Los controladores programables y los sistemas de control basados en PC han tomado completa relevancia en los entornos industriales, cada uno aportando diferentes beneficios que permiten acelerar la producción y mejorar la eficiencia.

En consecuencia, los operadores de planta que logren integrarlos de manera eficiente podrán obtener ventajas importantes en su desempeño.

Cuando las PCs y los PLCs trabajan integrados, es posible alcanzar sin inconvenientes niveles superiores de procesamiento y control. Y esto es importante en aplicaciones industriales donde corren en paralelo múltiples funcionalidades.

 

PCs y PLCs se unen para mejorar la eficiencia en una nueva multiplataforma de control SIMATIC
Plataforma Multifuncional MFP ST-1518.

 

Los avances en microprocesadores y software permiten ahora combinar PCs y PLCs en un solo equipo, que puede ser utilizado por los operadores de planta en su búsqueda de mejorar la eficiencia operativa y, al mismo tiempo, ahorrar espacio en la instalación.

"Las fábricas inteligentes podrán lograr un mejor resultado, mientras las empresas aumentarán su eficiencia si se cierra la brecha entre las funciones realizadas por PCs y PLCs", explicó Tim Parmer, gerente de Siemens Industry. "IIoT y la digitalización también son factores clave que impulsan esta transición".

Los requerimientos actuales de fabricación tienen que ver con nuevos niveles de capacidad de procesamiento que utilizan pruebas avanzadas con gemelos digitales para obtener mejores diseños y acortar tiempo de comisionamiento. Estos gemelos son duplicaciones virtuales de las líneas de producción y de las máquinas, simulando procesos completos, lo que permite su configuración integral y el diagnóstico de los requerimientos funcionales y operativos antes de que se construya la primera máquina.

Para abordar este nivel de requerimientos de manera más eficiente, Siemens ofrece ahora la Plataforma Multifuncional (MFP) S7-1518. Es uno de los primeros sistemas que combinan un PLC modular robusto estándar de mercado y una PC robusta en una sola plataforma de hardware. MFP entrega la capacidad informática necesaria para manejar una amplia gama de tareas industriales modernas, mientras las configuraciones de toda la planta cumplen con los requerimientos de fabricación flexibles de la fábrica digital.

Se considera que la integración de estas dos tecnologías mejorará la eficiencia de la fabricación, aumentando al mismo tiempo la capacidad de usar big data en el piso de planta.

Las PCs son más eficientes a la hora de manejar tareas de alto nivel, tales como acceso a funciones compartidas, programación utilizando APIs abiertas, incluso correr algoritmos complejos que brindan flexibilidad al piso de planta con menos programación.

Las capacidades de comunicación de big data de MFP, junto con APIs abiertas, proveen flexibilidad en tiempo real para la fabricación digital.

 

MFP permite utilizar bloques compilados de Matlab en TIA Portal.

 

La incorporación de poderosos procesadores multinúcleo permite combinar un PLC y una PC en una sola plataforma de hardware con procesos en tiempo de ejecución independientes. Hay núcleos separados dedicados al PLC, mientras que otros núcleos ejecutan tareas optimizadas de PC en un entorno aparte pero conectado.

Correr funciones de PCs y PLCs en núcleos dedicados en un mismo sistema se traduce en beneficios adicionales y un desempeño que mejora la producción.

En cuanto a las tareas para programar en C++, que necesitan sincronización en tiempo real con la operación de la máquina, podrán ser puestas en marcha y coordinadas por el PLC mientras los procesos enfocados externamente continúan ejecutándose en paralelo en el sistema operativo Linux. Esto conforma una combinación perfecta basada en tareas que alinea las funciones con el sistema más adecuado para el proceso.

Además de los beneficios operacionales, este combo ocupa mucho menos espacio que una arquitectura con una PC instalada aparte que resida en la máquina.

Las PCs también pueden correr lenguajes de alto nivel, brindando acceso a una gran cantidad de APIs de código abierto ya desarrolladas y diseñadas para compartir. Por ejemplo, hay muchos programas en C++ disponibles para compartir en el espacio de IIoT que reducen el tiempo de programación. Se los puede implementar tal cual o reconfigurarlos para cumplir con requerimientos específicos. Es más fácil encontrar programadores versados en lenguajes y matices de programación de estas tecnologías que serán mucho más eficientes si se compara con la creación de programas de lógica escalera.

Por ejemplo, utilizando el paquete SIMATIC ODK 1500S, es posible compilar en funciones de PLC S7-1500 algoritmos programados en lenguajes ‘matemáticos’, tales como los empleados en Matlab y que se pueden testear en los ambientes académicos con Simulink.

Otro beneficio de la plataforma MFP híbrida es que está totalmente diseñada como un PLC robusto de piso de planta y que lleva la porción de PC al estándar del PLC modular.

