportar hasta 250 lazos con 250 nodos por lazo..

2.9.6. El Composer

El Composer provee un conjunto comprensivo de herramientas de mantenimiento e ingeniería para el sistema de Gerenciamiento y Control Symphony.

El Composer está diseñado para trabajar en Windows NT, proporcionando un ambiente de trabajo que hace simple la configuración y mantenimiento del Sistema Symphony.

Las configuraciones en un proyecto son organizadas de manera simple permitiendo un manejo fácil de la configuración de las estrategias de control y pantallas gráficas del proceso en un sistema.

Todas las aplicaciones comparten una base de datos de la configuración para la validación de datos y proveer un simple punto de entrada de los mismos eliminando la duplicidad.

La información de otros sistemas relacionados al proceso ( como por ejemplo: procedimientos operacionales, layouts de planta, diagramas de cableado, esquema de gabinetes, etc ) creados con otras herramientas de software aplicativos pueden ser integradas en la presentación del proyecto para proveer al ingeniero y operadores acceso a variada información crítica de la planta.

La arquitectura cliente servidor de Composer provee un ambiente multiusuario, que permite configuraciones simultáneas hechas por varios usuarios. Adicionalmente los usuarios pueden tener acceso en línea a los datos e información del sistema que este funcionando.

2.9.7. Ingreso de las señales de campo al Control Distribuidor Bailey

Como puede verse, las señales de campo ingresan a través de los módulos I/O Slave, estos entregan sus señales por medio del Slave Spander Bus ( 500Kb/s ), hacia los módulos principales MFP ( Multifunction Processors Module ); estos a su vez se comunican por medio del bus ControlWay ( 1,0 Mbaud ) intercambiando información; el Controlway se enlaza con la red INFINET usando las NIS ( Network Interface Module ) y las NPM ( Network Processing Module ). Este flujo de información es similar para todos los PCU´s.

INFI-NET RING