Sistemas de Control Distribuido - Uvigo-TV
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<strong>Sistemas</strong> <strong>de</strong> <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong> en la<br />
Industria<br />
Julio Ríos ( Honeywell Process Solutions )
Honeywell en el Mundo<br />
• Fundada en 1886<br />
• 116,000 empleados en mas <strong>de</strong><br />
100 paises<br />
• Facturación anual <strong>de</strong> 34<br />
billones <strong>de</strong> dólares (2007)<br />
Situada como la número 75 (<br />
Fortune 500 )<br />
• Li<strong>de</strong>r Global en productos <strong>de</strong><br />
tecnologia avanzada,<br />
servicios y soluciones<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
SPECIALTY<br />
MATERIALS<br />
TRANSPORTATION<br />
AND POWER<br />
SYSTEMS<br />
AUTOMATION<br />
AND<br />
CONTROL<br />
SOLUTIONS (ACS)<br />
AEROSPACE<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Honeywell Process Solutions (HPS)<br />
2007: $2.4B Ventas<br />
Canal Industrial en el negocio <strong>de</strong> la Automatización y el <strong>Control</strong><br />
<strong>Sistemas</strong> <strong>de</strong> <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
Refining,<br />
Chemicals<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Oil & Gas,<br />
Power<br />
Life Sciences,<br />
Mining, Paper<br />
Soluciones Avanzadas<br />
Servicio <strong>de</strong> soporte posventa<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Historia <strong>de</strong> los <strong>Sistemas</strong> <strong>de</strong> <strong>Control</strong><br />
<strong>Distribuido</strong> ( SCD )<br />
• Los SCD´ s fueron creados para sustituir a los controladores monolazo y a los<br />
or<strong>de</strong>nadores <strong>de</strong> proceso que tenian un solo procesador central<br />
• La disponibilidad <strong>de</strong> los primeros microprocesadores facilitó que Honeywell<br />
fuera la compañia que lanzó el primer Sistema <strong>de</strong> <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong> en 1974<br />
el sistema TDC 2000 ( Total Distributed <strong>Control</strong> ). Tuvo tanto éxito que en poco<br />
tiempo se convirtió en el sistema mas extendido en la industria <strong>de</strong> proceso<br />
• La arquitectura <strong>de</strong> un SCD está formada por múltiples procesadores, cada uno<br />
<strong>de</strong> los cuales controla una unidad <strong>de</strong> proceso <strong>de</strong> una planta, <strong>de</strong> forma que en<br />
caso <strong>de</strong> fallo solo es esa parte la que queda sin control<br />
• Los sistemas <strong>de</strong> control distribuido disponen <strong>de</strong> una configuración<br />
redundante opcional. El sistema <strong>de</strong> control TDC2000 disponia <strong>de</strong> un<br />
controlador <strong>de</strong> reserva por cada un máximo <strong>de</strong> ocho controladores activos<br />
• Los SCD´s diseñados inicialmente para el control analógico <strong>de</strong> procesos,<br />
evolucionaron rápidamente hacia sistemas híbridos que manejaban asimismo<br />
señales <strong>de</strong> entrada/ salida digital ( princios <strong>de</strong> los años 80 )<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Evolución <strong>de</strong> los <strong>Sistemas</strong> <strong>de</strong> <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
1975 (BOS)<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
1983 (US)<br />
1996 (GUS) Entorno Windows<br />
2004<br />
(ES)<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
<strong>Sistemas</strong> <strong>de</strong> <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong> ( SCD ), PLC (<br />
Programmable Logic <strong>Control</strong>ler ) y Scada (<br />
Supervisory <strong>Control</strong> and Data Acquisition )<br />
• El primer PLC fué <strong>de</strong>sarrollado por Dick Morley <strong>de</strong> Modicom en 1967 y<br />