Como es normal para S7-1518 en MFP, se dispone de diagnósticos a nivel de sistema sin la programación especial que se requiere para enunciar mensajes y alarmas en las pantallas de HMI, lo que facilita el mantenimiento para restaurar rápidamente la operación de la máquina incluso cuando la PC esté causando la falla. Todo gestionado con las herramientas ya conocidas de TIA Portal.

Como resultado, este ‘controlador híbrido’ MFP con diagnósticos mejorados será más confiable que usar dos tipos separados de hardware a la hora de conseguir la operación deseada de la máquina. Además, ahorra espacio, mejora la performance usando algoritmos de particular complejidad cuyo desarrollo encuentra sus límites con las herramientas estándar IEC 61131-3 de programación de PLCs, flexibiliza el desarrollo de interfaces de comunicación, gestiona el big data y allana el camino hacia mayores logros en eficiencia.

 

Preparado con material suministrado por Siemens S.A. y el asesoramiento del Ing Andrés Gorenberg.

Evento de digitalización de Siemens en Argentina

El pasado 2 de agosto, Siemens presentó a sus principales clientes el estudio de digitalización que realizara en nuestro país y que describe el punto de partida y posibles caminos para encarar con éxito este proceso de transformación.

La digitalización está transformando al mundo, como se utilizan los recursos del planeta, como se da la comunicación e interacción con otros, los procesos de aprendizaje, las maneras de trabajar y, especialmente, los negocios.

La amplitud, velocidad y alcance de este cambio no tiene precedentes ante esta realidad. Para entender mejor la situación actual, Siemens realizó un estudio de digitalización en el que fueron entrevistados cientos de líderes, managers y especialistas de empresas argentinas, quienes contestaron acerca del estado y tendencias generales de la digitalización en Argentina para distintos sectores de la industria.

 

Evento de digitalización de Siemens en Argentina

La presentación de los resultados de este estudio se realizó durante un evento exclusivo al que asistieron más de 120 clientes y stakeholders. La jornada comenzó con paneles de discusión en los que se explicó qué es la transformación digital, cómo nos estamos preparando para afrontarla, hasta profundizar en el enfoque Siemens y Mindsphere. En este último caso, el panel fue presentado por Adrián Magra y Alejandro Köckritz donde se explicó ¿Qué es Mindsphere? y sus aplicaciones. Cerrando el evento, los asistentes pudieron ver en vivo el potencial de la digitalización aplicado a un caso real a través de una explicación detallada y un enlace directo con el centro de control remoto.

Siemens Automation Summit 2018: Tendencias a seguir…

La industria avanza a pasos agigantados y las tendencias se superponen, se acentúan y, en definitiva, también plantean nuevos desafíos. Varias empresas dedicadas al análisis del mercado han rescatado cuatro tendencias del último Siemens Automation Summit.

 

Automatización de fábrica

La automatización de fábrica exige simplicidad, por ejemplo configurar y que ya funcione. Pero no es tan así. Hay ajustes constantemente a medida que el equipo envejece o cambia la materia prima y también cuando las instalaciones buscan una productividad cada vez mayor y ahorros de costo.

La mejor manera de hacerlo es con datos, para lo cual Siemens provee cada vez más medios a fin de simplificar su captura. Hoy en día, los datos o se llevan a un historizador de gran capacidad, en el mejor de los casos, o simplemente se delegan a la intuición de un operador experimentado.

Los días de trabajo de muchos ingenieros comienzan con una reunión rápida para descubrir lo ocurrido en el turno anterior con los datos disponibles y luego tratar de solucionar las demandas de cada día. Mirando hacia el futuro, esto será mucho más viable y sencillo de implementar con estas nuevas tendencias.

 

MindSphere

MindSphere, la plataforma en Cloud de Siemens, es un concepto muy interesante, sobre el cual se vienen estructurando cada vez más proyectos. Para esto se requiere comprender qué se puede alcanzar tecnológicamente, a cuyo fin se debe tener una cabal comprensión del alcance de esta plataforma para ponerla bajo el interés de todos los stakeholders. Seguramente que en los próximos años, las compañías industriales serán capaces de presentar sus casos, definiendo claramente sus requisitos, la implementación y los beneficios a obtener.

 

Entrenamiento

El entrenamiento del operador es crucial y se le debe dar un foco especial. Para muchas empresas que no consiguen operadores capacitados para sus plantas de producción, la solución pasa por traer personal no capacitado y entrenarlo usando simuladores offline y tecnologías tipo gaming.

Pero no es fácil: hoy en día, los simuladores de entrenamiento no se parecen en nada a los entornos de gaming en 3D a los que probablemente estén acostumbrados estos nuevos trabajadores, y tampoco se parecen a la realidad física con que se enfrentan en el piso de la instalación.

