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Curso Sistemas de Control Distribuido DCS

DCS vs PLC/SCADA/HMI: una comparación en uso (Parte 2 de 2)

 enero 26, 2020

By  Jose Carlos Villajulca

Demostrando las Ventajas

Podemos mostrar algunos ejemplos de como el flujo de trabajo con DCS nos permitirá ahorrar y reducir drásticamente el tiempo de implementación y mantenimiento de nuestras aplicaciones, comparado con sistemas que involucran PLC/HMI/SCADA.

Se hace mucho más fácil explicar esto siguiendo la secuencia de tareas en el desarrollo de un proyecto:

 

Paso 1: Diseño del Sistema

Los ingenieros o técnicos que utilizan PLC/SCADA deben planificar la integración del sistema con el HMI, sistema de alarmas, comunicación con el controlador y los demás controladores para cada NUEVO proyecto. Cada variable de control o TAG debe ser manualmente asignados para cada parte, y además en la documentación de ingeniería de todo el proyecto. Este proceso manual consume mucho tiempo y sobre todo está expuesto a errores humanos. Los ingenieros también deben aprender múltiples programas de software, que podría tomar semanas de tiempo en adaptarse bien.

Enfoque DCS: Conforme se implementa la lógica diseñada, el sistema de alarmas, el HMI y los sistemas de comunicación son automáticamente configuradas. Generalmente solo se necesita un UNICO software de configuración para actualizar una UNICA base de datos usada para todos los componentes del sistema. A medida que el ingeniero de control diseña la lógica de control, el resto del sistema también lo hace en paralelo. La forma sencilla de este proceso y su entorno permite a los ingenieros adaptarse y entender el entorno de desarrollo en pocos días. A consecuencia se produce un ahorro entre el 15 y 25 % dependiendo de la magnitud del HMI y el alarmado que se está diseñando en el sistema.

 

Paso 2: Programación

La lógica de control, el sistema de comunicación y HMI en sistemas PLC/SCADA son programadas independientemente. Los ingenieros de control son los responsable de la integración/enlace de las múltiples bases de datos que se crean en el sistema. Los ítems (tags) deben ser manualmente duplicados en cada elemento del sistema: escalamiento de los datos, niveles de alarma, y localización de tags (direccionamiento). Solamente está disponible un control básico. Extender las funcionalidades necesita crearlas en cada aplicación, por ejemplo feedforward, tracking, self-tuning, etc. Esto conlleva a tener aplicaciones no estándar, tediosas para operar y mantener. La redundancia es usada muy poco o muy simple en los PLCs. Una de las razones es de la dificultad en configurar y administrar la redundancia para la aplicación.

La forma en los DCSs: cuando la lógica de control es desarrollada, los overlays o faceplates HMI, alarmas y sistema de comunicación es automáticamente configurada. Los faceplates automáticamente aparecen con los niveles de alarma y escalamiento de la lógica de control. Estos elementos que contienen datos críticos en el sistema son configurados solo una vez en el sistema. Eso es analógico a tener el calendario en nuestro escritorio y que el teléfono automáticamente se sincroniza a vez de tener que volver a escribir todas las citas en ambos dispositivos. La redundancia es configurada en el software rápida y fácilmente, casi con un simple clic en un botón. El ahora potencial es entre 15 a 45%.

 

Paso 3: Comisionamiento y puerta en marcha

Testear un sistema PLC/HMI normalmente se lleva a cabo con trabajar en el planta después de que todo el cableado se haya completado y el jefe de operación pregunta “porque el sistema aun no está en marcha”. La simulación off-line no es posible, y si se quiere esto lleva un gran esfuerzo de programación para escribir código que simule la aplicación que se está controlando. Debido a los altos costos y una programación compleja, esto se hace raramente.

El beneficio de un DCS: un sistema DCS viene con la capacidad para simular automáticamente el proceso basado en la lógica, HMI y alarmado que se va ser usado por el operador de planta. En algunos casos se utiliza un software especial para modelar la planta entera y tener una experiencia casi exacta a todo el proceso, incluyendo la posibilidad de recorridos virtuales para entrenamiento de operadores.

Esto ahora tiempo significativo dado que la programación puede ser ya comprobada entes de que el cableado empiece. El ahorro potencial esta entre el 10 y 20% dependiendo de la complejidad de la puesta en marcha y comisionamiento.

 

Paso 4: Solución de Problemas

Un sistema PLC/SCADA ofrece excelentes herramientas para solucionar problemas. Por ejemplo, si una entrada o salida es conectada al sistema, la lógica de control será programada utilizando dicho punto sin problemas. Sin embargo, cuando este punto es actualizado, el HMI ha actualizado este punto también? Las alarmas han sido reconfiguradas?. La programación de la lógica es raramente mostrada al operador puesto que todo es un software diferente y nunca intuitivo para que el operador entienda.

