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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 />

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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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