Una forma de entrenamiento es usar un gemelo digital de la instalación, pero es necesario reunir los recursos y conocimientos para sostener el gemelo digital en el tiempo mediante herramientas de software que permitan realizar fácilmente adaptaciones según la evolución del sistema.

En este sentido, Siemens posee la visión de integrar todas sus plataformas de ciclo de vida del proyecto con estas miras, incluso cuando la planta posee una gran diversidad de máquinas y líneas de producción.

 

Gemelo digital

El concepto de gemelo digital está comenzando a ganar tracción con los usuarios de automatización. En muchos casos, no tienen una representación digital del equipo en sus líneas pero pueden obtener algunos datos del fabricante del equipo, aun cuando sean inconsistentes y probablemente incompletos. El consenso pasa por considerar que se trata de una gran idea, pero que está fuera del alcance inmediato de muchos posibles usuarios.

La simulación del sistema de automatización ya es un hecho, no sólo el sistema de control sino también la integración con redes, dispositivos HMI y el proceso. El ´next step’ es culminar el gemelo digital con la reproducción virtual de la máquina o el mismo proceso.

Es importante arrancar por este camino: modelar algo crítico, recopilar todos los datos que se puedan con la mayor fiabilidad, comprobar los beneficios económicos y financieros,  y pasar a un proyecto de mayor tamaño.

 

Preparado con el asesoramiento del Ing. Andrés Gorenberg, de Siemens.

Siemens e ISA se asocian en el tema de ciberseguridad

Por estos días, la aparición de nuevos proveedores de tecnologías de ciberseguridad, junto con las crecientes alianzas entre esas empresas y proveedores de automatización, son fuentes de gran actividad en torno a ciberseguridad industrial, pero no son las únicas. Hay que sumar también organizaciones industriales y proveedores de tecnología bien conocidos.

Un ejemplo es la reciente asociación entre Siemens e ISA (International Society of Automation), quienes "compartirán experticia para proteger el entorno de automatización en base al estándar IEC 62443 y las medidas de seguridad apropiadas, organizando a tal fin eventos, webinars y material educativo adicional. La meta es elevar la conciencia y compartir las mejores prácticas en cuanto a seguridad industrial con empresas y operadores de equipos industriales".

Al explicar el desarrollo de la asociación Siemens/ISA, Henning Rudolf, a cargo de Siemens Plant Security Services, señaló que "el trabajo de ISA sentó la base de las series IEC 62443 de múltiples estándares, tal como se las conoce hoy en día. Por su parte, lo que ofrece Siemens en seguridad, incluyendo productos de automatización y redes, como así también servicios, está estructurado también en torno a IEC 62443. Además, Siemens ha elaborado un concepto holístico de seguridad basado en los niveles de seguridad definidos en IEC 62443 y en el modelo de madurez basado en ISO 27001. Asimismo, Siemens ha sido certificado, de acuerdo a IEC 62443, para sus procesos y sistemas críticos por la TÜV alemana. Gracias a esta estrecha correlación, Siemens e ISA han decidido juntar fuerzas para subir el nivel de conciencia sobre ciberseguridad en el mundo de la automatización".

Los primeros proyectos planificados como parte de esta asociación son dos webinars en vivo, el primero de los cuales se titula ‘Ciberseguridad para sistemas de control en automatización de procesos’ y estará a cargo de Robert Thompson, PSSO de Siemens, y Eric Cosman, copresidente de la Comisión ISA 99/IEC 62443, a realizarse el próximo 28 de septiembre. El segundo webinar estará dedicado a manufactura discreta.

Al comentar acerca del estado actual del mercado de ciberseguridad industrial, Rudolf comentó que "la ciberseguridad es un desafío global para la industria de automatización, lo que requiere cooperación entre proveedores de tecnologías de seguridad y proveedores de automatización".

Rudolf también aclaró que Siemens sigue un concepto de defensa en profundidad basado en el riesgo, tal como está definido en el estándar IEC 62443. "Este concepto de defensa en profundidad ofrece un esquema de protección de múltiples capas, donde sólo si se combinan distintas medidas de seguridad es posible llegar al cumplimiento del necesario nivel de seguridad".

Además de las respectivas medidas de protección, Rudolf explicó que también es necesario implementar medidas de detección y remediación en correspondencia con el perfil de riesgo del operador de automatización.

"Implementar medidas de seguridad es de vital importancia en los entornos de automatización para garantizar que la producción no se vea afectada negativamente. Por ser una industria que está madurando, pensamos que las distintas tecnologías se deberán integrar en una plataforma común para garantizar consistencia y un uso modular en base a las necesidades del usuario".

