Libro – Sistemas Digitales de Control de Procesos

Sistemas Digitales de Control de Procesos – Tomo I

 

Ing. Sergio V. Szklanny.
Ing. Carlos Behrends.

 
Indice:

1- Introducción

 

2-Evolución histórica de los Sistemas de Control

    2.1 La evolución de la industria de producción
    2.2 La evolución de la tecnología informática.
    2.3 La evolución de] control automático
        2.3.1. Orígenes
        2.3.2 Instrumentación neumática
        2.3.3 Instrumentación electrónica
        2.3.4 Introducción de la tecnología digital
en el área de control automático.
            2.3.4.1 Antecedentes
            2.3.4.2 Expansión
            2.3.4.3 La información
    2.4 Resumen e integración.
    2.5 Referencias y Bibliografía

3. Microprocesadores

    3.1 Introducción, Definiciones y Términos Usuales
    3.2 Descripción de los Componentes y su Interrelación
        3.2.1 El Microprocesador
        3.2.2 Buses
        3.2.3 Memorias
        3.2.4 Interfases de Entrada/Salida
            3.2.4.1 Interfases de Entrada/Salida Serie
            3.2.4.2 Interfases Analógico-Digital Series
    3.3 Funcionamiento
    3.4 Resumen e Integración
    3.5 Cuestionario
    3.6 Referencias y Bibliografía

4. Controladores Lógicos Programables

    4.1 Estructura de un PLC
    4.2 Clasificación
        4.2.1 Clasificación por construcción
        4.2.2 Clasificación por capacidad
        4.2.3 Clasificación por cantidad de E/S
    4.3 Entradas y Salidas
        4.3.1 Entradas discretas
        4.3.2 Salidas discretas
        4.3.3 Entradas analógicas
        4.3.4 Salidas analógicas
        4.3.5 Entradas / Salidas BCD
        4.3.6 Entradas / Salidas especiales
        4.3.7 Módulos inteligentes
    4.4 Unidad central de proceso (CPU)
        4.4.1 Procesador
        4.4.2 Memoria
    4.5 Programación
        4.5.1 Algebra booleana
        4.5.2 Operaciones adicionales requeridas
para aplicaciones industriales
        4.5.3 Representaciones utilizadas en
aplicaciones industriales
        4.5.3.1 Diagramas lógicos
        4.5.3.2 Listado de instrucciones
(mnemónicos)
        4.5.3.3 Lógica en escalera
    4.5.4 Programación estructurada y Lenguajes de alto nivel
    4.6 Equipos de programación
    4.7 Interfases con el operador
    4.8 Redundancia
        4.8.1 Algunas definiciones
        4.8.2 ¿Cuándo se utiliza redundancia?
        4.8.3 PLC simple
        4.8.4 PLC con CPU redundante y E/S simples
        4.8.5 PLC con CPU y E/S redundantes
        4.8.6 PLC triple redundante
        4.8.7 Sistemas de seguridad
    4.9 Resumen e integración
    4.10 Cuestionario
    4.11 Referencias y Bibliografía

5. Instrumentos Unilazo Programables

    5.1 Descripción de instrumentos unilazo
programables – Introducción
    5.2 Características generales
        5.2.1 Interfase con el operador
        5.2.2 Configuración
        5.2.3 Comunicaciones
        5.2.4 Instalación
        5.2.5 Características adicionales
    5.3 Características particulares
        5.3.1 Controladores
        5.3.2 Computadores de caudal
        5.3.3 Registradores
    5.4 Irnplementación de algoritmos de control
en equipos digitales – Introducción.
    5.5 El algoritmo PID
    5.6 Controladores PID digitales
        5.6.1 Tiempo de barrido
        5.6.2 Discretización del algoritmo
        5.6.2.1 Algoritmos posicionales
        5.6.2.2 Algoritmos increméntales
    5.7 La Autosintonía
        5.7.1 Autosintonía a lazo abierto
        5.7.2 Autosintonía a lazo cerrado
    5.8 La lógica difusa
    5.9 Resumen e Integración
    5.10 Cuestionario
    5.11 Referencias J Bibliografía

