Foro de discusión sobre sistemas de control DCS, ESD, SIS

Introducción al sistema SIS: Dada la necesidad de garantizar una producción segura y de manejar adecuadamente las sustancias químicas peligrosas, en el diseño de los sistemas relacionados con estas sustancias, además del sistema de control de producción DCS, también se utiliza un sistema de instrumentación de seguridad llamado SIS. El objetivo de este sistema es asegurar que la producción se realice de manera segura y, cuando surjan situaciones peligrosas, permitir la adopción de medidas oportunas para proteger tanto la producción como el equipo utilizado, evitando así al máximo la ocurrencia de accidentes. Muchas de las funciones anteriores del SIS se implementan en los sistemas DCS. En particular, en aquellos sistemas de producción a baja presión y baja temperatura, de tamaño reducido o con menor nivel de riesgo, la mayoría de las funciones relacionadas con los sistemas de parada de emergencia se integran en el sistema de control de producción, en lugar de contar con un sistema SIS separado. La razón principal es la reducción de costos, buscando así garantizar la seguridad al mismo tiempo. Pero, con el aumento de los accidentes laborales en la producción industrial en China en los últimos años, y basándose en el principio de que la seguridad es lo más importante, el sistema SIS se ha convertido en un sistema de control de seguridad independiente del sistema de control de producción DCS.

El sistema de parada de emergencia ESD, de acuerdo con los principios de seguridad e independencia, opera de forma independiente del sistema de control distribuido DCS; su nivel de seguridad es superior al del DCS. En condiciones normales, el sistema ESD se encuentra en estado estático y no requiere intervención humana. Como sistema de protección de seguridad, que está por encima del control del proceso de producción, monitorea en tiempo real la seguridad de los dispositivos. Solo en caso de emergencias en las instalaciones de producción, no es necesario pasar por el sistema DCS; en su lugar, el ESD envía directamente señales de interbloqueo de protección para proteger los equipos en el sitio y evitar que la propagación del peligro cause grandes daños. Según la información disponible, en situaciones de peligro, el juicio y las acciones que toma una persona suelen ser lentos e imprecisos. Cuando el operador se encuentra en una situación de riesgo para su vida, debe reaccionar en menos de 60 segundos; sin embargo, la probabilidad de tomar decisiones erróneas es del 99,9%. Por lo tanto, es sumamente necesario establecer sistemas de bloqueo de seguridad independientes del sistema de control; esto constituye una norma importante para garantizar una producción segura. Se mueve cuando debe moverse, y no se mueve cuando no debe hacerlo; esta es una característica distintiva del sistema ESD. El ciclo de escaneo de la CPU del sistema de control ESD suele ser de unas decenas de milisegundos; dependiendo de la cantidad de puntos de control que debe escanear el sistema, este tiempo suele rondar los 50 ms. Por lo tanto, el tiempo de respuesta del ESD es extremadamente rápido. Actualmente, los sistemas ESD más populares en China son los fabricados por TRICONEX, una empresa estadounidense, distribuidos en China por la empresa China Automation Group – Kangjisen Automation.

¿Por qué es necesario tener un sistema ESD independiente? Por supuesto, las funciones de protección por interbloqueo de seguridad también pueden ser implementadas por un DCS. Sin embargo, en los sistemas de parada de emergencia a gran escala, estos deben instalarse de forma separada del DCS, siguiendo el principio de seguridad e independencia. Esto se debe a las siguientes razones: (1) reducir la probabilidad de que tanto las funciones de control como las funciones de seguridad fallen al mismo tiempo; de esta manera, si hay algún problema con el DCS, el sistema de protección de seguridad no se verá afectado. (2) En el caso de instalaciones grandes o maquinaria rotativa, cuanto más rápida sea la respuesta del sistema de parada de emergencia, mejor. Esto ayuda a proteger el equipo y a evitar que los accidentes se agraven ； Y también ayuda a determinar las causas del accidente para su registro. Por su parte, el DCS maneja una gran cantidad de información relacionada con la supervisión de procesos; por lo tanto, es difícil que su velocidad de respuesta sea alta ； (3) El sistema DCS es un sistema de control de procesos que es dinámico y requiere una intervención humana frecuente, lo cual puede provocar errores humanos ； Por su parte, el ESD es estático y no requiere intervención humana; al configurarlo de esta manera, se pueden evitar errores causados por el hombre.

