Sistemas de Control Distribuido con "FieldBus"

20 Julio 2010

 

Sabemos que un bus de campo debe cumplir con ciertas características especiales, tales como flexibilidad, resistencia a la interferencia electromagnética, facilidad de instalación, mantenimiento y programación. Sus principales ventajas sobre la técnica convencional del cableado hacia un control central son:

- Facilidad y menor cantidad de cableado.

- Rutas cortas para señales críticas como las analógicas.

- Facilidad para instalación.

- Facilidad para implementar modificaciones.

- Facilidad de expansión.

- Facilidad de mantenimiento.

- Reducción de interfaces y terminales.

- Menor costo por suministros de montaje (canaletas, tuberías conduit, etc.).

- Alta velocidad de procesamiento de señales.

- Alta confiabilidad de operación.

 

Los actuales esfuerzos de automatización son enfocados hacia la solución de problemas complejos y esto generalmente implica mayor uso de programas de usuario, tiempos de reacción menores y el procesamiento de :un número cada vez mayor de entradas y salidas. Estudios de comparación de costos han demostrado que la instalación de una sistema de bus de campo puede representar ahorros de hasta 35% respecto de un sistema centralizado.

 

Diferentes Buses de campo en un control distribuido

 

Cuando se considera la aplicación de una solución con sistemas distribuidos se debe diferenciar las siguientes posibilidades:

 

 

- CONTROL DESCENTRALIZADO

 

Se denomina así a la conexión directa en módulos I/O, de las señales de entradas y salidas cerca del proceso o máquinas a controlar. Las estaciones I/O son conectadas vía el bus de campo al sistema de control central.

 

"En vez de un cableado voluinitioso seleccionar el control descentralizado".

 

Al proyectar una instalación automatizada, los módulos o tarjetas de entrada/salida suelen colocarse en los autómatas centrales. Ello exige que cada instrumento de campo, como por ejemplo sensores, transmisores de medida y actuadores, se conecte mediante un cable de 2 ó 4 hilos a la entrada o salida prevista para él en dichos módulos o tarjetas.

 

Esta forma de cableado puede llegar a ser muy voluminosa y poca clara. Además, generalmente se requerirá montar estructuras de soporte mecánico como canaletas, tubos conduit, etc. Por otro lado, las interferencias electromagnéticas afectan seriamente a la fiabilidad de la instalación y las grandes distancias por salvar hacen inviables económicamente estas soluciones  convencionales de cableado.

 

Además, el sistema de automatización resulta muy caro de mantener y rígido ante cualquier ampliación o modificación.

 

Por ello, para instalaciones geográficamente dispersas y con una estructura flexible, la solución ideal es el sistema de periferia descentralizada.

 

Fig. 3.3 Reemplazo del atado de cables (ejemplo red ASI).

 

- CONTROL DISTRIBUIDO

 

Se denomina control distribuido a la asignación de tareas a varios controladores (ej. PLC) más pequeños instalados en ubicaciones estratégicas en la planta. En vez de instalar un controlador central de gran capacidad, los pequeños controladores son ¡nterconectados vía un sistema de bus de campo.

 

Esta solución presenta las siguientes ventajas:

 

• Programación más sencilla con programas más pequeños.

• Un arreglo más confiable de la estructura del sistema.

• Facilidad para ampliar o modificar el sistema.

• Mayor disponibilidad de información en el sistema debido a la presencia de controladores autónomos.

• Tiempos de reacción muy cortos, independientes de los tiempos de operación de bus.

 

... Y ¿qué ventajas presenta sobre el control descentralizado?

 

Ventajas del Control Distribuido

 

- Reducción de costos por cableado eléctrico.

- Reducción de costos por disminución de accesorios de montaje.

- Reducción de costos de mantenimiento.

- Calibración y diagnósticos remotos.

- Interoperabilidad.

- Interfaz directa con sistemas abiertos.

- Alta velocidad en procesamiento de información,

- Comportamiento similar al de sistemas centralizados.

- Mejoras en la calidad del producto final.

- Capacidad de comunicación en todos los niveles de la planta.

 

...   Y  ahora   ¿qué  consideraciones  debemos  tomar  para   integrar  los dispositíwos en un bus de campo?


Pues, esto lo responderemos en el siguiente articulo. Hasta la próxima.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 8 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo a mi email.

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