Que es un modulo de control en un DCS?

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El objeto de control reutilizable

Un modulo de control se entiende mejor como un paquete autocontenido que maneja todo lo relacionado con una cosa controlable. Para un lazo regulatorio esa cosa podria ser un controlador de flujo; para un dispositivo podria ser un motor o una valvula de encendido y apagado. Sea lo que sea que represente, el modulo agrupa la medicion, el algoritmo de control, las salidas, los modos, el manejo de alarmas y la conexion a la interfaz del operador en un solo objeto con un nombre. En lugar de dispersar las piezas de un lazo por toda la configuracion, el modulo las mantiene juntas como una unidad coherente.

Esta encapsulacion es lo que hace reutilizable a un modulo de control. Como es un objeto completo y acotado, puede crearse una vez y luego reproducirse donde se necesite el mismo tipo de lazo o dispositivo, sin reconstruir su interior cada vez. Una planta que tiene cien lazos de flujo similares no configura cien lazos a partir de piezas crudas; usa cien instancias del mismo tipo de modulo. Cada instancia tiene su propio tag y sus propias conexiones al campo, pero comparten el mismo diseno interno, que es gran parte de por que los sistemas de control distribuido modernos pueden construirse con rapidez y consistencia.

El modulo tambien es la unidad natural de pensamiento tanto para ingenieros como para operadores. Un ingeniero razona sobre la planta como una coleccion de lazos y dispositivos, cada uno de los cuales es un modulo, y un operador interactua con la planta un modulo a la vez a traves de su caratula. Como el modulo se corresponde con limpieza con la forma en que la gente ya piensa sobre el proceso, es el nivel en el que el control se disena, documenta, afina y opera, que es por lo que se ubica en el centro de la configuracion de un sistema de control distribuido.

De los bloques de funcion a la caratula

Dentro de un modulo de control, el trabajo real lo hacen los bloques de funcion. Un bloque de funcion es un pequeno elemento algoritmico, como un bloque de entrada analogica que acondiciona una medicion cruda, un bloque PID que calcula la accion de control, o un bloque que lleva una salida. El modulo es un compuesto de estos bloques cableados juntos en el comportamiento especifico que ese lazo o dispositivo necesita. En este sentido el modulo es un objeto de nivel superior construido a partir de piezas de nivel inferior, ocultando el cableado de los bloques individuales detras de una unica unidad significativa que representa todo el lazo.

En un extremo el modulo se conecta al campo a traves de la entrada y la salida. El bloque de medicion lee el sensor por un canal de entrada, y el bloque de salida lleva una valvula o actuador por un canal de salida, asi que el modulo es la cosa que liga el cableado fisico de campo a la logica de control. En el otro extremo el modulo se conecta al operador a traves de su caratula, el panel compacto en pantalla que muestra el valor, la consigna, el modo y los controles de ese lazo. El mismo modulo por lo tanto abarca toda la ruta desde la senal de campo, pasando por el calculo de control, hasta el punto de interaccion del operador, que es por lo que es una unidad tan conveniente.

Esta estructura significa que cuando un ingeniero construye un modulo esta definiendo al mismo tiempo lo que ve el campo, como se calcula el control y lo que el operador usara, todo en un solo lugar. La caratula se genera a partir de la definicion del modulo, asi que los controles del operador coinciden con los modos y parametros reales del modulo en lugar de ser una pantalla separada hecha a mano que podria desviarse. Agrupar la logica de bloques de funcion, las conexiones de E/S y la caratula en un solo objeto es lo que mantiene consistentes entre si al campo, la logica y la interfaz.

Clases de modulo y estrategia de control estandarizada

Todo el poder del modulo de control emerge cuando los modulos se derivan de una plantilla comun, usualmente llamada clase de modulo o tipo de biblioteca. En lugar de disenar cada uno de los muchos lazos similares de la planta de forma independiente, un ingeniero disena la clase una vez, definiendo los bloques de funcion internos, los modos, las alarmas y el comportamiento de la caratula, y luego crea muchas instancias a partir de ella. Cada instancia es un modulo de control por derecho propio, conectado a sus propios puntos de campo, pero su comportamiento y apariencia provienen de la clase compartida. Cambie la clase y, en principio, cada instancia puede actualizarse para coincidir.

Asi es como una planta logra una estrategia de control estandarizada. Cuando todos los lazos de flujo provienen de una clase de lazo de flujo y todos los motores de una clase de motor, se comportan igual, alarman igual y presentan la misma caratula, asi que un operador que conoce uno los conoce a todos, y un ingeniero que mantiene el sistema razona sobre un punado de clases en lugar de miles de lazos unicos. La estandarizacion de este tipo reduce errores, acelera la construccion y hace mucho mas simples la capacitacion y el mantenimiento, porque la consistencia esta integrada en lugar de esperada.

La misma disciplina rinde en operaciones mas alla de una sola instalacion. En un contexto SCADA, donde activos similares como plataformas de pozo, estaciones de bombeo o tanques se repiten en muchos sitios, tratar cada tipo de activo como un objeto estandar con parametros, estados y pantallas consistentes da a los operadores el mismo beneficio a escala de flota: cada sitio de un tipo dado se ve y se comporta igual. Una plataforma SCADA de nube como Merobix apoya esto al permitir que definiciones de activo estandar se apliquen de forma consistente a muchos sitios remotos, de modo que la vista del operador de un activo repetido es uniforme en todas partes, que es la misma idea que una clase de modulo aplicada a una operacion distribuida en lugar de a una sola planta.

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