La Plataforma de Procesamiento Distribuido para Emulación de Procesos en Ingeniería (PERI)

PERI es un acrónimo que nació de la concepción de “PLATAFORMA PARA EMULACIÓN DE PROCESOS EN INGENIERÍA” pero dada la evolución de la misma hoy día significa “PLATAFORMA PARA EXPERIMENTACIÓN REMOTA EN INGENIERÍA”.

 

 

Inicialmente, fue concebida para emular sistemas físicos dinámicos de manera distribuida. Actualmente, sus funciones han sido extendidas no solo para simular y emular remotamente procesos industriales, sino también para el control de procesos y plantas reales.

Su arquitectura está siendo permanentemente para permitir incluir en la formación de los estudiantes conceptos de IOT e IiOT, incluyendo además de plantas didácticas procesos con características 100% industriales, esto eso usando instrumentos industriales como PLCs y sensores, protocolos de comunicación industrial, etc.

Está conformada por un “interruptor inteligente” con funciones de cortafuegos, un servidor de licencias, un servidor de aplicaciones simuladas, 4 servidores de aplicación corriendo bajo un sistema operativo Linux con modificaciones en el Kernel que hacen posible la ejecución tareas de tiempo real, permitiendo al usuario simular sistemas, y servidores distribuidos para cada proceso a control remoto.

Acerca de Emulación y Simulación

La simulación es la solución de modelos (dinámicos o estáticos) usando hardware análogo o sistemas microprocesados. Cuando se dispone de un modelo matemático del sistema dinámico se usan herramientas computacionales programadas por líneas de código (lenguaje C, Phyton, Basic, etc) o lenguajes gráficos (Simulink, Labview, Modelica, etc) para resolver las ecuaciones; en este caso no son criticos los tiempos de resolucion.

La emulación es una forma de simulación pero en tiempo real, el sistema bajo estudio deberá tener respuestas en los órdenes de magnitud y tiempos que se ejecutan por el sistema real.

SistemasTiempo Real

Existen varias definiciones de tiempo real, a continuación se citan tres de ellas por diferentes autores:

 - Un sistema de tiempo real es aquel sistema informático en el que la corrección del sistema no sólo depende de los resultados lógicos de los algoritmos, sino que también depende del momento en el que estos se producen.

 - Cualquier sistema en el cual el tiempo en que se produce la salida es significativo, debido a que la entrada se corresponde con alguna variación dentro del mundo físico.

Un poco de historia:

PERI fue desarrollado a través de dos proyectos de investigación financiados por Colciencias, se implementó con el fin de emular sistemas físicos dinámicos de manera distribuida. Fue conformada por un servidor maestro y 4 servidores de aplicación corriendo bajo un sistema operativo Linux con modificaciones en el Kernel que hacen posible la ejecución tareas de tiempo real, permitiendo al usuario simular sistemas en tiempo real de manera distribuida o no según lo requiere, interactuando con bloques de “hardware” y “software” que pueden ser implementados en un programa de procesamiento matemático con manejo de bloques como Scilab/Scicos o Matlab/Simulink. Para la emulación en tiempo real, se dispuso de tarjetas de adquisición de datos que permiten interactuar con el medio físico y hacer implementaciones “Hardware-in-the-Loop” (HIL).

 
Además de permitir emulación, la plataforma contenía herramientas para análisis y diseño de Sistemas de Control (en representación de función de transferencia, en espacio de estados, en tiempo continuo y tiempo discreto), una herramienta específica para análisis y diseño de sistemas de control inteligentes , una herramienta para procesamiento digital de señales, herramientas de simulación, herramientas lúdicas animadas, herramientas para análisis, ajuste y detección de fallas usando un controlador PID en un lazo típico de control industrial SISO, y herramientas para experimentación remota.
Actualmente, debido al desarrollo de herramientas en Matlab, como el Matlab online, las herramientas de Phyton para control, no es necesario usar esas herramientas, por lo que la plataforma fue migrada para experimentación remota.  

 En ese proyecto han participado, además de los docentes investigadores, estudiantes de doctorado, de maestría y de pregrado, cuyas descripción se encuentra en la sección de créditos.