La forma en un DCS: toda la información es automáticamente disponible para el operador respecto a la lógica que está ejecutando en los controladores. Esto reduce enormemente el tiempo que toma identificar problemas y poner el sistema en marcha nuevamente. El diagnostico de dispositivos de campo (HART o FieldBus) está disponible desde las consolas de operación. Esto ahorra entre 10 y 40%, claro variando específicamente por el tamaño del HMI y alarmado.

 

Paso 5: capacidad de cambiar para cumplir requerimientos del proceso

PLC/SCADA: el cambio en la lógica de control para cumplir con requerimientos de la aplicación es relativamente fácil. El problema viene cuando con estos requisitos adicionales o nuevas funcionalidad deben ser integradas con las estaciones de operación. Nuevamente si se cambia una entrada en una nueva dirección o tag, el cambio debe ser realizado manualmente en todo el sistema.

DCS: agregar o cambiar la lógica en el sistema es también fácil. En muchos casos incluso más fácil cuando se ha implementado la lógica basándose en plantillas o modelos. Cuando estos cambios se efectúan, los datos en la lógica de control son propagados automáticamente a todos los aspectos del sistema. Esto significa mucho menos errores y todo el sistema a cambio con apenas un solo cambio en la lógica.

Ahorro potencial: entre 20 y 25%. Esto afecta directamente a la mejora continua de los programas.

 

Paso 6: Documentación del sistema

La documentación de un sistema PLC/SCADA se basa en realizarla para cada parte del sistema en general. A medida que cada elemento cambio, la documentación se debe actualizar por cada elemento y así tenerla al día. Una vez más, esto rara vez sucede, causando muchos problemas con los futuros cambios y resolución de problemas.

En un DCS cuando la lógica de control es modificada, la documentación de todos los aspectos del sistema, se crean automáticamente. En puede ahorrar entre un 30 a 50% dependiendo de la naturaleza de donde el sistema está instalado. Esos ahorros directamente minimizaran el tiempo de inactividad.

Esto tiempos de ahorro están basados en costos típicos asociados a un sistema usando 500 I/O más o menos, dos controladores, una Workstation y 25 lazos de control PID.

 

Conclusión:

Si estas usando, o planeando usar, PLCs y HMI/SCADA para controlar tu proceso continuo o discreto, tu aplicación podría ser candidata para usar una solución basada en DCS para ayudarte a reducir costos y mejorar la forma de controlar. El desarrollador puede concentrarse en agregar funcionalidad que proveerán mayores beneficios, reduciendo el periodo de retorno de nuestra inversión. La brecha entre los enfoques de DCS y PLC/SCADA es amplia, aunque podemos observar similitudes a nivel de hardware, siendo la UNICA base de datos el corazón de los beneficios de un DCS.



Jose Carlos Villajulca


Soy un apasionado Ingeniero Electrónico con especialización en Automatización, Control e Instrumentacion Industrial. Me encanta aprender cada dia, y sobre todo compartir mis conocimientos con el resto del mundo.

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  • José Carlos , felicitaciones por el comentario de los sistemas de control como son los PLC y los sistema DCS, te puedo comentar trabaje 24 años en la Planta de Celulosa Arauco en sus dos Planta, fui el Superintendente de Control e Instrumentación y Comunicaciones Planta digitales, entiendo muy bien las ventajas y diferencias entre los sistemas de control con PLC y DCS, actual docente y Relator de temas de Control no solo los Sistema Digitales como los son PLC y DCS también proceso como ejemplo Control y Proceso de Generadores de grandes Calderas de Generación 150 Ton/hra(45Kg/cm2 y 550 °C(Tres ) y ka mas grande de 1350Ton/hra a las misma presines y temperatura son realmente bomba por eso ahí los sistema de seguridad, cualquier intercambio no tengo problema, tengo mucha materia para presentación de control y Proceso lo que he visto que hay profesionales que hacen clase peo nunca tuvieron la experiencia de terreno, hay ramo en control que no lo puede hacer un Ingeniero que nunca estuvo en terreno, en ese caso entregan los mismo que está en los libros con información que no esposible entregarse si nunca ha visto un transmisor , una válvula de control o un PLC o un DCS.
    Saludos Atte.
    Guillermo Núñez Romero

    Reply

  • Buenas noches estimados colegas ,estoy bien complacido con la infomacion invaluable que ustedes bajan por este medio es recban de mi parte felicitaciones por lo que hacen,si en algún momento llegase a obtener los recurso necesarios para ver y hacer los cursos que ustedes tienen,con un potencial para proyectarse en cualquier instalacion de sistemas y automatizacion o control,gracias

    Reply

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