Integración entre MATLAB y STARDOM FCN-RTU para la simulación de algoritmos de control de procesos MATLAB-STARDOM FCN-RTU integration for process control algorithm simulation

Resumen

En el sector industrial, el control de procesos representa un aspecto crítico en la operación segura y eficiente de cualquier planta o sistema. El sistema de control basado en redes Yokogawa STARDOM, ofrece una solución para la automatización industrial de gran flexibilidad y bajo costo de implementación. Por otra parte, MATLAB es uno de los software de aplicación más utilizados a nivel académico para la construcción y simulación de modelos dinámicos. Adicionalmente, cuenta con herramientas para diseñar diferentes algoritmos de control como PID, cascada o feed-forward; y estudiar los efectos producidos por su implementación en el comportamiento dinámico de un modelo. La integración entre estas aplicaciones se logró a través del estándar OPC mediante configuraciones sencillas con el uso de herramientas de Yokogawa y MATLAB. Esta integración permitió realizar la simulación de cuatro procesos típicos industriales en MATLAB y diseñar los algoritmos de control en el STARDOM. Al utilizar las herramientas de diseño de control de MATLAB se logró implementar las mismas en STARDOM y luego modificarlas para obtener mejores respuestas en los procesos, lo que permite en general facilitar el diseño de algoritmos de control y reducir tiempos de sintonización en los arranques de planta. Adicional a esta integración se utilizó la herramienta InfoWell de Yokogawa como HMI para mostrar las simulaciones en un despliegue gráfico y observar las variables de interés. Este artículo detalla la integración mencionada, cuyos resultados muestran su potencialidad en varios campos de la ingeniería de control.

Palabras Clave: RTU, Integración, OPC, Simulink, Control de procesos.

Abstract

In the industrial sector, process control represents a critical aspect in safe and efficient operation of any plant or system. The STARDOM Yokogawa network-based control system offers a solution for high flexibility and low cost industrial automatization implementation. On the other hand, MATLAB is one of the most used application software in academic level for dynamic model building and simulation. Furthermore, it’s provided with control algorithm design toolboxes for PID, cascade or feed-forward; which can be used to study the implementation effects in the dynamic behavior of a plant model. The integration between MATLAB-STARDOM applications was achieved by OPC standard. This integration allowed the simulation of four typical industrial processes in MATLAB and the design the control algorithms in STARDOM. By using the MATLAB control design toolboxes, it was possible to implement the algorithms in STARDOM and then modify them to obtain better dynamic performance, which allows to ease the control algorithm design and reduce tuning time in plant startup. In addition to this integration, the Yokogawa InfoWell was used as a Human-Machine-Interface to show the simulations in a graphic display and monitor variables of interest. This article details the mentioned integration, whose results show its potentiality in various control engineering fields.

Keywords: RTU, Integration, OPC, Simulink, process control.