M E C A T R Ó N I C A

ÁREA: AUTOMATIZACIÓN

SISTEMAS DE CONTROL POR COMPUTADORA

MATERIA: INTEGRACIÓN DE SISTEMAS AUTOMÁTICOS

FACILITADOR:

ALUMNO:

GRUPO:

RAMOS ARIZPE, COAHUILA 17 ENERO, 2013

ÍNDICE

Introducción…………………………………………………………………………… 1

Definición de control por medio de computadoras ………………………………. 2

Descripción de la función de cada elemento…………………………………. 3 y 4

Control Digital Directo (DDC)………………………………………………………... 5

Control Supervisorio (SC)……………………………………………………………. 6

Control Distribuido (DCS)……………………………………………………………. 7

Conclusión…………………………………………………………………………….. 8

Bibliógrafa……………………………………………………………………………... 9

INTRODUCCIÓN

Los sistemas digitales han tenido desde sus inicios mucha importancia para el desarrollo de diversas actividades. Algunas Empresas que podían contar con estos sistemas digitales para el control de sus procesos tuvieron mucha aceptación en las aplicaciones en el ámbito del control de cada proceso de sus productos, gracias a los PLC empezaron a desarrollar más rápido y eficaz su trabajo, solo hubo un problema, los costos de estos elementos eran un poco caros e impedían que muchas empresas tuvieran esta forma de trabajo, es por lo cual se desarrollaron diversas técnicas para el desarrollo y el control de los procesos con ayuda de la computadora y software especializados.

DEFINICIÓN DE CONTROL POR MEDIO DE COMPUTADORAS

La aplicación del computador en el control de procesos supone un salto tecnológico enorme que se traduce en la implantación de nuevos sistemas de control en el entorno Industria y posibilita el desarrollo de la navegación espacial. Desde el punto de vista de la aplicación de las teorías de control automático el computador no está limitado a emular el cálculo realizado en los reguladores analógicos El computador permite la implantación de avanzados algoritmos de control mucho más complejos como pueden ser el control óptimo o el control adaptativo.

El objetivo en un principio era sustituir y mejorar los reguladores analógicos, pero este objetivo se fue ampliando dada las capacidades de los computadores en realizar un control integral de las plantas de fabricación, englobando también la gestión de la producción.

Se considera que el sistema de control basado en PC es aquel en que el algoritmo de control corre en la PC. Sin embargo, en la mayor parte de las aplicaciones de sistemas de control basados en la PC, la función de control se ejecuta en el dispositivo de E/S.

Un sistema de control basado en PC está formado por tres partes básicas: la computadora personal PC con su hardware y software de base asociados, el software para control basado en PC, y el o los dispositivos de entrada y salida. Una característica importante de un Sistema de Control Basado en PC es que cada una de estas partes es un producto distinto, usualmente diseñado y comercializado por proveedores diferentes.

Diagrama de control por computadora

DESCRIPCIÓN DE LA FUNCIÓN DE CADA ELEMENTO

DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA (E/S)

El dispositivo de E/S cumple con las siguientes funciones:

Punto de conexión de las señales de campo.

Acondicionamiento de la señal: amplificación, atenuación, aislamiento, filtrado, etc.

Conversión A/D y D/A, multiplexado.

Comunicación con la PC, ya sea directamente al bus de datos de la misma, o por medio de interfaces RS-232, RS-485, USB u otras.

Control y cálculo, dependiendo del tipo de dispositivo de E/S. En efecto, algunos dispositivos de E/S no tendrán ningún tipo de nivel de inteligencia para esta función, mientras que otros tendrán capacidad de control secuencial, lógico, o regulatorio, cálculos, etc.

La siguiente clasificación de los dispositivos de E/S se basa en su capacidad de control y cálculo.

Tarjetas de E/S para Adquisición de Datos: Utilizadas en sistemas internos, son de bajo costo. No tienen ningún tipo de inteligencia para el control.

Sistemas de Adquisición de Datos: DAS Al igual que en el punto anterior, tampoco tiene capacidad de control. Su objetivo es la adquisición de un elevado número de señales, en forma económica. Son utilizados en sistemas externos. Tienen un alto grado de flexibilidad para la adición de señales.

PLC: La enorme difusión de los PLCs en muchas industrias ha bajado en forma sensible sus precios, por lo que éstos son muy utilizados como dispositivo de entrada salida. Se los utiliza en aplicaciones que requieren control lógico, secuencial e incluso algo de control regulatorio. También se los utiliza en donde no es necesario control alguno, ya que han logrado desplazar en precio a los sistemas de adquisición de datos de pequeño y mediano tamaño.

Instrumentos Unilazo: En forma general, los instrumentos unilazo disponen de interfaces de comunicaciones que permiten su supervisión desde PCs. En muchas plantas, estos instrumentos son comparados como parte de varios proyectos, a lo largo del tiempo. Luego se instala el sistema para supervisión basado en PC, que integra las señales de estos equipos. Algunos instrumentos unilazo son: Controladores, registradores, totalizadores, etc.

