El control digital directo es el control automatizado de una condición o proceso por un dispositivo digital (computadora). [1] [2] El control digital directo adopta un enfoque centralizado orientado a la red. Toda la instrumentación es recopilada por varios convertidores analógicos y digitales que utilizan la red para transportar estas señales al controlador central. Luego, la computadora centralizada sigue todas sus reglas de producción (que pueden incorporar puntos de detección en cualquier parte de la estructura) y hace que se envíen acciones a través de la misma red a válvulas, actuadores y otros componentes de calefacción, ventilación y aire acondicionado que se pueden ajustar.
Los controladores centrales y la mayoría de los controladores de unidades terminales son programables, lo que significa que el código del programa de control digital directo se puede personalizar para el uso previsto. Las características del programa incluyen horarios, puntos de ajuste , controladores, lógica, temporizadores, registros de tendencias y alarmas.
Los controladores de la unidad suelen tener entradas analógicas y digitales que permiten la medición de la variable (temperatura, humedad o presión) y salidas analógicas y digitales para el control del medio (agua caliente/fría y/o vapor). Las entradas digitales suelen ser contactos (secos) de un dispositivo de control, y las entradas analógicas suelen ser una medición de voltaje o corriente de un dispositivo de detección de variables (temperatura, humedad, velocidad o presión). Las salidas digitales suelen ser contactos de relé que se utilizan para iniciar y detener el equipo, y las salidas analógicas suelen ser señales de voltaje o corriente para controlar el movimiento de los dispositivos de control del medio (aire/agua/vapor).
Un ejemplo temprano de un sistema de control digital directo fue completado por la empresa australiana Midac en 1981-1982 utilizando hardware diseñado por R-Tec Australia. El sistema instalado en la Universidad de Melbourne utilizó una red de comunicaciones en serie, conectando los edificios del campus a un sistema de "front-end" de sala de control en el sótano del antiguo edificio de Geología. Cada unidad de inteligencia satelital (SIU) remota o de inteligencia satelital ejecutaba 2 microprocesadores Z80 mientras que el front-end ejecutaba once Z80 en una configuración de procesamiento paralelo con memoria común paginada. Los microprocesadores z80 compartían la carga pasándose tareas entre sí a través de la memoria común y la red de comunicaciones. Esta fue posiblemente la primera implementación exitosa de un control digital directo de procesamiento distribuido.
Cuando los controladores digitales directos se conectan en red, pueden compartir información a través de un bus de datos. El sistema de control puede hablar un lenguaje "propietario" o de "protocolo abierto" para comunicarse en el bus de datos. Algunos ejemplos de lenguaje de protocolo abierto son Building Automation Control Network (BACnet) , LonWorks (Echelon), Modbus TCP y KNX .
Cuando se conectan distintas redes de datos de control digital directo, se pueden controlar desde una plataforma compartida. Esta plataforma puede compartir información de un idioma a otro. Por ejemplo, un controlador LON podría compartir un valor de temperatura con un controlador BACnet. La plataforma de integración no solo permite compartir la información, sino que también puede interactuar con todos los dispositivos.
La mayoría de las plataformas de integración son un PC o un dispositivo de red. En muchos casos, la HMI (interfaz hombre-máquina) o SCADA (control de supervisión y adquisición de datos) son parte de ella. Algunos ejemplos de plataformas de integración, por nombrar solo algunos, son Tridium Niagara AX, Trend Controls, TAC Vista, CAN2GO y la arquitectura unificada, es decir, la tecnología de servidor OPC (conectividad abierta) que se utiliza cuando no es posible la conectividad directa.
El control digital directo se utiliza a menudo para controlar dispositivos de calefacción, ventilación y aire acondicionado, como válvulas, mediante microprocesadores que utilizan software para ejecutar la lógica de control. Estos sistemas reciben entradas analógicas y digitales de los sensores y dispositivos y, según la lógica de control, proporcionan salidas analógicas o digitales. [1]
Estos sistemas pueden combinarse con un paquete de software que permite a los operadores monitorear, controlar, alarmar y diagnosticar gráficamente los equipos del edificio de forma remota.
Se puede aplicar el control digital directo para optimizar el crecimiento de las plantas en una cámara de crecimiento. [3]
Utilizando un algoritmo basado en la teoría de control óptimo , es posible controlar la velocidad de un motor de inducción utilizando un microcontrolador. [4]
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