CONTROL DE RELACION

CONTROL SELECTIVO

CONTROL ANTICIPATORIO

CONTROL DISTRIBUIDO

Los sensores, transductores, actuadores y demás instrumentos de análisis incluidos en elNIVEL 1, se encargan de comunicar las condiciones del proceso al sistema de control por unlado, y por otro, ajustan el proceso de acuerdo con las ordenes recibidas desde el sistema decontrol, del mismo nivel o superior. En el primer caso tendríamos los sensores y transductorese instrumental de campo y en el segundo los actuadores.

NIVEL 2 : Suele denominarse generalmente de control y regulación. En este nivel se encuentra lainterface de operaciones de cada uno de los procesos controlados.La interface de operaciones o consola será una estación tipo ordenador personal, ya queconstará de teclado, unidad de visualización y puntero. Esta interface permite al operadorobservar el estado del proceso y programar los elementos vinculados a él, individualmente siello es necesario. Los autómatas (PLC’s) ubicados en este nivel suelen ser de prestaciones más elevadas, dotados de módulos de comunicaciones industriales (buses de campo), además de sus funcionalidades características. Por otro lado, los ordenadores irán equipados con tarjetas a modo de interface, que permitirán la relación adecuada con el entorno. Ambos equipos “extraen” los datos más significativos del nivel inferior mediante los puentes de comunicaciones adecuados (gateway o bridge) y los ponen a disposición de la interface de operaciones.

NIVEL 3

Este nivel es el conocido como de mando de grupos y en él se sitúa la denominada en sudía “interface del ingeniero” y que hoy en día suele conocerse como “interface para el controlde la linea de producción”.Esta interface (con cualquiera de sus nombres) de un DCS facilita la coordinación de lasdiferentes células existentes en el nivel inferior, a la vez que supervisa y controla toda una área,permitiendo obtener una visón más amplia de lo que se está ejecutando en la planta. También proporciona información importante a los ingenieros después de la instalación y puesta en marcha del sistema.

NIVEL 4Es el nivel de dirección de la producción. En este nivel se define la estrategia de laproducción en relación con el análisis de las necesidades del mercado y se formulan previsiones de producción a largo plazo. Sobre estas previsiones, se planifica la producción en el NIVEL 3.En este cuarto nivel se utilizan estaciones de trabajo, que permiten simular estrategias deproducción e intercambiar datos con otros departamentos vinculados (diseño, I+D, etc), además de establecer posibles cambios en ingenierías de los procesos.

El bus de campo constituye el nivel más simple y próximo al proceso dentro de la estructura de comunicaciones industriales. Está basado en procesadores simples y utiliza un protocolo mínimo para gestionar el enlace entre ellos.

En cuanto a la expresión control de procesos industriales, ésta abarca, desde un punto de vista académico, la teoría de control básica de realimentación y acción PID, la instrumentación de control (sensores, actuadores, dispositivos electrónicos, etc.), la aplicación a procesos industriales (como, por ejemplo, la mezcla de componentes en un reactor químico), las diversas arquitecturas de control (centralizado, distribuido), las estructuras de control (feedback, feedforward, cascada, etc.) y la teoría de control avanzada (control predictivo, control multivariable, etc.), por citar algunos de los aspectos más relevantes.

Finalmente, y gracias al desarrollo de las comunicaciones industriales, el ordenador puede formar parte de redes de ordenadores jerarquizados mediante la utilización de un bus de bajo nivel (bus AS-i), un bus de campo (PROFIBUS, CAN, por ejemplo) o una red de área local (Ethernet industrial).

Hay que definir los módulos a utilizar según la complejidad del problema (seguridad, modos de marcha, producción) y representar gráficamente el caso de estudio mediante los estados y las transiciones de la guía GEMMA (Guía de Estudios de modos de marcha y paro).

Las HMI human-machine interfaces destinadas a la automatización industrial se pueden clasificar en dos grupos: de supervisión de procesos (basadas en SCADA Supervisory Control and Data Acquisition) y las de manejo y visualización a nivel de máquina (basadas en paneles).

El bus de campo (fieldbus, en inglés) es la suma de un protocolo y una tecnología de comunicación cuyo resultado es una red industrial de carácter digital y que transporta información, generalmente, en banda base. El protocolo, la corta longitud de los datos y la velocidad de transmisión que alcanza (1 Mbit/s), le hace ideal para comunicar dispositivos y equipos de campo en tiempo real. Así, inicialmente era utilizado como medio de comunicación entre sensores, actuadores, controladores digitales básicos y autómatas de clase baja; pero debido a la mejora en la velocidad de transmisión y la ínfima tasa de errores, el bus de campo ha pasado a ser considerado como una red local en los entornos de planta, por lo que suele verse haciendo funciones que antes correspondían exclusivamente a las LAN (Local Area Network).