DCS----Sistema de control distribuido 1. ¿Qué es un DCS? DCS es la abreviatura en inglés de Sistema de Control Distribuido (Distributed Control System); en el sector de la automatización de nuestro país, también se le conoce como sistema de control distribuido. 2DCS es el resultado de la combinación avanzada de tecnologías informáticas, tecnologías de control y tecnologías de red. El DCS suele utilizar varios controladores (estaciones de proceso) para controlar los numerosos puntos de control en un proceso de producción. Estos controladores están conectados entre sí a través de una red, lo que permite el intercambio de datos. La operación se realiza a través de una estación de control informática, que se conecta al controlador por red para recopilar datos de producción y transmitir instrucciones de operación. Por lo tanto, la característica principal del DCS se puede resumir en una sola frase: control distribuido y gestión centralizada.

Interlock, vs. Trip, ESD & SIS Li Da 9-5-2018 En inglés existen dos términos especializados en control automático: “interlock” y “trip”. Tienen significados similares, pero también diferencias. Estos dos términos de origen inglés suelen traducirse al chino como “lianluo”, lo que genera confusión y puede causar problemas. En inglés, la palabra “interlock” se refería inicialmente a un tipo de dispositivo de protección bastante simple, cuya función era garantizar que, cuando un interruptor o válvula se encontraba en un determinado estado, los demás interruptores o válvulas relacionados con él debían encontrarse en un estado correspondiente preestablecido, con el fin de asegurar la seguridad del sistema. Hoy en día, el significado de “interlock” se ha ampliado para referirse a los dispositivos o configuraciones del sistema que sirven para prevenir los peligros que podrían surgir debido a acciones realizadas por el operador o a algún tipo de control del sistema. Es decir, un dispositivo o configuración que garantiza que, cuando A se mueve, B debe encontrarse en un estado específico. La analogía más sencilla es la barandilla de las intersecciones entre carreteras y vías férreas: cuando pasa un tren, la barandilla se baja y el tráfico por la carretera se detiene, lo que garantiza la seguridad vial ； Después de que pase el tren, se abren las barreras para que pueda reanudarse el tráfico por carretera, con el fin de garantizar la seguridad vial. La palabra en inglés “trip” significaba originalmente, en el ámbito industrial, “saltar” o “activarse”. En el campo del control automático, se refiere a aquellos dispositivos o sistemas de control automático que, cuando los parámetros de control como la posición, la temperatura, la presión o el caudal alcanzan ciertos límites preestablecidos (umbral), activan automáticamente un procedimiento predefinido. Esto puede implicar el encendido o apagado de interruptores o válvulas, con el fin de que el sistema llegue automáticamente a un estado estable preestablecido. Es decir, cuando la acción o el estado de A alcanza un umbral preestablecido, B debe tomar medidas de inmediato para eliminar el peligro y lograr que A permanezca o vuelva a un estado estable y controlable. El ejemplo más sencillo es la válvula de seguridad. La diferencia fundamental entre los dos radica en su filosofía de diseño: uno está orientado a la configuración o diseño para situaciones normales o de interacción, mientras que el otro está orientado a la configuración o diseño para eventos extremos y excepcionales. “El “interlock” suele diseñarse de tal manera que permita cambios interactivos y la vuelta a la configuración normal. Para dar una analogía sencilla: en los cruces ferroviarios, cuando se acerca un tren, las barreras de seguridad se bajan, y los peatones y los vehículos terrestres deben detenerse para garantizar que el tren pueda pasar sin problemas. Una vez que el tren ha pasado, las barreras se levantan, volviendo así a la