sustituia a los armarios <strong>de</strong> relés ( Lad<strong>de</strong>r Logic ) para aplicaciones <strong>de</strong><br />
enclavamientos y seguridad. En los años 70 los PLC´s comenzaron a integrar<br />
señales analógicas en su estructura<br />
• La arquitectura Scada está formada por las estaciones <strong>de</strong> supervisión en un<br />
lado ( Consola <strong>de</strong> Operación ) y los controladores ( Típicamente PLC´s ) a los<br />
que se une a través <strong>de</strong> una red propietaria o un standard <strong>de</strong>l mercado<br />
(Ethernet, DHP, etc. )<br />
• La diferencia fundamental entre un SCADA y un DCS, es que el DCS tiene una<br />
sola base <strong>de</strong> datos disponible en la red <strong>de</strong> supervisión ( Consola <strong>de</strong> operación<br />
) que se vuelca en los controladores <strong>de</strong> proceso y resi<strong>de</strong> en ellos<br />
permanentemente.<br />
En un sistema SCADA hay varias bases <strong>de</strong> datos, cada PLC tiene la suya y el<br />
sistema <strong>de</strong> supervisión tiene otra base <strong>de</strong> datos don<strong>de</strong> resi<strong>de</strong>n las direcciones<br />
<strong>de</strong> los puntos a las que se dirige el sistema <strong>de</strong> supervisión para adquirir los<br />
datos disponibles en las memorias <strong>de</strong> los controladores<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Gestionando la Complejidad Industrial<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Planificación Logística y Estratégica ( ERP )<br />
Aplicaciones <strong>de</strong> Negocio (MES)<br />
Aplicaciones Avanzads<br />
(SCD)Sistema <strong>de</strong> <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong> (DCS )<br />
Instrumentación <strong>de</strong> Campo<br />
Nivel 5<br />
Nivel 4<br />
Nivel 3<br />
Nivel 2<br />
Nivel 1<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Desafios <strong>de</strong> la Industria<br />
Seguridad<br />
Proteger a la personas<br />
a los Acivos y al<br />
Proceso<br />
Billones perdidos al<br />
año en la industrua<br />
Petroquímica<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Fiabilidad<br />
Mejorar la<br />
Disponibilidad y<br />
reducir las Paradas<br />
Millones <strong>de</strong> euros<br />
perdidos al año<br />
<strong>de</strong>bidos a paradas no<br />
programadas<br />
Eficiencia<br />
Mejorar la<br />
Productividad y reducir<br />
los Costes<br />
Con menos personal<br />
se pue<strong>de</strong>n tomar<br />
mejores <strong>de</strong>cisiones<br />
mas rápidamente<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Misión <strong>de</strong> los <strong>Sistemas</strong> <strong>de</strong> <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
Seguridad<br />
Disponer <strong>de</strong> varias<br />
capas <strong>de</strong> protección<br />
para reducir inci<strong>de</strong>ntes<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Mejorar el Desarrollo <strong>de</strong>l Negocio<br />
Fiabilidad<br />
Soluciones Fiables que<br />
Mejoran el Perfil <strong>de</strong> la<br />
Producción<br />
Eficiencia<br />
Integrar la información <strong>de</strong><br />
campo en la ca<strong>de</strong>na <strong>de</strong><br />
suministro para tomar<br />
mejores <strong>de</strong>cisiones y más<br />
rápido<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Mejorar la Seguridad<br />
Mejorar la Respuesta en<br />
las Emergencias<br />
Reducir el Factor Humano<br />
Reducir Fallos<br />
inesperados <strong>de</strong>l Equipo<br />
<strong>de</strong> <strong>Control</strong><br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Desafios <strong>de</strong> la<br />
Industria<br />
Mantener Estable el<br />
<strong>Control</strong><br />
Capas <strong>de</strong><br />
Protección<br />
para reducir<br />
Inci<strong>de</strong>ntes<br />
Soluciones Honeywell<br />
Sistema <strong>de</strong> Seguridad<br />
