¿Qué es la E/S universal en un DCS?

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Un canal, cualquier tipo de senal

En un sistema de control convencional, los canales de entrada y salida son de tipo especifico. Una tarjeta de entrada analogica acepta mediciones analogicas, una tarjeta de salida digital acciona salidas de encendido/apagado, y asi, y cada canal fisico esta dedicado a su unico tipo de senal. Eso significa que el tipo de cada punto tiene que decidirse cuando se especifica el hardware, y la mezcla de tarjetas que un gabinete necesita queda fijada por la cuenta de cada tipo de senal. Acertar con esa mezcla depende de saber exactamente que sera cada punto, mucho antes de que la planta termine de disenarse.

La E/S universal cambia esto al hacer que el canal pueda asumir cualquier tipo que se necesite. Un solo canal universal se puede configurar para comportarse como entrada analogica, salida analogica, entrada digital o salida digital, con la eleccion hecha por software en lugar de fijada por cual tarjeta aterriza el cable. El canal lleva la electronica para caracterizarse a si mismo como el tipo requerido, de modo que lo que habrian sido cuatro clases distintas de canal se vuelve un canal flexible al que se le dice su papel. Por eso se usa el termino caracterizable: el canal se caracteriza, por software, como el tipo de senal que debe manejar.

La consecuencia practica es que la decision sobre el tipo de un punto se difiere y se hace cambiable. En lugar de comprometer el tipo de cada canal cuando se compra el hardware, el tipo se asigna durante la configuracion y se puede reasignar despues sin cambiar el canal fisico. Un punto que resulta ser una entrada digital donde se esperaba una entrada analogica no requiere una tarjeta distinta; el mismo canal universal simplemente se reconfigura. Esta flexibilidad, decidir tarde y cambiar por software, es la esencia de lo que provee la E/S universal.

Recortar el marshalling y el costo de cambios tardios

Uno de los mayores beneficios de la E/S universal aparece en el marshalling. En un diseno tradicional, los cables de campo que llegan de la planta tienen que enrutarse y cruzarse para que cada senal alcance un canal del tipo correcto, ya que las entradas analogicas deben aterrizar en tarjetas de entrada analogica y asi. Este enrutamiento, hecho a traves de gabinetes de marshalling y cableado cruzado, es una cantidad sustancial de ingenieria, espacio de tablero y mano de obra, todo dedicado a hacer coincidir cada senal con el tipo correcto de canal. Existe solo porque los canales son de tipo especifico y las senales deben ordenarse para acomodarlos.

Cuando cualquier canal puede ser cualquier tipo, gran parte de ese ordenamiento desaparece. Si un canal puede volverse lo que sea que la senal entrante necesite, los cables se pueden aterrizar de forma mas directa, y el tipo se resuelve por software en lugar de por cableado cruzado a una tarjeta que coincida. Esta reduccion del marshalling significa menos gabinetes, menos cableado cruzado y menos de la ingenieria detallada que iba en hacer coincidir senales con tipos de canal, lo que simplifica el diseno y encoge la huella fisica del sistema de E/S. El canal se adapta a la senal en lugar de que la senal sea enrutada a un canal adecuado.

El otro ahorro mayor esta en el costo de los cambios tardios, que son una realidad persistente de los proyectos reales. Las senales se agregan, se quitan o cambian de tipo bien entrado un proyecto, y en un diseno tradicional cada uno de esos cambios puede repercutir en disposiciones de gabinete, cuentas de tarjetas y cableado cruzado, porque el tipo de canal afectado esta fijo en hardware. Con la E/S universal, un cambio del tipo de un punto es en gran medida una reconfiguracion por software de un canal que ya esta ahi, asi que la disrupcion y el costo de acomodarlo son mucho menores. Esta capacidad de absorber el cambio tardio de forma barata, a veces descrita como asignacion tardia del tipo de E/S, es una de las razones mas fuertes por las que las plantas adoptan la E/S universal.

E/S flexible en operaciones distribuidas y remotas

La flexibilidad que trae la E/S universal no es solo sobre gabinetes ordenados; es sobre poder adaptar una instalacion sin arrancar y reemplazar hardware, lo cual importa aun mas cuando el equipo esta repartido por muchas ubicaciones. En operaciones distribuidas monitoreadas por SCADA, donde la E/S se asienta en sitios remotos que son costosos y lentos de visitar, la capacidad de reasignar la funcion de un canal por software en lugar de enviar a alguien a recablearlo es una ventaja operativa real. Un sitio cuya instrumentacion cambia se puede, en principio, adaptar por configuracion en lugar de un retrabajo de campo.

Esto se alinea con un cambio mas amplio hacia definir el comportamiento de un sistema por software en lugar de fijarlo en hardware, para que los cambios y las adiciones se vuelvan tareas de configuracion en vez de reconstrucciones fisicas. La E/S caracterizable, configurada por software, es un ejemplo claro de ese cambio a nivel de senal: el significado y el tipo de un canal viven en la configuracion, donde se pueden ver, cambiar y gestionar, en lugar de quedar encerrados en cual tarjeta aterriza un cable. Eso hace mas facil evolucionar una instalacion conforme cambian las necesidades, que es exactamente el tipo de adaptabilidad que valoran las operaciones distribuidas.

Una plataforma SCADA en la nube como Merobix complementa esta forma de pensar al mantener la definicion de los puntos de cada sitio y su significado de forma central, para que conforme evolucionan las configuraciones de campo la vista central se pueda mantener a la par. Donde la E/S universal da flexibilidad en lo que un canal fisico representa en el sitio, una vista central y definida por software de los tags de cada sitio da flexibilidad en como esas senales se organizan y presentan a los operadores. Juntas apoyan operaciones que pueden adaptar su instrumentacion y su monitoreo por configuracion en lugar de retrabajo fisico, que es cada vez mas lo que requieren las operaciones de campo distribuidas.

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