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Sistema de Automatización Directa e Indirecta


Sistema de Automatización Directa e Indirecta

La mayoría de los sistemas de automatización en un edificio se controlan de manera directa , pero en algunos casos en donde el control directo resulta inviable por  costos, como opción queda el control indirecto. Observemos los posibles casos en donde se usarían cada alternativa.

El control directo se realiza en casos donde:

  • No existe una solución simple de control.  Ejemplo, el control de niveles, presiones, averías y bombeo para el sistema de agua potable. 
  • No son escalable, estándar ni modificable. Seguramente habrá algunas soluciones comerciales cerradas para este tipo de control.
  • Desarrollo de la lógica de funcionamiento y el control tanto en el PLC como en el SCADA. 

El control indirecto se utiliza cuando:

  • Se puede instalar un sistema dedicado a la función con control y monitoreo externo hecho por el PLC. Por ejemplo de este sistema sería un equipo de aire acondicionado central, donde su función de calentar o refrescar los ambientes es del equipo y la función del PLC es verificar que esté funcionando correctamente y que su arranque  se de, si, solamente el sistema de automatización le permite. En este caso el programador debe desarrollar la función de monitoreo en el SCADA y hacer una interacción sencilla entre el PLC y el sistema de aire acondicionado. 

Importancia de descentralizar un sistema

Un diseñador de automatizaciones tiende a centralizar, es decir, llevar todas las conexiones de sensores y actuadores hacia un único módulo central o CPU del PLC. El problema radica que si se centraliza todo, la cantidad de cables se hacen extremadamente voluminosos y desordenados, lo que dificulta la puesta en marcha y el seguimiento de fallas. Para evitar esta situación se puede proponer un diseño con periferia descentralizada. 



La periferia descentralizada consiste en el diseño de una red, por ejemplo Profinet, donde la conexión para los sensores y actuadores se hace sobre módulos remotos. Por ejemplo, en un sistema de bombeo de agua, en la planta baja estará la bomba de agua con algunos sensores y una consola de comandos para encender y apagar el sistema, y en la azotea sobre el piso 12 estará el tanque que abastece a todo el edificio con algunos sensores y otra consola de comandos igual a la ubicada en la planta baja. 

Si el PLC está en la sala de máquinas, independientemente de que si está abajo o arriba del edificio, uno de los dos extremos del sistema de bombeo estará a muchos metros de distancia. 

Si el sistema es centralizado, el cableado individual de cada componente deberá recorrer largas distancias hasta llegar al PLC. 

Si es descentralizado, las conexiones se harán al módulo de entradas/salidas remotas cercano a los sensores y el vínculo entre el módulo y la CPU será a través de un cable de red. 

SISSTEMA PLC vs Sistema Arduino y Raspberry como Plataformas de automatización.


Sistemas Arduino, Raspberry y PLC 

Para automatizar una de las plataformas más económicas y fáciles de implementar son los sistemas Arduino y Raspberry son sistemas sencillos basados en hardware simple y de programación bastante accesible.  Su conectividad son con redes domésticas, lo que las hace flexibles al momento de interactuar con Internet y sistemas de monitoreo, pero su sencillez y su accesibilidad son su principal debilidad. Esto se debe a que los sistemas Arduino y Raspberry son plataformas principalmente diseñadas para enseñar programación en las escuelas y para aplicaciones de uso liviano donde sus usos principalmente son para impresoras 3D o un robots educativos, por lo tanto estas plataformas no son fácilmente escalables y su inmunidad a perturbaciones eléctricas es casi nula, es decir, no seria viable o confiable para usarlo como un controlador de ascensor.

Por su para también tenemos La plataforma conocida como controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC.  Este sistema está diseñado para uso pesado y continuo, es decir, que soporta perturbaciones eléctricas, niveles de humedad y de vibración que otras plataformas no soportan sin fallar. El PLC se considera la plataforma de automatización por excelencia en la industria. Optar por un PLC para automatizar una casa o un edificio no es relativamente barato como otras plataformas, pero garantiza continuidad del servicio, la escalabilidad y todas las prestaciones que pueden ofrecer las otras plataformas. Con respecto a la conectividad y ampliación, no tienen limitaciones.  Adicionalmente un sistema con PLC tiene las posibilidades de monitoreo y control de la infraestructura instalada. 

De igual forma el PLC tiene la particularidad de poseer una zona de memoria compartida muy amplia, lo que los hace especialmente aptos para ser conectados a un sistema SCADA de cualquier naturaleza. 

¿Qué es la memoria compartida y qué es un SCADA? 

La memoria compartida en un PLC es la zona de memoria donde el sistema de supervisión y control, o SCADA, puede leer todos los datos que el PLC toma de su entorno y donde puede recibir órdenes desde el puesto donde está instalado el SCADA. 


Sistemas PLC en Edificios


La automatización de una vivienda con respecto a la de un edificio, resulta mucho mas complicado, debido a que las características de un edificio obliga automatizar con plataformas como PLC,  siendo que las distancias entre los sensores y los actuadores con el controlador resultan muy largas e incluso en sala de máquinas dentro de un  edificio se presentan ambientes hostiles con humedad, vibraciones y  perturbaciones eléctricas. 

Sistema PLC ingeniotecno.com

En un edificio nuevo se puede iniciar con el diseño de la automatización paralelamente al diseño de los servicios, permitiendo seleccionar adecuadamente los componentes y diseñando una infraestructura de automatización escalable y estándar. 


diseñando una infraestructura de automatización escalable y estándar ingeniotecno.com

¿Cuándo un sistema PLC es escalable o cuando es estándar?

Un sistema de automatización es escalable cuando se puede ampliar su cobertura sin cambiar la base. Ejemplo. Un PLC Siemens S7-1200 compacto cuenta con 14 entradas y 10 salidas  y se puede ampliar  con módulos locales o remotos hasta 1024 entradas y salidas, sin cambiar su módulo CPU.

Y se dice que es estándar  cuando los módulos de ampliación y los accesorios son comunes a cualquier CPU de la línea de PLC 7200. Incluso si se usan nodos de red Ethernet o Profinet, puede existir compatibilidad con cualquier otro modelo de PLC que soporte la comunicación. 

Estructura Básica de un Sistema de Automatización

  • Módulo CPU central
  • Módulos de entradas y salidas locales para sensores
  • Mandos y actuadores cercanos
  • Módulos remotos para conexión de elementos distantes. 
  • Sistema de supervisión y control o SCADA. Pueda estar alojado en un ordenador de escritorio o no, ya que si este sistema no funciona no se afectaría el funcionamiento del PLC
Como nota importante para los módulos de conexión remota y el SCADA es necesario implementar una red de datos, la cual puede ser Profinet, la cual se asemeja al funcionamiento de las redes Ethernet IP

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