Dispositivos Programables: Son equipos dotados de inteligencia para el control, pero se diferencian de los equipos anteriormente descritos en que no poseen un nivel de software definido para una tarea específica. Por ejemplo un PLC está diseñado el control lógico, típicamente programable por medio de lógicas en escalera. Los controladores unilazo están diseñados para control PID, por lo que son sencillos de configurar para esta aplicación, y poseen una interfaz al operador diseñado para su función. En cambio, un dispositivo programable es programado en un lenguaje de alto nivel, con un alto grado de flexibilidad. Por supuesto, esta mayor flexibilidad implica un mayor trabajo de programación para una aplicación definida.

Otros: En definitiva, cualquier equipo basado en microprocesador que posea una interfaz standard como RS-232 ó RS-485 y un protocolo abierto puede ser supervisado desde una PC. Con frecuencia, el dispositivo de E/S es minimizado en la descripción de un Sistema de Control Basado en PC. Si pedimos a un usuario que nos describa su sistema, es probable que se explaye en el software de supervisión, el sistema operativo de la PC y la causa de su elección, la red, y la PC propiamente dicha, mientras dedica poco tiempo al dispositivo de E/S. Sin embargo, éste ha costado el 40% del total del sistema. El principal factor en la selección del dispositivo de E/S es la necesidad de control y cálculo. Esto orientará al uso de controladores unilazo, PLCs, etc. Otros factores a considerar son la facilidad de expansión, resolución de la conversión A/D y D/A, facilidad de mantenimiento y, por supuesto el soporte local y el costo.

CONTROL DIGITAL DIRECTO (DDC)

El sistema Control Digital Directo (DDC) compara la señal enviada al elemento final de control con la señal de entrada y determina la aceptación de la información para la acción de control. Si esta no es aceptable se retiene la última posición del elemento final de control. El operador es prevenido tomando el computador una acción de emergencia.

El DDC permite la transferencia automático manual sin perturbaciones y admite unas fáciles modificaciones de las acciones y de las configuraciones de los sistemas de control, lo cual es muy importante en la puesta en marcha de la planta.

CONTROL SUPERVISORIO

Los sistemas de control de procesos se definen como los encargados de vigilar los procesos de la planta a través de redes de computadoras interconectadas que permiten mantener las condiciones necesarias para que no ocurra ninguna perturbación en los procesos de la misma.

El sistema de control es responsable de tareas tales como monitorización y vigilancia para el cual existe un número de estaciones de trabajo (GUS, UWS, UxS, US, ver vocabulario) conectadas a través de una o más redes de área local, las cuales proveen acceso a un grupo de servicios distribuidos. La arquitectura física del sistema de control consiste en una serie de computadores, equipos electrónicos, sensores y actuadores interconectados.

El Control Supervisorio es desempeñado por el operador, quién debe conocer ampliamente el sistema de control. Él debe tomar en cuenta:

La distribución de la arquitectura del sistema. Los tipos de controles predominantes, tales como lazos de control cerrados

automáticamente por el sistema, control secuencial, batch (por carga),algoritmos avanzados, etc.

Tipos de variables acopladas. Las unidades de adquisición de datos del proceso se representan por los controladores de

lazos PID y PLCs. Medios de comunicación a través de redes de área local, conexión directa. Distribución de los datos.

CONTROL DISTRIBUIDO

El sistema de control distribuido (DCS) ha sido desarrollado para resolver la adquisición de grandes volúmenes de información, su tratamiento en centros de supervisión y mando, y la actuación en tiempo real sobre el proceso a controlar. Se trata de un sistema abierto, que permite la integración con equipos de otros fabricantes que realicen funciones específicas, y hace la función de canalizador de todos los datos recogidos para, a través de líneas de comunicación de alta velocidad, ponerlos a disposición de los usuarios de la planta. El sistema está especialmente recomendado para llevar a cabo la supervisión en plantas de diferentes procesos que en ellas se desarrollan, permitiendo a los usuarios disponer de una información procedente de distintos puntos del proceso.

El DCS, está basado en los siguientes componentes principales:

Estación de control de proceso o unidad de control local. Bus de planta. Estación de operador. Estación de ingeniería. Otros nodos de interfaces.

CONCLUSIÓN

En pocas palabras se podría explicar que la aplicación de estos sistemas de control a sido de gran utilidad en el manejo de procesos en la industria, gracias a el control y la facilidad de manejo. Gracias a eso las empresas han ahorrado de manera económica y en seguridad ya que los sistemas digitales han logrado sustituir a la mano de obra, que mejor la ayuda de estos sistemas que tienen mayor eficacia en el desarrollo de producto, siendo para el empresario la mejor forma de controlar la calidad y seguridad de su producto.

BIBLIOGRAFÍA

Sistemas De Control Digital - Editorial: Continental

Control Digital Directo - Julio Cesar Montesdeoca Contreras, José A González R.

UTT (Universidad Tecnológica De Torreón) – Integración De Sistemas Automáticos

Facultad De Ingeniería - Diseño De Un Sistema De Control Supervisorio Y Adquisición De Datos (Scada) Para El Monitoreo Remoto De Los Sistema De Energía Ininterrumpida.