Sistema de control distribuido

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SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO

Los sistemas de control distribuido (Distributed Control Systems, DCS) fueron el resultado exitoso de la conjunción de las evoluciones del control automático analógico y de las técnicas de procesamiento digital.

La aparición del microprocesador hizo posible la aplicación del procesamiento en forma digital de los algoritmos de control, con información desde elcampo de los transmisores y acción inmediata sobre los elementos finales de control, que habían fracasado con el uso de las grandes computadoras.

La rápida aceptación de este tipo de sistemas a partir de mediados de los ’70 se basó en la seguridad y simplicidad de operación y mantenimiento, asociados a un costo competitivo con las soluciones alternativas existentes (control neumático oelectrónico analógico).

Otras ventajas fueron:

• Mayor capacidad de procesamiento: posibilidad de implementaciones de control más poderosas y complejas a bajo costo.
• Flexibilidad para realizar cambios, nuevas implementaciones y pruebas.
• Ahorros importantes en cableado y tamaño de sala de control.
• Mayor disponibilidad de información.
• Mejoras operativas:menos paradas imprevistas, y con menor duración, mejores interfases con el operador, mayor facilidad en los arranques y paros de la planta.

En este capitulo mostraremos las principales características físicas y de funcionamiento de los sistemas de control distribuidos.

6.1 Concepto de sistema de control distribuido

Hasta mediados de los ’70 la única posibilidad de procesamiento digital devariables analógicas era a través de computadoras que intercambiaban información por medio de convertidores analógicos/digitales. Como dijimos en el capitulo 2 de este tipo de control “centralizado” tenía dificultades ya que una falla de la computadora abarcaba un área importante de la planta (sino toda).

La implementación de redundancias para asegurar la continuidad operativa era cara (otracomputadora) y compleja, las dos máquinas debían poseer en todo momento la misma información de todas las variables, valores deseados, parámetros de control, salidas, etc.

Además debía preverse un mecanismo altamente confiable que conmutara de una máquina que fallaba, a la que estaba en espera; sin introducir perturbaciones en el proceso.

Todas estas dificultades no pudieron ser resultas en formaconfiable y económica por lo que el control por computadora quedó limitado al control de valores deseados (Set Point Control SPC) (Ver capitulo 2).

La aparición del microprocesador permitió distribuir la “inteligencia”. El tratamiento de las variables estaba distribuido entre distintos procesadores, lo que limitaba la consecuencia de una falla a una parte del proceso.

Por otra parte un buendiseño de la ingeniería de aplicación específica y un grado de redundancia importante y relativamente sencilla en procesadores y buses, aseguraron la continuidad operativa de las plantas en donde se aplicó el DCS.

El concepto de redundancia aplicado a este tema significa que existen un par de elementos iguales uno activo y el otro en espera. Ante falla del que esté activo, se transfieren todaslas operaciones que estaba realizando a la otra unidad gemela, sin alteración en el funcionamiento del conjunto del sistema.

Otro concepto que se utiliza es el de tolerancia a las fallas, donde dos o más unidades gemelas están ejecutando las mismas tareas. Ante falla de una de las unidades, ésta se inhibe continuando la otra con el normal funcionamiento de lo que se estaba realizando. Elsistema continúa funcionando sin alteraciones.

En los dos casos existe un administrador del “estado de salud” del sistema, que indica si se ha producido una falla, informándose a los operadores a través de las estaciones de operación y de las impresoras.

La distribución también se puede ver desde otros puntos de vista:

Distribución funcional (en subsistemas): subsistema de interfase con el...
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