SISTEMAS DE CONTROL DE LAS PLANTAS INDUSTRIALES (DCS Y PLC)

1.1. PLC
1.1.1. Partes de un PLC
1.1.2. Ejemplo de control con PLC

1.2. DCS
1.2.1. Diferencias entre DCS y un PLC
1.2.2. Partes de un DCS

1.3. ARQUITECTURA DE COMUNICACIONES EN UNA PLANTA INDUSTRIAL
1.3.1. Sala de control
1.3.2. Sala de armarios de control
1.3.3. Croquis de arquitectura de control de una planta industrial

1.1. PLC

A grandes rasgos vamos a distinguir entre dos tipos de sistemas de control en instalaciones industriales: las  controladas por PLC y las controladas por DCS.

Un PLC (programmable logic controller), es un equipo programable donde reside toda la lógica de control de una instalación.

1.1.1. Partes de un PLC

-Fuente de alimentación: Alimenta  eléctricamente al PLC

-CPU: El cerebro del equipo, donde reside principalmente la programación

-Tarjetas de entradas y salidas cableadas (analógicas y digitales): Las tarjetas de entrada recibirán las señales provenientes de la instalación para que la CPU las interprete y decida qué hacer.

-Tarjetas de comunicaciones: Estos módulos nos permitirá comunicar el PLC con otros PLC u otros equipos.

1.1.2. Ejemplo de control con PLC

 Un sensor de temperatura (TERMOPAR) está midiendo una alta temperatura del agua en la aspiración de una bomba, este valor medido es enviado a la tarjeta de entradas analógicas del PLC.

La señal es recibida por el PLC e interpretada en la CPU.

La CPU tiene programado que por encima de un valor de temperatura detendrá la bomba.

Envía una salida digital al cuadro de control de motores. Esta señal abrirá el contactor que alimenta al motor eléctrico desenergizándolo y deteníendolo.

1.2. DCS

El DCS (Distributed Control System).

1.2.1. Diferencias entre DCS y un PLC

Actualmente no hay mucha diferencia entre el controlador de un DCS y de un PLC de altas prestaciones. Seguramente dentro de poco se acaben fusionando ambos conceptos.

Sin embargo en el pasado cuando las CPU de los PLC no estaban tan desarrollados, si que había una gran diferencia entre ambos sistemas.

Un DCS se desarrollo con el concepto de distribuir la carga de trabajo entre distintos controladores, para poder gestionar muchos parámetros a la vez. Estos equipos se interconectan entre sí funcionando como un solo cerebro, pero cada uno está especializado en una función o en un área de la planta; intentando que cada controlador sea lo más independiente posible del resto.

Imaginar que quisiéramos controlar todo el cerebro con una sola neurona. 

Debido a sus limitaciones la neurona no daría abasto. Para evitar, esto nuestro cerebro tiene neuronas especializadas; que a su vez están interconectadas entre sí.

De la misma forma se desarrollaron los controladores, en los que se distribuye la programación de la planta, que a su vez interactúan entre si.

Sin embargo los PLC se desarrollaron como equipos totalmente independientes, era una solo neurona que pretendían controlar todo lo que pudieran; hoy en día los PLC de alta gama interactúan entre sí de la misma forma que los controladores de un DCS.

En una planta industrial los controladores se pueden ubicar físicamente en la misma sala o distribuirse por los alrededores.

1.2.2. Partes de un DCS

-Fuente de alimentación: Alimenta  eléctricamente al controlador

-CPU: El cerebro del equipo, donde reside principalmente la programación

-Tarjetas de entradas y salidas cableadas (analógicas y digitales): Las tarjetas de entrada recibirán las señales provenientes de la instalación para que la CPU las interprete y decida qué hacer.

-Tarjetas de comunicaciones: Estos módulos nos permitirá comunicar el controlador con otros controladores u otros equipos. 

1.3. ARQUITECTURA DE COMUNICACIONES EN UNA PLANTA INDUSTRIAL

1.3.1. Sala de control

En esta sala se ubicarán las pantallas de operación, desde aquí trabajarán los operadores de la planta.

Es común que los ordenadores de estas pantallas no estén en la sala de control, para ello se puede instalar un extender de teclado ratón y pantalla conectado a los ordenadores de operación.

Los ordenadores de control tiene instalada la aplicación del “SCADA” (Supervisory Control And Data Adquisition, son las pantallas de visualización de la planta)

Estos ordenadores no llevan el control de la planta solo visualizan el estado y mandan señales a los servidores de la planta si el operador realiza alguna acción. El funcionamiento de estos equipos no es necesario para el funcionamiento correcto de la instalación.

1.3.2. Sala de armarios de control

En esta sala se instarán los armarios eléctricos con los servidores (ordenadores) y controladores (DCS).

Los servidores de la planta son normalmente dos ordenadores redundantes (instalados dentro del armario de servidores), por un lado reciben la información de los controladores y de los ordenadores de operación y por otro guardan información relevante para supervisión y control de la instalación.

La red que comunica los servidores con los controladores y ordenadores de operación será la red de supervisión.

Los controladores están ubicados dentro de los armarios de control.

Los controladores se comunicarán con otros a controladores a través de su red de control (normalmente anillo fibra óptica redundante).

1.3.3. Croquis de arquitectura de control de una planta industrial

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Julio César Fernández Losa 29/12/2014