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lunes, 3 de diciembre de 2018

Evolución de los sistemas de control industrial en el marco de la Industria 4.0

Desde la aparición de las tecnologías de la información y las comunicaciones, principios de los setenta, el modelo de referencia CIM se ha utilizado para el desarrollo e integración de estas tecnologías en el ámbito industrial con el objetivo de automatizar y mejorar los procesos productivos (aumento de la capacidad productiva, disminución de los costes, personalización de los productos y mejora de la calidad, entre otros).

El modelo de referencia CIM plantea una arquitectura piramidal donde cada subnivel de la pirámide se encarga de prestar servicios al nivel inmediatamente superior, ya sea proporcionar datos o ejecutar una acción. A su vez, el nivel superior se encarga de procesar los datos y de realizar peticiones de acción del nivel inmediatamente inferior, así como de proporcionar datos y atender las peticiones del nivel inmediatamente superior.

Así pues, en el nivel inferior del modelo de referencia CIM nos encontramos el nivel de sensado y control, donde un conjunto de dispositivos PLC (Programmable Logic Controller) monitorizan y controlan en tiempo real las diferentes partes del proceso productivo a través de sensores y actuadores. En la capa inmediatamente superior nos encontramos el nivel de supervisión, formado por un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) que se encarga de controlar los diferentes elementos para dar sentido al proceso productivo. Finalmente, en el nivel de gestión nos encontramos los sistemas de control y planificación MES (Manufacturing Execution System) y ERP (Enterprise Resource Planning), encargados de generar y gestionar las ordenes de trabajo para dar respuesta a los pedidos de los clientes.

                                 

Pero hoy en día el modelo de referencia CIM se enfrenta a un reto para dar respuesta a los nuevos requerimientos de acceso a la información que supone la llegada de la Industria 4.0, con la introducción de conceptos como el mantenimiento predictivo para reducir el tiempo de parada inesperada de las máquinas que conforman un proceso productivo y los costes asociados a estos. En concreto, para la implantación de estos conceptos se requiere de tecnologías de comunicación que permitan el acceso a la información en tiempo real, de protocolos de comunicación que permitan el acceso a la información de manera distribuida, y, finalmente, de mecanismos que faciliten el despliegue y el mantenimiento de estas tecnologías en el ámbito productivo.

Este año Intel ha presentado el concepto SDIC (Software-Defined Industrial Control), que se fundamenta en el concepto SDN (Software-Defined Networking) desarrollado en los últimos años en el ámbito del cloud computing (computación en la nube) y de las telecomunicaciones, con el objetivo de facilitar el despliegue de servicios y redes de manera determinista, dinámica y escalable. Este concepto rompe con el modelo de referencia CIM y propone una arquitectura distribuida que permita la flexibilidad de los sistemas productivos a la vez que mantiene las garantías de seguridad necesarias en el ámbito industrial.

Por tanto, este es un buen momento para empezar a pensar en la realización de las primeras implantaciones en el campo para validar aspectos clave tales como la integración con los equipos que ya se encuentran desplegados, y también la interacción entre los técnicos del ámbito de los sistemas de información y del ámbito de los sistemas de control, pues su cooperación es clave para la implantación de estas tecnologías en las diferentes fases del proceso (diseño, despliegue y mantenimiento).

Enlaces:

NCYT

martes, 26 de diciembre de 2017

Microsoft presenta sus soluciones de automatización basadas en la nube

Las TIC continúan creciendo para adaptarse a los requisitos que se crean en la industria de fabricación. Cada vez son más demandadas las plataformas en la nube para ejecutar proyectos del Internet de las cosas (IoT) o para aplicaciones de inteligencia artificial (AI).

Es por lo anterior que Microsoft presentó recientemente en la feria SPS IPC Drives sus soluciones de automatización aplicables al campo de la industria basándose en su plataforma en la nube, Microsoft Azure. Este tipo de soluciones permiten el desarrollo de plantas inteligentes o Smart Factories, completamente integradas dentro de la Industria 4.0.

Para realizar las interconexiones entre las aplicaciones que se ejecutan en la nube y las propias plantas industriales se emplean estándares como el OPC Foundation, a los que se dan cabida dentro de la plataforma Microsoft Azure. Con soluciones como Azure IoT Edge, aplicada a los dispositivos frontera, es decir, a aquellos que se encuentran justo como como fin de la capa física y que se interconexionan con los servidores en la nube, se facilitan las funciones de análisis de procesos avanzados e inteligencia artificial.


Figura 1: Sucesivas transformaciones en la industria

Para poder integrar todas las soluciones, es necesario que los proveedores de tecnología embebida desarrollen soluciones basadas en la nube y que respondan a protocolos comunes. Empresas como Kontron, el Grupo Weidmüller o Beckhoff Automation realizaron demostraciones en la feria SPS IPC en la cual mostraban cómo sus dispositivos se integraban a la perfección con el entorno cloud de Microsoft Azure. Dispositivos como controladores industriales IoT, equipos para integración en armarios de control, controladores de datos en la nube...

En el nivel de supervisión (SCADA) el control central y la visualización de los datos recopilados simplifican los procesos industriales, para ello el fabricante Hilscher realizó una demostración en la que se permitía la lectura directa y segura de datos de un sensor conectado a la nube. De esta manera es posible acceder remotamente a los datos que proporcionan diferentes equipos dentro de una planta industrial, como pueden ser máquinas individuales, líneas de producción o sitios de producción completos dentro de una factoría.


                        Figura 2: Panel demostrativo de las soluciones cloud de OPC UA y Microsoft Azure IoT

Fuentes: