Sistema de Control Distribuido

ESTUDIO SOBRE INTEGRACIÓN DE REDES DE INSTRUMENTACIÓN
DIGITALES EN SISTEMAS DE CONTROL PARA EL MEJORAMIENTO DE
PROCESOS INDUSTRIALES

DIANA ALEJANDRA RIAÑO SABOGAL

UNIVERSIDAD EAN
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERIA DE PRODUCCIÓN
BOGOTA, D.C.
2010

ESTUDIO SOBRE INTEGRACIÓN DE REDES DE INSTRUMENTACIÓN
DIGITALES EN SISTEMAS DE CONTROL PARA EL MEJORAMIENTO DE
PROCESOS INDUSTRIALESMonografía para optar por el título de
Ingeniera de Producción

Tutor
DIEGO ADOLFO RODRIGUEZ CANTOR, MEngPr.
Profesor Asociado
Automatización Industrial

UNIVERSIDAD EAN
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERIA DE PRODUCCIÓN
BOGOTA, D.C.
2010

Nota de aceptación
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Firma del Presidente del jurado

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Firma del jurado

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Firma del jurado

Bogotá, D.C., 28 de Junio de 2010

AGRADECIMIENTOS

Agradezco sinceramente a la compañía Instrumentos & Controles S.A., por
permitirme ser parte de un gran equipo de trabajo, del cual profesionalmente he
tenido la experiencia de conocer las últimas tecnologías en cuanto al
mejoramiento de procesos, tema fundamental que comparto en este trabajo.
Agradezco a mi familia, a mis amigos y colegas, por su gran apoyo desde queinicie mis estudios, por sus aportes, conocimientos y experiencias compartidas,
las cuales han sido base de mi formación y crecimiento personal.

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN

5

1. GENERALIDADES

6

1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

6

1.2. JUSTIFICACIÓN

8

1.3. OBJETIVOS

9

1.3.1. Objetivo general

9

1.3.2. Objetivos Específicos

9

2. MARCO REFERENCIAL

112.1. MARCO CONCEPTUAL

11

2.2. MARCO TEORICO

14

2.2.1. Tipos de control

17

2.2.2. Selección del Sistema de Control

19

2.2.2.1. Guía de selección de Sistemas de Control
2.2.3. Control por computador

20
21

3. REDES DE INSTRUMENTACIÓN DIGITALES
3.1. MODELO OSI

23
23

3.1.2. Capas del modelo OSI

24

3.1.3. Modelo paralelo OSI

25

3.2. BUSES DE CAMPO OPROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
ESTANDARIZADOS

26

3.2.1. Protocolo de comunicación HART

27

3.2.2. Protocolo de comunicación PROFIBUS DP-PA

27

3.2.3. Protocolo de comunicación FOUNDATION FIELDBUS

29

3.2.4. Protocolo de comunicación MODBUS

29

3.2.5. Protocolo de comunicación DEVICENET

30

1

3.2.6. Protocolo de comunicación sobre ETHERNET

30

3.2.7. Protocolo decomunicación WIRELESS HART

31

3.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS BUSES MÁS USADOS A
NIVEL INDUSTRIAL

33

3.4. CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS BUSES DE CAMPO

37

4. SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO

39

5. ACTUALES SISTEMAS DE CONTROL

42

5.1. DCS SIMATIC PCS 7 del Fabricante Siemens

42

5.2. DCS SERIE I/A del Fabricante Foxboro/Invensys

44

5.3. DCS DELTA V delFabricante Emerson Process Management

45

5.4. DCS FREELANCE 800F del Fabricante ABB

46

6. APLICACIONES EXITOSAS EN LA INDUSTRIA

47

6.1. CONTROL EN ESTACIONES DE CRUDO – ECOPETROL

47

6.2. NUEVA PLANTA PRODUCTORA – ARAUCO CHILE

48

6.3. MEJORAMIENTO DE LAS OPERACIONES DE LA PLANTA – SHELL

51

6.4. SOLUCIÓN WIRELESS EN PENNSYLVANIA POWER AND LIGHT

52

7.PROPUESTA PARA LA UNIVERSIDAD EAN

53

CONCLUSIONES

66

RECOMENDACIONES

67

REFERENCIAS

68

2

LISTADO DE FIGURAS
Pág.

Figura 1. Control manual

11

Figura 2. Control y supervisión manual

12

Figura 3. Evolución de los dispositivos de control

13

Figura 4. Intercambiador de calor

15

Figura 5. Diagrama de bloques

16

Figura 6. Acciones PID

19...