Electiva Sistemas Distribuidos

Introducción

El desarrollo del control distribuido en la industria va
paralelo al de las comunicaciones . Cada vez es más
necesario disponer de dispositivos inteligentes para realizar el
control o la supervisión remota, tanto de procesos de
fabricación, como de almacenamiento o distribución.
Los sistemas o redes de comunicación empleados en entornos
industriales se encuentran sometidos a una problemática
específica que condiciona enormemente su diseño y
los diferencia de las redes de datos o redes de oficina. El
desarrollo de los microprocesadores, microcontroladores y los
controladores lógicos programables (PLCs) dio lugar a la
aparición del control distribuido. En este tipo de
esquema, un PLC o un microprocesador controla una o más
variables del sistema realizando un control directo de las
mismas. Estos equipos de control local se comunican con otros
elementos de su nivel y con el nivel superior de
supervisión.

En la presente monografía se desarrollará
el tema sistemas de control distribuido, refiriéndonos
siempre a control en el ámbito industrial. Para esto en
primer lugar se describirá sintéticamente la
evolución cronológica de los sistemas de control
industrial hasta llegar a los controladores actuales. Luego se
describirán las estructuras que pueden tener estos
sistemas de control y las características que deben tener
los sistemas de supervisión. Después se
verán todas las redes que están en juego el
ambiente de plantas industriales describiendo las
características que cada una debe tener, y las
implementaciones tecnológicas de las mismas.

Por último se realizará estudio de casos
específicos de redes de comunicación en sistemas de
control distribuidos y sus principales
características

Cabe aclarar que en este se utiliza el termino
control distribuido para aplicaciones de control de
arquitectura distribuida, como las descripta anteriormente, no
refiriéndonos específicamente a controladores,
conocidos en la jerga de control como DSC (sistemas de
control distribuidos) únicamente. Esto es porque en la
actualidad todos los dispositivos de control ya sean (DSC o PLC u
otro) están capacitados para trabajar con arquitecturas
distribuidas que serán estudiadas en el presente
trabajo.

Evolución
de la automatización industrial

Los conceptos de automatización tienen sus
orígenes con la revolución industrial. Los
elementos mediante los cuales se llevaban a cabo las decisiones
de control eran elementos mecánicos y
electromagnéticos con el advenimiento de la electricidad
(motores, relés, temporizadores, contadores ). Esto
tenía el problema que los tableros de control (armarios
eléctricos) llegan a tomar grandes tamaños
según se hacían automatizaciones más
complejas.

En los años 50 con la aparición de la
electrónica comienzan a utilizarse los semiconductores con
lo que se reduce el tamaño de los armarios
eléctricos y se reduce el número de averías
por desgaste de componentes. Aunque esto resultaba mucho
más amigable que los grandes tableros eléctricos
del principio presentaba un problema de falta de flexibilidad: ya
que un sistema de control sólo sirve para una
aplicación específica, y no es
reutilizable.

Debido a esto y a la creciente demanda industrial del
momento en el año 1968 Ford y General Motors plantean las
especificaciones que debe cumplir un controlador
electrónico programable para ser realmente útil en
la industria.

Es así que Bedford associates desarrolla un
prototipo de controlador industrial, que puede ser considerado el
primer PLC de la historia (programmable logic controller o
autómata programable industrial). Este presentaba las
características que reclamaba la industria:

• Reutilizable.

• Adaptado a entornos agresivos
(industria)

• Fácilmente programable por
técnicos eléctricos .

• Implementado con electrónica
de estado sólido (semiconductores)

Los primeros PLCs se usaron para controlar procesos
secuenciales (cadenas de montaje, transporte, etc). El problema
que presentaba era que su memoria era cableada, por lo que la
reutilización es posible pero costosa.

A principio de 1970 aparece el microprocesador y con los
primeros ordenadores digitales. Se empezaron implementar memorias
con semiconductores eliminando las memorias cableadas mayor
flexibilidad por la facilidad de programación. Pero por
entonces todavía la tecnología de los
microprocesadores no era utilizable en la industria por falta de
robustez , dificultad de conexión a equipos
mecánicos y dificultad de programación.