La arquitectura de los sistemas experimentales de física y control industrial

La arquitectura de los sistemas experimentales de física y control industrial: Pasado, presente y futuro

Universidad internacional SEK

Resumen

La física experimental y el sistema de control industrial más conocido por sus siglas en ingles EPICS  (The Experimental Physics and Industrial Control System) se desarrolla en el año de 1989 como fruto del proyecto Ground Test Accelerator (GTACS) y varios grupos integrados al mismo, como LANL, ANL y APS que se integraron conjuntamente. Las especificaciones de partida de EPICS se nutrió de experiencias previas obtenidas por los diferentes grupos de investigación participativa, en correspondientes instalaciones y laboratorios en el que consiste en una arquitectura concebida para el diseño de sistemas de control en procesos industriales en el cual, la herramienta de la EPICS, está diseñada en la facilitación de desarrollo de sistemas que a menudo cuentan con un gran número de equipos conectados en red, en el que pueden proporcionar control y retroalimentación. La epopeya utilizada por EPICS utiliza cliente/ servidor/ suscripción de técnicas, son habilidades que proporciona a los ingenieros diferentes habilidades para la toma de decisiones, para poder explorar nuevas ideas en el que  ha sido utilizado en una serie de sitios para la realización

de datos, utilizado en diferentes conjuntos de herramientas de software de código abierto, control de bucle cerrado, control secuencial y optimización operativa, para crear sistemas distribuidos de control en tiempo real, para instrumentos científicos de automatización, en el cual ayuda a la proporción de información desde cualquier tipo de dispositivo de red local LAN.

Introducción

Arquitectura de EPICS  desde sus inicios en base a la bibliografía (Dalesio91) EPICS fue desarrollado por varias instituciones con experiencia en control de varios

procesos físicos complejos industriales y de control, en el que desarrolló el control óptico de haz de alto orden, dichos sistemas se desarrollaron en 1984 y 1987 en el cual con la ayuda de instituciones (GTACS, LANL, ANL y APS) que tomó como experiencia investigativa en el diseño, desde el punto de vista EPICS, el hardware se distingue en tres capas, por un lado denominado front-end layer el que conforma controladores de entrada y salida “input/output controller” (IOC) que trabaja en tiempo real con el fin de comunicarse directamente con dispositivos de adquisición, actuación e instrumentación de sistemas de control de una planta utilizando diferentes entradas y salidas como actuadores, en segundo plano, el denominado back-end layer que conforma estaciones de trabajo y ordenadores personales destinados a la ejecución de aplicaciones de intervención que constituye interfaces de operación OPI (operator interfaces) en el que el grupo de diseño conformado por EPICS baso toda su experiencia de sistemas de control, el cual el grupo de diseño combinó los mejores sistemas, como el control distribuido en tiempo real (front-end) que fue la clave para varios ingenieros en la elaboración y evaluación de nuevas ideas de diseño de control y automatización basados en tecnología antigua como VME, VWI, X-Windows, motif. (Dalesio, 1994)

Las primeras versiones de EPICS estaban creadas para que IOC sean ejecutadas específicamente bajo el sistema operativo VxWorks, actualmente se puede ejecutar en diferentes plataformas incluyendo las computadoras comunes sin embargo desde el punto de vista de software, la comunicación entre los equipos de tipo back-end layer y front-end layer antes mencionados, se llevan a cabo siguiendo un modelo de tipo cliente-servidor en

el cual adopta el rol de clientes y servidores. El intercambio de información se realiza bajo un protocolo de comunicación específico denominado  Chanell Access sustentado en protocolo TCP/IP, el cual tiene como misión principal proporcionar acceso a las denominadas variables de proceso PV (Process variable) que representa datos asociados al sistema bajo supervisión, como por ejemplo, magnitudes físicas captadas por sensores, resultados de procesamiento de una señal o consignas de comportamiento dirigidas a un actuador; se responsabilizan de los equipos tipo front-end layer, en definitiva una PV es cualquier dato susceptible de ser manejado por el sistema. La característica que distingue e identifica en el sistema a cada PV es su nombre, que debe ser único en toda la red de dispositivos que constituyen un despliegue EPICS. (González, 2012)

...