Siemens en FIMAQH 2018

Noviembre 01, 2018

Siemens en FIMAQH 2018

Siemens Argentina dijo presente en FIMAQH 2018 (Feria Internacional de Máquinas Herramienta), que se realizó del 15 al 19 de mayo en las instalaciones del Parque del Bicentenario, sito en Villa Martelli, Prov. de Buenos Aires. La feria contó con la visita de más de 40.000 personas y ocupó una superficie de exposición de aproximadamente 26.000 m2. 

FIMAQH expuso las últimas novedades en tecnologías aplicadas a automatización, control de movimiento, control numérico, software CAD/CAM/CAE y robótica. También incluyó modernos conceptos de calidad, técnicas de sensores, diagnóstico y equipos periféricos y sus servicios. 

En esta oportunidad, bajo el lema ‘Industrie 4.0: Digitalización en la Industria de las Máquinas Herramienta, el camino hacia la Empresa Digital’, Siemens presentó en su stand de más de 100 m2  la última tecnología en equipamiento de control numérico, control de movimiento y automatización industrial que está destinada a facilitar y permitir a sus clientes ser más eficientes, aumentar la productividad y lograr mayores niveles de confiabilidad y seguridad. 

Siemens en FIMAQH 2018

Los sistemas de automatización expuestos contaron con equipos SINUMERIK y SIMOTION que permitieron a los visitantes conocer sus prestaciones, características y posibles usos. Cabe destacar que en el stand se expusieron equipos que mostraron la integración de un robot de 6 ejes de la firma Maier, con una aáquina herramienta de la empresa Camporesi (ambos equipos fabricados en Argentina) y otra demo de características similares con equipamiento de la firma KUKA (traída especialmente desde Alemania), en la cual se expusieron las distintas posibilidades de conectividad entre los robots y sistemas de automatización de Siemens. 

Para mostrar las novedades en digitalización, se interconectaron las máquinas y demos del stand como así también una máquina de corte laser (desarrollada íntegramente en Argentina) desde el stand de Patagonia, uno de los clientes CNC de Siemens. El software de integración (SINUMERIK Integrated) permitió visualizar la recopilación de datos para su análisis, diagnóstico remoto, visualización de distintos estados de máquina, etc.

Siemens en FIMAQH 2018

El stand contó con 8 estaciones de trabajo, donde se presentaron innovaciones en control de movimiento (Smart Access y nuevos paneles), automatización (plataforma  TIA Portal y el software de manejo de energía), protección y maniobra de motores, un nuevo portfolio de motores estándar y servomotores, etc. 

También se presentó una demo que permitió a los visitantes conocer en forma amigable qué es la digitalización y cuáles son los pasos a seguir para migrar hacia la empresa digital.

Sistema de monitoreo de condiciones basado en PLC de Siemens

El módulo de expansión del controlador SIMATIC S7-1200 está diseñado para aplicaciones de monitoreo de condiciones, lo que le permite al usuario implementar un sistema eficiente combinando hasta siete módulos SM 1281, en cuyo caso cada módulo puede conectar hasta cuatro sensores de vibraciones y un sensor de velocidad. 

Esta solución robusta facilita el monitoreo continuo de componentes mecánicos, tales como motores, gene­­ra­dores, bombas y ventiladores, para proteger una máquina de manera eficiente ante daños mecánicos durante el funcionamiento, y detectar estos daños en una fase temprana, conformando así un sistema de vigilancia permanente de las máquinas. 

Mediante un estudio de las vibraciones, este equipo puede predecir tempranamente problemas, tales como desequilibrio, alineación inadecuada, daños en los rodamientos, fallas en la transmisión, fuerzas
magnéticas cambiantes, problemas hidráu­licos y de otro tipo relacionados con la funcionalidad. 

Este módulo también está disponible en la versión SIPLUS, que viene de fábrica preparado para condiciones ambientales extremas. 

Más información en:
www.siemens.com/siplus-cms o por email Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Nueva librería de bloques de funciones en Simatic TIA Portal

La nueva Basic Process Library de Siemens simplifica la automatización con bloques preconfigurados para su plataforma TIA Portal y para WinCC. 

Esta librería de bloques permite a los usuarios resolver rápida y eficientemente una amplia gama de tareas de automatización, reduciendo significativamente los costos de ingeniería y de proyecto, así como los tiempos de ejecución.

Nueva librería de bloques de funciones en Simatic TIA Portal

Es una solución gratuita de automatización de alta performance para la gestión eficiente de operaciones, estabilidad de proceso y alta disponibilidad en plantas. Basic Process Library contribuye a la estandarización del software de usuario y, por lo tanto, garantiza la seguridad de la inversión a largo plazo de las soluciones de automatización. 

La librería ofrece todos los bloques necesarios para la automatización de plantas de procesos, tales como ‘Motor con una dirección de rotación’, ‘Motor con dos direcciones y dos velocidades’, ‘Válvula de control’, ‘Señal analógica’, ‘Control de 3 pasos’ y ‘Cableado global para hasta 8 agregados’.