6. Sistemas de Control Distribuido

    6.1 Concepto de Sistema de Control Distribuido
    6.2 Arquitectura de los Sistemas de Control Distribuidos
        6.2.1 Subsistema de interfase con los
operadores y usuarios varios
        6.2.2 Subsistema de procesamiento de los algoritmos de control
de control
            6.2.2.2. Creación de pantallas
            6.2.2.3 Ejecución de la estrategia
de control
        6.2.3 Subsistema de almacenamiento de
información para el adecuado funcionamiento
de! sistema y otras aplicaciones
            6.2.3.1 Otras aplicaciones
            6.2.3.1.1. Módulo de registro
histórico
            6.2.3.1.2 Paquete de reportes
        6.2.4 Subsistema de conversión y adecuación
de señales provenientes del proceso
        6.2.5 Subsistema de interfase con otros sistemas
        6.2.6 Subsistema de interconexión
y de comunicaciones
    6.3 Algunas recomendaciones asociadas con los DCS
    6.4 Resumen e Integración
    6.5 Cuestionario
    6.6 Referencias y Bibliografía

7. Redes Digitales de Datos n Sistemas de Control de Procesos

    7.1 El esquema maestro-esclavo
        7.1.1 RS-232 y RS-485
        7.1.2 El acceso al medio físico
        7.1.3 Envío de mensajes
            7.1.3.1 Transmisión sin delimitadores
            7.1.3.2 Transmisión en formato ASCII,
con delimitadores
            7.1.3.3 Transmisión ccn delimitadores
e inserción de carácter
        7.1.4 Reconocimiento de errores
            7.1.4.1 Bit de paridad
            7.1.4.2 Bit de paridad transversal
y longitudinal
            7.1.4.3 Código de Redundancia Cíclica
o CRC
            7.1.4.4 ¿Y si alguno de estos métodos
detecta un error?
        7.1.5 Comandos
    7.2 E] modelo ISO/OSI
        7.2.1 Nivel 1: Físico (Physical Layer)
        7.2.2 Nivel 2: Enlace (Data Link Layer)
        7.2.3 Nivel 3: Red (Network Layer)
        7.2.4 Nivel 4: Transporte (Transpon Layer)
        7.2.5 Nivel 5: Sesión (Session Layer)
        7.2.6 Nivel 6: Presentación (Presentation Layer)
        7.2.7 Nivel 7: Aplicación (Application Layer)
        7.2.8 Resumen del modelo ISO/OSI
    7.3 Topologías
        7.3.1. Enlaces punto a punto
        7.3.2 Redes de difusión
    7.4. Medios físicos de transmisión
    7.5. Codificación de bits
    7.6 Direcci Dualidad de la comunicación
    7.7 Análisis del esquema maestro-esclavo, desde el punto
de vista del modelo ISO/OSI
    7.8 Ejemplos de protocolos, Parte 1
        7.8.1 Ethernet, IEEE 802.2 e IEEE 802.3
        7.8.2 Token bus, IEEE 802.4
        7.8.3 Token ring, IEEE 802.5
        7.8.4 Comparación entre las LAN presentadas
        7.8.5 Protocolo X.25
        7.8.6 Tecnología ATM
        7.8.7 TCP/IP
        7.8.8 Novell NetWare, SPX/IPX
        7.8.9 Net BIOS
        7.8.10 Technical Office Protocol, TOP
    7.9 Análisis de los servicios existentes en el nivel de la capa
de aplicación de los protocolos presentados, y de
aquellos servicios requeridos en un protocolo industrial.
    7.10 Ejemplos de protocolos, Parte 2
        7.10.1 Manufacturing Automation Protocol; MAP
        7.10.2 Fieldbus
        7.10.2.1 El comité ISA SP50
        7.10.2.2 La norma alemana Profibus
y el grupo ISP
        7.10.2.3 La norma francesa FIP y el grupo
WORLDFIP
        7.10.2.4 Conclusiones sobre el fieldbus
    7.11 Repetidores, bridges, enrutadores y gateways
    7.12 Resumen e Integración
    7.13 Cuestionario
    7.14 Referencias y Bibliografía