Detección <strong>de</strong> Fuego y Gas<br />
Entrenamiento <strong>de</strong> Operadores<br />
Procedimientos <strong>de</strong> Operación<br />
Gestión <strong>de</strong> Alarmas<br />
Pantallas <strong>de</strong> Operación Intuitivas<br />
Gestión <strong>de</strong> Activos<br />
Detección <strong>de</strong> Corrosión<br />
<strong>Control</strong> Avanzado<br />
<strong>Control</strong> Regulatorio<br />
Inci<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> Seguridad <strong>de</strong>l Proceso son generalmente precedidos por<br />
Eventos que pue<strong>de</strong>n ser Detectados y Prevenidos<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Mejorar la Fiabilidad<br />
Operar Consistentemente<br />
La Fiabilidad <strong>de</strong>l Proceso resi<strong>de</strong> en la Detección y en la Prevención<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Desafios <strong>de</strong> la<br />
Industria Soluciones Honeywell<br />
Mejorar la Gestión <strong>de</strong><br />
Activos<br />
Dar mas Responsabilidad<br />
a los Empleados<br />
Aumentar la Vida <strong>de</strong> los<br />
Activos<br />
Transmisores Inalámbricos<br />
Detección <strong>de</strong> la Corrosión<br />
Gestión <strong>de</strong>l Cambio<br />
Gestión Avanzada <strong>de</strong> Alarmas<br />
Mobilidad Inalámbrica<br />
Simulación y Entrenamiento<br />
Gestión <strong>de</strong> los Límites<br />
<strong>Control</strong> Avanzado <strong>de</strong>l Proceso<br />
Gestión <strong>de</strong> los <strong>Sistemas</strong><br />
Gestión Abiertos <strong>de</strong> la vida <strong>de</strong> los<br />
Productos<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Mejorar la Eficiencia<br />
Empresa Integrada para facilitar la toma <strong>de</strong> Mejores Decisiones y más Rápidas<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Desafios <strong>de</strong> la<br />
Industria<br />
Mejorar la Eficiencia en las<br />
Operaciones <strong>de</strong> Planta<br />
Mejorar el Proceso/<br />
Eficiencia Energética<br />
Aumentar la<br />
disponibilidad <strong>de</strong> la<br />
instalación productiva<br />
Soluciones <strong>de</strong><br />
Honeywell<br />
Gestión <strong>de</strong> la Información<br />
Simuladores <strong>de</strong> Proceso<br />
Gestión <strong>de</strong> la Producción<br />
Gestión Energética<br />
<strong>Control</strong> Avanzado <strong>de</strong>l Proceso<br />
<strong>Control</strong> <strong>de</strong> Calidad<br />
Gestión <strong>de</strong> Activos<br />
Optimización <strong>de</strong>Procesos<br />
Optimizar la Ca<strong>de</strong>na <strong>de</strong><br />
Planificación Programación<br />
Suministro Gestión <strong>de</strong> la Fabricación (MES )<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Experion Platform Architecture – Simplified<br />
View<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
APLICACION<br />
Empleo <strong>de</strong> una solución wireless para monitorizar la temperatura <strong>de</strong> los<br />
colectores. Requisitos:<br />
•Empleo <strong>de</strong> transmisores electrónicos <strong>de</strong> temperatura<br />
wireless en vez <strong>de</strong> cableados<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
• Solución segura, fiable, eficiente y económica<br />
• Instalación con capacidad <strong>de</strong> expansión (integración <strong>de</strong><br />
vi<strong>de</strong>o, señales inalámbricas <strong>de</strong> sensores, etc.)<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Cabinets<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Cabinets<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Experion Platform Architecture – Simplified<br />
View<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
<strong>Control</strong>ador C300<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
DSA Arquitectura distribuida <strong>de</strong> servidores<br />
FTE<br />
Console<br />