Nueva librería de bloques de funciones en Simatic TIA Portal

Basic Process Library contiene un total de 21 bloques de lenguaje de control estructurado (SCL por su sigla en inglés) para el nivel de PLC (S7- 1200/1500), así como también plantillas e íconos asociados para visualización con WinCC, V7.4 y WinCC RT Professional. Esto proporciona a los usuarios una mejor estabilidad de proceso y disponibilidad de planta sin necesidad de aumentar la ingeniería requerida.

Los nuevos LOGO! amplían las posibilidades de personalización

Los dispositivos LOGO! 8.2, TDE y LOGO! Soft Comfort de Siemens incorporan ahora nuevas características que brindan a los operadores una mayor libertad de personalización.

El LOGO! 8.2 es compatible con páginas web personalizadas vía un servidor web integrado, mientras que LOGO! Soft Comfort V8.2 incluye un LOGO! Web Editor Software Tool para crear páginas web personalizadas destinadas a dispositivos básicos LOGO! 8.2 sin necesidad de experiencia en programación HTML.

LOGO! Web Editor V1.0, incluido en LOGO! Soft Comfort 8.2, también se ha actualizado. Admite hasta 10 páginas web personalizadas con diferente resolución y proporciona una configuración más simple para visualizar y/o cambiar valores y datos en LOGO! V8.2. Todos los navegadores comunes de Internet para HTML 5 son compatibles.

Los proyectos se pueden guardar temporalmente en tarjetas MicroSD, mientras el proyecto completo y el almacenamiento se pueden transferir de una tarjeta MicroSD a LOGO! V8.2. También cuenta con una descripción detallada para programadores HTML sobre cómo crear sus propios sitios web.

LOGO! Access Tool V2.0 cuenta con un tiempo de transferencia regulable de 1 a 60 segundos, junto con la representación automática de las direcciones configuradas de 1 a 100 veces (vertical u horizontalmente).

La nueva versión de la plataforma TIA Portal V15  de ingeniería de automatización de Siemens incluye nuevas funciones prácticas de digitalización que acortan los tiempos de ingeniería. Como principales características se puede mencionar la extensión de las posibilidades de aplicación, la expansión del portfolio de digitalización y una mayor eficiencia de ingeniería.

La inclusión de la nueva plataforma multifuncional en el portfolio de controladores avanzados Simatic S7-1500 permite crear y reutilizar fácilmente aplicaciones de lenguaje de alto nivel con C/C++ y herramientas de programación comercial, tales como Eclipse. La integración de Sinamics S120 y otras familias de accionamientos permite configurar, comisionar y diagnosticar la tecnología completa de accionamientos Siemens en TIA Portal.

Plataforma de ingeniería de automatización enfocada en aplicaciones, digitalización y eficiencia

Otra característica nueva es un test de aceptación de seguridad guiado por un asistente para la familia de accionamientos Sinamics G. Junto con las CPUs de nuevas tecnología para el controlador avanzado Simatic S7-1500, se pueden programar, simular y comisionar fácil y eficientemente funciones de manejo con cinemática 2D a 4D. 

También hay disponibles funciones robóticas en TIA Portal V15. Los fabricantes de robots, tales como Kuka y Yaskawa, ya han creado bibliotecas de bloques para programación de robots en TIA Portal. De esta manera, las tecnologías de control y robóticas están creciendo más cercanas y TIA Portal ofrece una solución uniforme que va desde ingeniería hasta operación de robots.

Figura 1. TIA Portal V15 permite integrar herramientas para el desarrollo de un proyecto de seguridad.
Figura 1. TIA Portal V15 permite integrar herramientas para el desarrollo de un proyecto de seguridad.

 

La expansión del portfolio de digitalización para TIA Portal V15 se concentra en las funcionalidades OPC UA y el comisionamiento virtual. Las funcionalidades de OPC UA se han ampliado para el controlador avanzado Simatic S7-1500, lo que mejora y simplifica la comunicación horizontal y vertical estandarizada entre máquinas y dispositivos en la planta y el nivel MES/SCADA/IT (Sistema de ejecución de fabricación / Control de supervisión y adquisición de datos). Esto también permite implementar soluciones de automatización de acuerdo con estándares específicos de la industria, tales como OMAC PackML (Organi­zation for Machine Automation and Control). 

El comisionamiento virtual permite la validación virtual de la solución de automatización, es decir, la interacción entre los componentes de control y el sistema mecatrónico de una máquina o sistema. El corazón de la solución de Siemens es el Controlador Virtual Avanzado S7-PLCSIM para Simatic S7-1500, que permite simular la mayoría de las funcionalidades de controlador y controlar directamente modelos virtuales de sistema sin necesidad de hardware. Como resultado, la automatización y la ingeniería mecánica se sincronizan en una etapa muy temprana del ciclo de vida del producto, mientras se acortan los tiempos de desarrollo hasta el comisionamiento real, ya que los problemas se pueden identificar en el mundo virtual antes del comisionamiento físico. El reproceso y el rediseño también se pueden aplicar en el mundo virtual, asegurando que los cambios de máquina o sistema se realicen de manera efectiva y eficiente en mucho menos tiempo.