8. Sistemas de Control Basados en PC

    8. 1 Partes de un sistema de control basado en PC
    8.2 Clasificación
        8.2.1 Sistemas externos
        8.2.2 Sistemas Internos
    8.3 El dispositivo de entrada/salida
    8.4 El Software de Control y Adquisición de Datos.
    8.5 Partes básicas de un paquete de software basado en PC
        8.5.1 Creando la estrategia de control
        8.5.2 Creando las pantallas
        8.5.3 Ejecución de la estrategia de control
        8.5.4 Visualización de la base de datos
    8.6 El driver de comunicaciones
    8.7 Otras aplicaciones
    8.8 Sistema operativo y plataformas
    8.9 Características de la computadora
    8.10 Integración de PCs en red
        8.10.1 Concentrador de datos
        8.10.2 Duplicación de la base de datos
        8.10.3 Tablas cruzadas
        8.10.4 Acceso por identificación de nodo y TAG
    8.11 Ejemplos de aplicación
    8.12 Resumen e integración
    8 13 Cuestionario
    8.14 Referencias y Bibliografía

9. La interfase al operador

    9,1. Evolución histórica
    9.2. Aspectos tecnológicos
        9.2.1 Componentes de una Estación de Trabajo
            9.2.1.1 Monitor
            9.2.1.2 Periféricos
        9.2.2 Creación de pantallas
            9.2.2.1 El Témplate
            9.2.2.2. La conexión a la base de datos.
        9.2.3. Visualización de pantallas
        9.2.4 Formatos para la presentación de información
            9.2.4.1. Pantallas predefinidas
            9.2.4.2 Pantalla tipo mímico
            9.2.4.3 Mediciones Dinámicas de
Rendimiento
        9.2.5 Influencia del avance tecnológico de los
sistemas informáticos.
    9.3 Aspectos humanos de] diseño de pantallas.
        9.3.1. El usuario
        9.3.2. La disposición de los elementos en la pantalla
        9.3.3 Detalles de la pantalla
        9.3.4 Características del monitor y de la sala
    9.4 Resumen e Integración
    9.5 Cuestionario
    9.6. Referencias Bibliografía

10. Transmisores Inteligentes

    10.1 Características generales de un transmisor
    10.2 Indicadores de performance de un transmisor
    10.3 Introducción a los transmisores basados en
microprocesador (transmisores inteligentes).
    10.4 Arquitectura de un transmisor inteligente
    10.5 Características de exactitud, rangeability, efecto
de la temperatura ambiente y turndown.
    10.6 Modificación en campo del rango
    10.7 Generación de señal de 4 a 20 mA.
    10.8 Diagnóstico continuo de los componentes
    10.9 Configuración por software
    10.10 Base de datos local con información correspondiente
a! transmisor
    10.11 Introducción a las comunicaciones de transmisores
inteligentes con Sistemas de Control
        10.11.1 El transmisor comunicando la variable de
proceso por medio de una señal de 4 a 20 mA.
        10.11.2 El transmisor comunicándose digitalmente
con el Sistema de Control
    10.12 El dispositivo de configuración
    10.13 Resumen e Integración
    10.14 Cuestionario
    10.15 Referencias y Bibliografía

11, Sistemas Industriales Abiertos

    11.1 Introducción a los sistemas administrativos abiertos
        11.1.1 La tecnología Cliente/Servidor
        11.1.2 Bases de Datos Relaciónales
        11.1.3 Sistemas Operativos (Operating System, OS)
        11.1.4 Interfase Abierta para Programas
de Aplicación
        ll.l.5 X-Window
    11.2 ¿Y cuál es la situación de los sistemas de control
de procesos?
    11.3 Arquitectura
    11.4 Integración de los dominios de control
    11.5 Administración de Información en Tiempo Real
    11.6 Administración de la información histórica
    11.7 Sistema Operativo (OS)
    11.8 ¿Estamos más cerca del CIM?
    11.9 Resumen e integración: ¿Cerrando el círculo?
    11.10 Cuestionario
    11.11 Referencias y Bibliografía

12. Sistemas SCADA

    12.1 Remote Terminal Units, RTU
        12.1.1. Clasificación de RTUs por su capacidad
        12.1.2. Clasificación de RTUs por la cantidad de E/S
        12.1.3 Otras características de las RTUs
    12.2. Estación Maestra
    12.3 El Sistema de Comunicaciones
    12.4 Clasificación de sistemas SCADA
        12.4.1 Sistemas lineales
        12.4.2 Sistemas ramificados:
    12.5 Ejemplos
        12.5.1 Aplicación en un yacimiento de petróleo petróleo
        12.5.2 Lectura Automática de Mediciones
(Automated Metering Reading, AMR)
        12.5.3 Aplicación en un oleoducto
    12.6 Resumen e Integración
    12.7 Cuestionario
    12.8 Referencias y Bibliografía

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