LCN<br />
Console<br />
Extensions<br />
LCN-<br />
connected<br />
ES-C<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
C300<br />
…<br />
<strong>Control</strong>lers<br />
…<br />
.<br />
FTE<br />
AM<br />
NIM HM HG<br />
HPM CB<br />
TPS<br />
Server<br />
s<br />
ExperionPKS<br />
Expansion<br />
Station<br />
HART<br />
Server<br />
ACE<br />
e-Server<br />
Business<br />
Information<br />
DSA<br />
Fire Wall<br />
DSA<br />
DSA DSA<br />
Central <strong>Control</strong> Room<br />
Server<br />
FTE<br />
LCN<br />
ExperionPKS<br />
FTE<br />
ES-C GUS<br />
Console<br />
NIM HM HG<br />
HPM CB<br />
TPS<br />
ACE<br />
Server<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Integración Integraci <strong>de</strong> <strong>Control</strong> y Seguridad <strong>de</strong> Proceso y<br />
Patrimonial<br />
OPC<br />
XLS80e<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Arquitectura <strong>de</strong> la plataforma Experion<br />
Advanced Applications Network<br />
Integrated<br />
Supervisory <strong>Control</strong><br />
ACE<br />
Wireless<br />
Access<br />
Advanced Enterprise Wi<strong>de</strong><br />
Applications<br />
Business FLEX<br />
Workcenter<br />
POMS, OptiVISION<br />
Firewall Business Network<br />
Plant Asset<br />
Management<br />
Asset Manager<br />
Supervisory <strong>Control</strong> Network<br />
Field Mobility<br />
Mobile PKS<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Field Rounds<br />
Automation<br />
IntelaTrac PKS<br />
Plant Wi<strong>de</strong><br />
Data<br />
Warehouse<br />
PHD<br />
Remote Operations<br />
Experion Station<br />
Regulatory, Logic<br />
Sequential & Mo<strong>de</strong>l<br />
Based <strong>Control</strong>s<br />
C300/C200 & Profit Loop<br />
Redundant<br />
and / or<br />
Remote<br />
I/O<br />
Casual User<br />
Secure Read Only<br />
Process Display<br />
Web Server<br />
eServer<br />
Multivariable <strong>Control</strong><br />
and Optimization<br />
Profit Suite<br />
Web-based Human Interface<br />
Experion Station<br />
ASM Operator Effectiveness<br />
Ergonomic<br />
Operator Consoles<br />
Icon Series<br />
Vi<strong>de</strong>o as a Process Sensor<br />
Digital Vi<strong>de</strong>o Manager<br />
Redundant<br />
Global Database & Historian<br />
Experion Server<br />
Local <strong>Control</strong> Network<br />
Wireless<br />
Transmitters<br />
Process<br />
Manager<br />
Desktop<br />
Access<br />
for Business<br />
Applications<br />
Web Browsers<br />
Vi<strong>de</strong>o Ethernet<br />
Basic<br />
<strong>Control</strong>ler<br />
Investment Protection<br />
for TPS/TDC<br />
Experion on LCN<br />
Integrated<br />
Physical<br />
Security<br />
Enterprise<br />
Building<br />
Integrator<br />
Plant Simulation<br />
UniSim<br />
Precision Measurement<br />
and <strong>Control</strong><br />
Quality <strong>Control</strong> System<br />
SIL 3 Safety System<br />
Safety Manager<br />
ETSII Vigo – 31 <strong>de</strong> Octubre 2008
Digital Vi<strong>de</strong>o Manager Integración Integraci n en el Sistema <strong>de</strong> <strong>Control</strong><br />
Imágenes a tiempo real o<br />
grabadas en las Estaciones <strong>de</strong><br />
Operación<br />
Registro <strong>de</strong> alarmas y eventos<br />
activados<br />
SISTEMAS DE <strong>Control</strong> <strong>Distribuido</strong><br />
en la Industria<br />
Servidor Experion PKS y<br />
estaciones<br />
Estaciones <strong>de</strong><br />
Experion PKS<br />
Operación<br />
Server Stations<br />
Network Switch<br />
<strong>Control</strong>lers and Field Devices<br />
DVM Database<br />
and Camera<br />
Server<br />
Cámaras fijas y móviles<br />
Almacenamiento y grabado <strong>de</strong><br />
vi<strong>de</strong>o Digital en el servidor DVM<br />
TCP/IP (Ethernet)<br />
Additional<br />
DVM Camera<br />
Server(s)<br />
Cameras/Camera Streamers<br />
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