Figura 2. TIA Portal V15 resuelve requerimientos para hacer más eficientes la ingeniería y también el trabajo multiusuario.
Figura 2. TIA Portal V15 resuelve requerimientos para hacer más eficientes la ingeniería y también el trabajo multiusuario.

 

Con respecto a la estandarización y una mayor eficiencia de ingeniería, la nueva versión del TIA Portal se concentra en el trabajo en equipo y diagnósticos ampliados de máquinas y sistemas. El marcado automático de objetos modificados y el modo fuera de línea fueron agregados en conjunto con TIA Portal Multiuser Engineering. Además de la mejorada gestión de cambios en el servidor multiusuario, tales como para historial de cambios y comentarios del usuario, también mejora la sincronización de cambios soportada por el sistema.

Para diagnosticar máquinas y sistemas, el paquete de diagnóstico Simatic ProDiag incluye ahora monitoreo de módulos failsafe y análisis de criterios para alarmas ProDiag. En combinación con el display S7-Graph Control en Simatic HMI (Human Machine Interface) – que también se ha ampliado –, se han mejorado los diagnósticos y la visualización de secuencias de máquina y errores de aplicación directamente en el dispositivo del operador en el sistema. Por ejemplo, por primera vez el usuario puede mirar hacia atrás a la causa real de la falla en el display de código gráfico del dispositivo del operador.

 

Preparado en base a material suministrado por Siemens S.A.

Las 4 (re)evoluciones - ¿Por qué 4.0?

Antes de abundar en detalles, expliquemos el porqué de esta designación. Simplemente hace referencia a 4 hitos históricos de la evolución industrial.

El primero ocurrió a mediados del siglo XIX, con la ‘dominación’ de la energía ‘bruta’ del vapor para convertirla en trabajo utilizable, por ejemplo para el transporte de ferrocarriles, que revolucionó para siempre la industria y la economía mundial.

La segunda revolución de principios de 1900 fue más de índole de procesos y estuvo relacionada con la organización de las operaciones industriales, tales como la línea de producción en serie de automóviles o la faena de animales.

La tercera revolución es más cercana y tiene que ver con el dominio de la energía eléctrica y su uso racional con la electrónica del transistor y los microprocesadores, lo que da origen a la automatización hasta como la conocemos hoy en día, que se tradujo en máquinas más especializadas, precisas y eficientes y que se extiende con la evolución de los autómatas programables y los sistemas de inteligencia de planta hasta el día de hoy.

La cuarta revolución, mejor entendida como una evolución, hace un uso mayor no sólo de los avances en automatización, sino también de todas las tecnologías surgidas en esta materia, fundamentalmente basadas en software, para cubrir en forma completa todo el ciclo de producción de un bien y/o de un servicio. 

 Industrie 4.0:  Para todos y al alcance de todos…

‘Future proof’

Las innovaciones tecnológicas surgidas en los últimos años han superado todas las predicciones, dejando en claro una cosa: nadie puede asegurar qué tecnología surgirá el día de mañana ni cuál de las actuales tecnologías seguirá vigente. 

Por ejemplo, hoy un control a lazo cerrado se puede resolver en un LOGO! o un servidor OPC UA se puede habilitar dentro de un PLC S7 1500, cosa que 10 años atrás no hubiéramos imaginado posible. 

Pero también la demanda cambia a ritmos aún más veloces; lo que hoy estamos acostumbrados a consumir, mañana quizás ya no lo requiramos, sea por un cambio en la moda, las tendencias, nuestras costumbres o nuestras necesidades. Ejemplos sobran.

Hoy en día, más de la mitad de la población mundial vive en regiones urbanizadas; sus necesidades de productos, bienes y servicios (desde alimentos y medicamentos hasta autos y celulares, sumando más necesidades de infraestructura de transporte, energía y comunicaciones) se han vuelto más refinadas y especializadas, disfrutando a la vez de una gran variedad de ofertores que compiten en calidad, disponibilidad y precios. Los ofertores deben adecuarse rápidamente a los cambios en las preferencias de los consumidores; de no lograrlo, su futuro se verá seriamente comprometido.