configuración normal que permite el paso de los peatones por el cruce ferroviario. Por supuesto, existe un orden de prioridades: el transporte ferroviario ocupa el nivel más alto en esa jerarquía. Este “interlock” suele traducirse como “enlace”, y eso ya se ha convertido en una práctica habitual. Personalmente, creo que sería mejor traducirlo como “acoplamiento”, ya que se trata de un mecanismo de acoplamiento con niveles de prioridad, y además es reversible, lo cual garantiza la seguridad. También se podría decir “cerradura”, pero no está completamente bloqueado; se puede abrir y cerrar con frecuencia. “El “trip”, en cambio, es diferente. Para garantizar la seguridad, generalmente se diseña de tal manera que, en cuanto algún parámetro alcanza un umbral preestablecido, el dispositivo o sistema “se activa” y se detiene en un estado estable predeterminado. Solo después de una verificación manual para confirmar que todo está en orden, se puede restablecer manualmente el sistema para que pueda continuar funcionando o volver al estado original ； Por lo general, no se diseña ni se configura de tal manera que, una vez activado, pueda recuperarse automáticamente a su estado original, con el fin de evitar riesgos de seguridad. Un ejemplo típico es la válvula de seguridad: cuando la presión en el sistema alcanza un límite determinado, la válvula de seguridad se activa y permite que la presión se libere. De este modo, el sistema pasa a un estado seguro. Sin embargo, el sistema o dispositivo no puede ni debe recuperarse automáticamente; permanecerá en ese estado seguro hasta que se realice una inspección manual para identificar la causa del problema y tomar las medidas necesarias. Luego, será necesario volver a probar y calibrar la válvula de seguridad. Además, la configuración del sistema o dispositivo debe reiniciarse desde algún estado estable o inicial. En mi opinión personal, esta “trip” debería traducirse como “salto” o “desencadenamiento”. Hoy en día, este concepto sigue desarrollándose. En la actualidad, los sistemas de control automático y el SIS, que es su sucesor, representan una extensión de esta idea. Por lo general, los sistemas de control automático están compuestos por DCS y ESD/SIS. DCS (Sistema de Control Distribuido; en el sector de la automatización en nuestro país también se le conoce como sistema de control distribuido) ； ESD (Dispositivo de Parada de Emergencia/Sistema de Parada de Emergencia), SIS (Sistema de Instrumentación de Seguridad/Sistema de Instrumentos de Seguridad). En los partidos de fútbol, hay árbitros y árbitros laterales. Cuando el balón se encuentra dentro de la línea lateral, el árbitro es quien decide si las acciones de los jugadores de ambos equipos son reglamentarias o no, a fin de mantener el curso del partido ； Pero, en cuanto la pelota toca la línea lateral, se ha llegado al límite del juego; ya no corresponde a el árbitro tomar una decisión. En ese caso, el árbitro auxiliar levanta una bandera y silba para detener el partido, y luego se reanuda el juego según las reglas. Para dar otra analogía, la función del DCS es similar a la del árbitro en un campo de fútbol. Puede haber muchas funciones y configuraciones de tipo “interlock”, que son como las reglas que se utilizan en el campo para mantener el orden durante el partido; de igual manera, estas funciones sirven para garantizar el funcionamiento adecuado de los diferentes sistemas en el dispositivo ； Por su parte, las funciones de ESD o SIS son similares a las de los árbitros en un campo de fútbol: deben estar siempre alerta y dar prioridad a la seguridad. Tan pronto como se alcanzan los parámetros establecidos, el dispositivo se detiene inmediatamente y pasa a un estado seguro y estable. Luego, es necesario realizar una inspección manual para descartar posibles fallos y asegurarse de que todo esté seguro antes de poder reanudar el funcionamiento o comenzar de nuevo desde el estado inicial.