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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