Por esta razón, los fabricantes industriales y los proveedores de servicios deben recurrir a un uso más abarcativo y racional de las tecnologías actuales para estar a la altura de los desafíos que los consumidores imponen, pero, a la vez, deben estar preparados para adaptarse rápidamente para asimilar cambios y continuar proveyendo a los clientes acorde a sus expectativas. Se dice entonces que las fabricas deben estar ‘preparadas para el futuro’, es decir, poder adaptarse, ser flexibles y lograr ser siempre competitivas ante los cambios de las condiciones de su negocio, sea por situaciones político – económicas o como consecuencia de condiciones de mercado, proveedores o cualquiera de las variables que puedan influir en su desarrollo. De no lograrlo, significa salirse del negocio.

Industrie 4.0 viene a presentar la concepción integral de la tecnología destinada a este propósito.

 

Una concepción holística de la tecnología

La cuarta evolución industrial viene a atender, desde la perspectiva tecnológica, las tres necesidades fundamentales que la industria y sus servicios necesitan resolver para perdurar en el mercado:

  • Ser eficientes - Sintéticamente, hacer más, o lo mismo, con menos recursos. (Por ejemplo, en el mercado de commodities).
  • Ser flexibles - Incorporar rápidamente cualquier cambio o tendencia que el mercado demanda. (Por ejemplo, en el mercado de tecnología o industria automotriz, textil o farmacéutica).
  • Reducir el “time to market” - Concretamente, ser más rápido que la competencia para enviar un producto o servicio innovador al mercado. (Los ejemplos abundan, desde la industria de alimentos y bebidas hasta biotecnología).

La idea central de Industrie 4.0 es utilizar toda la tecnología disponible en este momento y la que se vaticina que surgirá en el corto plazo, en pos de alcanzar estos tres objetivos. No sólo los modernos sistemas de automatización, sino, y muy especialmente, las tecnologías basadas en software, tales como virtualización, digitalización y simulación, con las que se pueden modelar los sistemas físicos en objetos de software y optimizar su diseño y operación antes de su materialización. 

También se refiere a los conceptos de Smart Manufacturing (fabricación inteligente) con sistemas que permiten tener vista del uso de los recursos para tomar decisiones, entre otros sistemas de Energy Management para la gestión completa del uso energético de la planta o sistemas de Plant Intelligence destinados a gestionar los sistemas de producción, además de sistemas de operación, almacenamiento y analítica en ‘la nube’ y tecnologías de identificación integradas al producto en curso.

 

Distintos ‘flavours’

Tratándose de un concepto tan abarcativo e integral, Industrie 4.0 puede ser asociado con algunas iniciativas o tendencias que cubren sólo un aspecto de todo lo que cubre en sí mismo. Dependiendo de qué funcionalidad o recurso resuelve mayormente, será el ‘flavour’ que prevalezca como principal tecnología de una implementación Industrie 4.0.

A Industrie 4.0 se lo suele considerar como sinónimo de Industrial IoT, Digitalización o Smart Manufacturing, y nuestro cometido aquí es tratar de marcar las diferencias y destacar que estos enfoques se refieren a soluciones parciales del gran concepto holístico de Industrie 4.0.

IoT (Internet of Things) es un avance en la integración de mecanismos de comunicación sobre protocolos estándar a dispositivos de nuestro uso diario con el fin de aprovechar funciones inteligentes que pueden ser de gran ayuda personal si podemos acceder e interactuar con los mismos en forma remota o automática. El caso más emblemático es la heladera, que puede ordenar una reposición automática al supermercado cuando se agota algún producto, el seteo del horno y la calefacción de nuestro hogar condicionados a distintos factores, tales como fechas, invitados, etc. También llega cada vez con mayor frecuencia a dispositivos más pequeños y sencillos que pueden interactuar con servicios en nuestros dispositivos móviles o incluso con/desde nuestros automóviles.

Más interesante es Industrial IoT (IIoT), que tecnológicamente funciona similar al caso anterior, con la diferencia que se aplica al mundo industrial y, por ende, se le exige determinadas consideraciones especiales. De partida, no se orienta a conectar electrodomésticos, ni tampoco su principal objetivo son las personas, sino que está orientado a integrar máquinas entre sí, con procesos y, obviamente, con operadores. Para esto requiere condiciones de seguridad robustizadas y velocidades que garanticen el determinismo y la seguridad para las señales críticas que transmiten. Espe­cialmente cuando se transpone fronteras como el piso de planta, se deben tomar recaudos que aumenten la integridad de la comunicación sin desmedro de la velocidad ni el determinismo.

Industrial IoT (IIoT) es un gran avance en la estandarización de los métodos de integración inteligente y funcional de las plantas productivas, a lo que se suma el lanzamiento de OPC UA como protocolo universal que resuelve los clásicos problemas de comunicación entre distintos tipos de dispositivos y entre marcas. Sin ir más lejos, los productos Siemens ya pueden intercomunicarse de manera más económica gracias a este protocolo; por ejemplo, si el usuario desea conectar un drive Sinamics con una pantalla HMI Comfort Panel en directo, o si quiere que su sistema de gestión releve datos directamente de la máquina disponibles en el PLC Simatic S7 1500 gracias a su servidor OPC UA instalado en la misma CPU.

