03 SCD Honeywell

SISTEMAS DE CONTROL

DISTRIBUIDOS (SCD)

Prof. Pedro Palma

Noviembre 2012

Reseña Histórica Sistemas de

Control Distribuido

TDC-2000 año 1975 – 1985: Basic Controller

TDC-3000 año 1986 – 1995 : PM, APM

TPS año 1995- 2002: HPM, Windows NT

Experion PKS 2003: PC, Ethernet, Fieldbus

Arquitectura del Sistema Honeywell

TPS (1999)

Conceptos Utilizados en TPS

GUS: Global User Station

PHD: Process Historic database

APP: Application Process Platform

TPN : TPS Network Antigua LCN ( Local Control

Network).

UCN : Universal Control Network

HPM : High Performance Process Manager

NIM : Network Interface Module

Funcionamiento

Los instrumentos (4-20 mA) son conectados al HPM (APM, PM).

Los algoritmos de “control” residen en los procesadores del HPM.

Aplicaciones Complejas residen en el APP node.

Las estaciones de trabajo (GUS) leen/escriben data en tiempo real desde los HPM.

Los históricos son almacenados en el PHD (Oracle), utilizados para tendencias y registro de alarmas.

¿Control Distribuido ?

El concepto era distribuir las unidades de control multivariable ( HPM) en distintos sectores de la planta.

Pudiendo comunicarse todos hasta una unidad central de operación.

Este concepto fue poco comprendido en su momento, ya que inicialmente esta tecnología se utilizó para reemplazar los antiguos paneles de control neumático. Por lo tanto los HPM se concentraban en vez de distribuirse.

Wiring

FT

PT

AT

LT

24 V

25

0

4-20

mA

J Box FTA /

Marshalling

IOP

C

O

N

T

R

O

L

L

E

R

HPM

NIM

UCN

GUS

LCN

CARDFILE

J. Box : Caja de Conexiones

FTA: Field terminal Assembly

IOP: Input/Output Processor

CardFile : “Rack”

Características de la instalación

Requiere gran cantidad de cables ( 1par por señal)

Requiere de Grandes Gabinetes para albergar las FTA, Cardfile c/IOP etc. Una pequeña instalación requiere al menos dos gabinetes de 800x800x2000 mm alto. Uno para FTA y otro para IOP.

La electrónica requiere condiciones especiales (aire acondicionado).

Ventajas de la Tecnología

Es muy utilizada en las empresas del país (minería y petróleo) y a nivel mundial es lider. Las industrias de mayor complejidad (petroquímicas, nucleares) utilizan sistemas de control Honeywell.

El sistema es robusto, con una alta disponibilidad.

Permite redundancia de controladores, IOP, y FTA.

Puede utilizar FTA de seguridad intrínseca.

Ejemplos de Implementación

HPM

GUS

Lo nuevo en Honeywell

Experion PKS

Process Knowledge System

Capacidades de Comunicación

Field Device Networks Foundation Fieldbus

HART

Profibus

System Networks Ethernet

Controlnet

Software Interfaces OPC

En que consiste

Es la nueva arquitectura de control ofrecida por Honeywell, e integra la antigua ( TPS) vía GUS o Server.

Las red principal es una FTE( Fault Tolerant Ethernet).

Las estaciones de operación son basadas en Windows.

Los controladores son de tecnología Allen Bradley. Utiliza las mismas tarjetas que el RS Logix. Aun cuando son fabricadas especialmente para Honeywell.

Tiene comunicación directa con DeviceNet y Control Net ( Protocolos de Allen Bradley). Además de comunicación con Fieldbus Foundation y Profibus.

Evolución de Consolas de Operación

•1975

•1985

•1995

•2004

Tipos de Consolas

ES-F: (P-IV, 2, 2.5, 3 Ghz, Windows 2000 o XP). Experion

Station Flex.

Funciona en Arquitectura Cliente -Servidor (FTE, Internet u

otro)

Capacidades:

Alarmas /Eventos

Tendencias

Grupos de Operación

Popup

Video en Línea

Displays de configuración, Lazos, diagnosticos.

OPC Data Client

Tipos de Consolas

ES-C: (P-IV, 2.5, 3 Ghz, Windows 2000 o XP).

Experion Station Flex.

Además de ES-F, posee la capacidad de comunicarse

directamente con los controladores Experion PKS.

Provee una alta disponibilidad para sistemas críticos.

Esta diseñado para operadores que están

constantemente monitoreando y controlando el

proceso.

Fieldbus Foundation (Simple)

Fieldbus Foundation (Redundante)

FTE (Fault Tolerant Ethernet)

FTE (Fault Tolerant Ethernet)

Una red FTE conecta “clusters” de “nodos”.

Un nodo es un dispositivo en la RED

Un cluster es un set de nodos ( típico del mismo

proceso)

Los nodos en el cluster tienen una alta tasa de

comunicación. Razón por la cual se conectan a un

mismo par de Switches.

Un nodo contiene el software FTE y un par de

tarjetas NIC ( Network Interface Controllers).

La tipica Red contiene varios cluster conectados a

switch y a un par de switches “backbone”

FTE (Fault Tolerant Ethernet)

Los swicthes son certificados FTE

Los nodos forman una comunidad tolerante a falla,

que pemite hasta 200 dispositivos FTE de los cuales

99 pueden ser controladores C200.

La comunicación existe siempre que exista un camino

entre dos dispositivos.

Adicionalmente pueden agregarse 200 nodos no FTE.

Un firewall (router) puede comunicar la red FTE a

otras redes por ejemplo a IT.

FTE (Fault Tolerant Ethernet)

Los cables utilizados son Cat. V cobre o Fibra Optica.

FTE Ejemplo de Red