historia de los sistemas de control distribuido

7/22/2019 Historia de Los Sistemas de Control Distribuido

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HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO (DCS)

DCS

Un Sistema de Control Distribuidoo SCD, ms conocido por sus siglas en

ingls DCS(Distributed Control System), es un sistema de control aplicado a procesos industriales

complejos en las grandes industrias como petroqumicas, papeleras, metalrgicas, centrales degeneracin, plantas de tratamiento de aguas, incineradoras o la industria farmacutica. Los

primeros DCS datan de 1975 y controlaban procesos de hasta 5000 seales. Las capacidades

actuales de un DCS pueden llegar hasta las 250.000 seales.

Los primeros miniordenadores fueron

utilizados en el control de procesos

industriales desde el comienzo de la

dcada de 1960. El IBM 1800, por

ejemplo, era un equipo que tena a

principios de entrada/salida de hardware

para recoger seales de proceso en una

planta de conversin de los niveles de

contacto sobre el terreno y las seales

analgicas al dominio digital.

El primer sistema informtico de control

industrial, construido en el 1959 Texaco

Port Arthur, Texas, con una refinera RW-300 de la Empresa

Ramo-Wooldridge

Los DCS fue introducido en 1975 - Tanto Honeywell y la

firma de ingeniera elctrica japonesa Yokogawa introdujo sus

propios DCSs produccin independiente ms o menos almismo tiempo, con los sistemas de Centum TDC 2000,

respectivamente. Basada en Bristol EE.UU. tambin present

su controlador universal de 3000 UCS en 1975 - En 1978,

Metso introdujo su propio sistema de DCS se llama Damatic.

En 1980, Bailey introdujo el sistema RED 90. Tambin en

1980, Fischer y Porter Company introdujo DCI-4000.

La DCS fue en gran parte producido debido a la mayor

disponibilidad de las microcomputadoras y la proliferacin de

microprocesadores en el mundo del control de procesos. Ya se

venan aplicando automatizacin de procesos desde hace algn tiempo, en forma tanto

de control digital directo y control de punto de ajuste. A principios del decenio de 1970

Taylor Instrument Company, ha desarrollado el sistema de 1010, Foxboro sistema FOX1

y Bailey controla los sistemas de 1055. Todos estos eran aplicaciones DDC aplicadas en

minicomputadoras y conectado a la Entrada propietaria/hardware de salida. As como el

control continuo por lotes sofisticado se llev a cabo de esta manera. Un enfoque ms

conservador se estableci el control del punto, donde los equipos de procesos

supervisados grupos de controladores de procesos analgicos. Una estacin de trabajo

basada en CRT proporciona visibilidad sobre el proceso mediante el texto y los grficos


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de carcter crudo. La disponibilidad de una interfaz grfica de usuario completamente

funcional era una forma de distancia.

Fundamental para el modelo DCS fue la inclusin

de bloques de funciones de control. Los bloques de

funcin evolucionaron a partir de los primeros

conceptos DDC, ms primitivos de "Table Driven"

software. Una de las primeras realizaciones de

software orientado a objetos, bloques de funcin

eran "bloques" independientes de cdigo que las

tareas de control de hardware emulado componentes

analgicos y realizado que eran esenciales para el

control de procesos, tales como la ejecucin de los

algoritmos PID. Los bloques de funcin siguen

sufriendo como el mtodo predominante de control

para los proveedores de DCS, y se apoyan en tecnologas clave como la Foundat ion

Fieldbus hoy.

| Sistemas Midac, de Sydney, Australia, desarrollaron un

sistema de control digital directo distribuida orientada opuso

en 1982 - El sistema central corri 11 microprocesadores

comparten las tareas y la memoria comn y conectada a una

red de comunicacin serie de controladores distribuidos cada

ejecucin de dos Z80s. El sistema fue instalado en la

Universidad de Melbourne.

La comunicacin digital entre los controladores distribuidos, estaciones de trabajo y

otros elementos de computacin fue una de las principales ventajas de los DCS. La

atencin se centr debidamente en las redes, que proporcionan las lneas de suma

importancia de la comunicacin que, para aplicaciones de proceso, tuvieron que

incorporar funciones especficas, tales como el determinismo y la redundancia. Como

resultado, muchos proveedores

adoptaron el estndar de red IEEE

802.4.