De esta forma, Industrie 4.0 hace uso de IIoT para alcanzar objetivos más grandes y, por eso, no es apropiado compararlos o tomarlos como equivalentes.

 

‘Nube’ y minería de datos

Como vimos, IIoT permite el avance de los sistemas de comunicación desde el nivel de planta, facilitando la obtención de datos y, con esto, responde a la necesidad de disponer de repositorios efectivos donde realizar las operaciones de análisis y procesamiento de los mismos. La idea de poder disponer de estos repositorios en forma centralizada, a buen resguardo y de rápido alcance en servidores remotos y distribuidos, incluso a distancias geográficas del punto donde se generan los datos, permitiendo establecer conexiones hacia ellos en forma inalámbrica y segura, es lo que se dio en llamar ‘nubes’, concepto de por sí muy descriptivo en el sentido que están a nuestro alcance donde sea que tengamos una conexión a la Internet.

Pero no se trata de tener sólo un dispositivo de almacenamiento de enormes cantidades de datos sino también de una plataforma sobre la misma nube que permita realizar el análisis de los mismos y, en consecuencia, realizar las operatorias necesarias sobre la producción. Un sistema donde puedan residir los algoritmos que procesan las enormes cantidades de datos relevados de los procesos productivos, permite descubrir y obtener conocimiento de los procesos, comprenderlos mejor y realizar mejoras continuas; en definitiva, lo que se denomina minería de datos.

Siemens dispone de la plataforma Mindsphere para la gestión de datos haciendo uso de algoritmos específicos por cada máquina o proceso, muchos de ellos desarrollados por los mismos usuarios en el formato de ‘apps’, que facilita toda la gestión de la inteligencia digitalizada de las máquinas, planta y negocio, especialmente basada sobre una ‘nube’.

Las plataformas de Industrie 4.0 recurren imperiosamente a sistemas de analítica de datos y gestión de procesos de negocios basados en la nube, como el concepto de Siemens con Mind­sphere, lo que permite llevar el negocio a una operatoria completamente digital.

 

Digitalización es la clave

Digitalización se entiende como el modelado virtual, o sea basado en software, de algo físico. También se lo puede extender a la administración del negocio cuando se tiene una plataforma de gestión por software completamente integrada y abarcativa de todos los procesos del mismo.

La estrategia de digitalización de Siemens para la industria se basa en 3 plataformas, a su vez colaborativas e integrables entre sí: 

  • Software del ciclo de vida de desarrollo de un producto (PLM o Product Lifecycle Management) - Permite llevar en formal virtual o a través de un ‘gemelo digital’ todos los aspectos de la fabricación de un producto, desde diseño mecánico, disposición de los sistemas de producción, administración y gestión de los mismos, hasta simulación y comisionamiento virtual de las líneas de producción y de la fábrica. Al respecto, Siemens ofrece Team Center, NX y Plant Simulation para la industria discreta y la plataforma Comos para la industria de procesos. 
  • Sistema de ejecución y gestión de la producción (MES o Manufac­turing Execution System) - Modela los procesos productivos de una planta industrial según el estándar ISA 95 y para cada subproceso. Por eso se habla de una ‘suite’ o conjunto integrable de módulos de aplicaciones que resuelven distintos aspectos de la producción, tales como gestión de tiempos productivos, historial de variables y registros de producción, gestión de recetas, integración de laboratorios, depósitos, control de calidad y otros. En Siemens, esta suite se denomina SIMATIC IT e integra varias aplicaciones, tales como Historian, Performance Monitoring, Unilab e Interespec, Preactor como solución de Manufacturing Ope­ration Manager,  entre otros. 
  • Plataforma TIA (o Automatización Totalmente Integrada en inglés) - Revolucionario concepto de Siemens que permite que sus sistemas de automatización sean desarrollos en pos de las verdaderas necesidades de la industria, donde un sistema de control requiere implementar en forma rápida y sencilla la integración de diagnóstico, monitoreo y operación, comunicación y operación completa de drives y equipos de maniobra de motores, integración transparente de sistemas de comunicación , etc. En Siemens, la plataforma por excelencia es TIA Portal para la industria discreta, que integra directamente el desarrollo del sistema de monitoreo y operación con WinCC (TIA Portal o SCADA), comisionamiento de drives con Start Drive, paquetes integrables para configurar sistemas de seguridad, etc. Para la industria de procesos, PCS7 es una solución de sistema de control distribuido que potencia aún más la integración, extendida a las tecnologías de instrumentación de campo.

 

Preparada por el Ing.Andrés Gorenberg, Gerente de Factory Automation, Siemens Argentina.

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