Dando por hecho que un bus de campo aporta a las comunicaciones industriales todo loanteriormente citado, se le debe exigir, además:- Interconectividad: equipos de diferentes fabricantes pueden ser conectados físicamente a un mismo bus.- Interoperabilidad: posibilidad de intercambiar con éxito información entre equipos de diferentes suministradores.- Intercambiabilidad: equipos de cualquier procedencia pueden ser reemplazados por equipos funcionalmente equivalentes de otras procedencias.

Profibus (PROcess FIeld BUS) fue un proyecto conjunto financiado por el Ministerio Federal de Investigación y Tecnología de Alemania en el que

participaron 18 empresas alemanas para especificar, desarrollar y probar un nuevo bus de campo digital para instrumentos y dispositivos de control en el nivel más bajo de la jerarquía de automatización y control.Sin embargo, hoy en día Profibus es un modelo de comunicación industrial de carácter internacional, estando presente en multitud de plantas distribuidas por todo el mundo.

HARTbus de campo HART (Highway Addressable Remote Transducer).Este protocolo nace con la idea de compatibilizar modelos tradicionales en la comunicación de campo (4÷20mA) con modelos más actualizados que permiten llevar a cabo un control distribuido de los procesos, es decir, buses de campo.Éste es un protocolo que permite la utilización simultánea e independiente de la comunicación digital con la analógica convencional, sustituyendo los instrumentos de medida y control convencionales por los inteligentes tipo Hart (denominados por Rosemount, Smart)

Foundation FieldbusEl protocolo definido por la organización Fieldbus Foundation se denomina Foundation Fieldbus, y supone la evolución tecnológica hacia la comunicación digital en la instrumentación y en el control de procesos. Foundation Fieldbus (FF) es un sistema de comunicación totalmente digital, serie, bidirecional,que interconecta los equipos de planta como sensores, actuadores y controladores. Fieldbus es una Red de area local (LAN) para elementos usados en automatización de la producción con lacapacidad incorporada de distribuir el control a través de la red.

SOFTWARE DE USO EN SISTEMAS DCS: SCADAEl conjunto de programas que se implementan en uno o varios ordenadores para lasupervisión de procesos y control de la producción se denomina software SCADA, siglas correspondientes a Simulation, Control And Data Adquisition.

HMI y SCADA están relacionados entre sí en la medida en que uno o varios HMIs sonsubconjuntos o componentes de un sistema SCADA. Además, un DCS o Sistema de Control Distribuido es muy similar a un sistema SCADA, y también puede utilizar uno o más HMI s también.

HMI o interfaz hombre-máquina es simplemente la manera en que los humanos interactúan con las máquinas. Un HMI en términos de Indusoft Web Studio plataforma es un panel de control que está diseñado con facilidad, implementado y mantenido / modificar simplemente la creación o modificación en el entorno de desarrollo de Indusoft .Un Sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) es un Sistema de Automatización o lSistema de Control Industrial que involucra, control directo o comunicarse con uno o más de los siguientes:

1. Redes de automatización industrial y máquinas2. Telemetría y control remoto utilizando comunicaciones continuas o ráfaga3. Sistemas de Control de Procesos y Control de Procesos Estadísticos

4. Sistemas de Adquisición de Datos ( DAQ s)5. Históricos y Servidores de almacenamiento de datos6. Sistemas de Control Industrial utilizando PLCs y RTUs.7. Sistemas del entorno empresarial, tales como sistemas ERP y MES.8. Entorno de Computación de Nube Industrial9. Sistemas de Seguridady Procesos

Un sistema SCADA puede estar conectado continuamente a todos los componentes en el ICS , o puede estar intermitentemente conectado a algunos o todos, y se actualiza con una ráfaga de comunicación a través de modems de radio o celular (tecnologías 2G, 3G o 4G, CDMA yGSM) a los dispositivos y equipos de campo. 

SCADA es el acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition. Un sistema SCADA esta basado en computadores que permiten supervisar y controlar a distancia una instalación, proceso o sistema de características variadas. A diferencia de los Sistemas de Control Distribuido, el lazo de control es generalmente cerrado por el operador.