Esta decisin sent las bases para la

ola de migraciones de tecnologa de la

informacin necesaria cuando se

mud a la automatizacin de procesos

y IEEE 802.3 IEEE 802.4 ms que

prevaleci como la LAN de control.


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LA ERA DE NETWORK CENTRIC DE 1980

En la dcada de 1980, los usuarios comenzaron a mirar a DCS como algo ms que lo

bsico de control de procesos. Un ejemplo muy temprano de un Co ntro l Digi tal Directo

DCS fue completado por el Midac empresas australianas en 1981-82 usando R-Tec

australiano hardware diseado. El sistema instalado en la Universidad de Melbourne

utiliza una red de comunicaciones en serie, conectando los edificios del campus denuevo a la sala de control "front end". Cada unidad remota corri 2 microprocesadores

Z80, mientras que el extremo delantero corri 11 en una configuracin de

procesamiento paralelo con memoria comn paginado de compar tir tareas y poda

ejecutar hasta 20.000 concurrentes objetos controles.

Se crea que si la apertura podra ser alcanzada, y mayores cantidades de datos podran

ser compartidos en toda la empresa, las cosas an mayores podran ser alcanzadas. Los

primeros intentos de aumentar la transparencia de DCS dieron lugar a la adopcin del

sistema operativo predominante del da: UNIX. UNIX y su compaero de tecnologa de

redes TCP-IP han sido desarrollados por el Departamento de Defensa para la apertura de

EE.UU., que fue precisamente el tema de las industrias de procesos buscaban resolver.

Como proveedores de resultado tambin

comenzaron a adoptar redes basadas en

Ethernet con sus propias capas de

protocolos propietari os. El estndar

TCP/IP completo no se llev a cabo, pero

el uso de Ethernet hace posible la

aplicacin de los primeros casos de la

gestin de objetos y la tecnologa

mundial de acceso a datos. La dcada de

1980 tambin fue testigo de los primeros

autmatas integrados en la infraestructuraDCS. Historiadores de toda la planta

tambin surgieron para aprovechar el

mayor alcance de los sistemas de automatizacin. El primer proveedor de DCS para

adoptar tecnologas de red Ethernet de UNIX y fue Foxboro, que introdujo el sistema

I/A Series en 1987.

LA ERA CENTRADA EN LA APLICACIN DE LA DCADA DE 1990

El impulso hacia la apertura en la dcada de 1980 cobr impulso a travs de la dcada

de 1990 con el aumento de la adopcin de comerciales de los componentes estndar y

estndares de TI. Probablemente, la mayor transicin emprendida durante este tiempo

fue el movimiento del sistema operativo UNIX al entorno Windows. Si bien el mbito

del sistema operativo en tiempo real para aplicaciones de control sigue estando

dominado por las variantes en tiempo real comerciales de UNIX o sistemas operativos

propietarios, todo por encima de un control en ti empo real se ha hecho la transicin a

Windows.


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La introduccin de Microsoft

en las capas de escritorio y

servidores como resultado el

desarrollo de tecnologas como

OLE para control de procesos,

que ahora es un estndar de

facto de la conectividad de la

industria. La tecnologa de

Internet tambin comenz a

dejar su huella en la

automatizacin y el mundo

DCS, con la mayor parte HMI

DCS soporte a la conectividad

a Internet. La dcada de 1990

tambin fueron conocidos por el "bus de campo Wars", donde las organizaciones rivales

compitieron para definir lo que se convertira en el estndar de bus de campo IEC para

la comunicacin digital con la instrumentacin de campo en lugar de las

comunicaciones analgicas 4-20 miliamperios. Las primeras instalaciones de bus decampo se produjeron en la dcada de 1990. Hacia el final de la dcada, la tecnologa

comenz a desarrollar un impulso significativo, con el mercado consolid alrededor

Ethernet I/P, Foundation Fieldbus y Profibus PA para aplicaciones de automatizacin de

procesos. Algunos proveedores construyen nuevos sistemas desde cero para maximizar

la funcionalidad con el bus de campo, tales como Rockwell sistema PlantPAx,

Honeywell con Experion y sistemas SCADA Plantscape, ABB con el sistema 800xA,

Emerson Process Management con el sistema de control DeltaV de Emerson Process

Management, Siemens con la APS -T3000 o Simatic PCS 7 y Azbil Corporacin con el

sistema Harmonas-DEO. De bus de campo tcnicas se han utilizado para integrar

mquina, unidades, calidad y condicin aplicaciones de monitoreo a uno DCS con

sistema de ADN Metso.

El impacto de COTS( los productos que estn disponibles comercialmente y se puede comprar

"tal cual), sin embargo, fue ms pronunciado en la capa de hardware. Durante aos, el

principal negocio de los proveedores de DCS haba sido el suministro de grandes

cantidades de hardware, en especial de E/S y controladores. La proliferacin inicial de

DCS requiere la instalacin de enormes cantidades de este hardware, la mayora de ellos

fabricado de abajo hacia arriba por los proveedores de DCS. Componentes informticos

estndar de fabricantes como Intel y Motorola, sin embargo, hicieron un costo

prohibit ivo para los proveedores de DCS para seguir haciendo sus propios componentes,

estaciones de trabajo y equipos de redes.

A medida que los proveedores realizan la transicin a los componentes COTS, tambindescubrieron que el mercado de hardware se estaba reduciendo rpidamente. COTS no

slo dio lugar a menores costes de fabricacin de la empresa, sino que tambin

disminuye de manera constante los precios para los usuarios finales, que tambin se

estaban volviendo cada vez ms vocal sobre lo que perciban como los costes

indebidamente altos hardware. Algunos proveedores que antes eran ms fuerte en el

negocio de PLC, tales como Rockwell Automation y Siemens, fueron capaces de

aprovechar su experiencia en hardware de control de fabricacin para entrar en el


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mercado DCS con las ofertas de coste efectivo, mientras que la

estabilidad/escalabilidad/fiabilidad y funcionalidad de estos emergente sistemas to dava

estn mejorando. Los proveedores tradicionales DCS introducen nuevo sistema DCS

generacin basado en la ltima Comunicacin y del IEC, que resulta en una tendencia

de combinar los conceptos/funcionalidades de PLC y DCS tradicionales en un uno para

toda la solucin denominada "Sistema de automatizacin de procesos". Las diferencias

entre los distintos sistemas se mantienen en las reas tales como: la integridad de base

de datos, la funcionalidad de pre -ingeniera, la madurez del sistema, transparencia en la

comunicacin y la fiabilidad. Si bien se espera que el ratio de eficiencia es

relativamente el mismo, la realidad del sector de la automatizacin a menudo operando

estratgicamente caso por caso. El actual paso siguiente evolucin se denomina

sistemas de automatizacin de procesos colaborativos.

Para agravar el problema, los proveedores tambin se dan cuenta de que el mercado de

hardware se est saturando. El ciclo de vida de los componentes de hardware como de

E/S y el cableado es tambin tpicamente en el rango de 15 a 20 aos, para hacer un

mercado de sustitucin desafiante. Muchos de los sistemas ms antiguos que se han

instalado en los aos 1970 y 1980 se encuentran todava en uso hoy en da, y hay unagran base instalada de sistemas en el mercado que se acerca al fin de su vida til.

Economas industriales desarrolladas en Amrica del Norte, Europa y Japn ya tenan

miles de DCS instalados, y con pocas o ninguna las nuevas plantas en construccin, el

mercado de un nuevo hardware fue pasando rpidamente a la ms pequea, aunque las

regiones de ms rpido crecimiento, como China, Amrica Latina , y Europa del Este.

Debido a la disminucin de negocio del hardware, los proveedores comenzaron a hacer

la difcil transicin de un modelo de negocio basado en hardware a otra basada en

software y servicios de valor aadido. Es una transicin que todava se est realizando

en la actualidad. La cartera de aplicaciones que ofrecen los proveedores ampliado

considerablemente en los aos 90 para incluir reas como la gestin de la produccin, el

control basado en modelo, la optimizacin en tiempo real, gestin de activos de la

planta , las herramientas de gest in del rendimiento en tiempo real, gest in de alarmas, y

muchos otros. Para obtener el valor real de estas aplicaciones, sin embargo, a menudo

se requiere un contenido de servicio considerable, que los proveedores tambin ofrecen.

El Per, como pas que recoge las tecnologas de USA y Europa, tambin ha heredado toda esta

transicin en la historia de esta tecnologa.

Actualmente, esta tecnologa se aplica en la minera, cementeras, generadoras hidroelctricas,

generadoras trmicas, generadoras de vapor, generadoras de ciclo combinado, etc. Siendo la de

ABB y Siemens las ms difundidas en nuestro Pas.

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