Beep!

Mayo 24, 2019

Beep (Backplane Ethernet Extension Protocol) de Turck conecta hasta 33 módulos de E/S con tan sólo una dirección IP en redes PROFINET, EtherNet/IP y Modbus TCP.

Beep!

El lenguaje conecta al mundo, siempre y cuando nos podamos comunicar en un lenguaje común. Este concepto tan claro y conciso no está limitado a la comunicación entre personas sino también a la industria.

Los controladores y dispositivos de fieldbus suelen utilizar diferentes protocolos en distintos mercados y lugares del mundo. Además de las preferencias específicas, los requerimientos de la aplicación también determinan la elección del protocolo.

Ante la imposibilidad concreta de tener un estándar global uniforme, Turck lanzó en 2012 su tecnología multiprotocolo como una vía única y pragmática para el manejo de distintos lenguajes. Los dispositivos con tecnología Ethernet multiprotocolo son capaces de comunicarse con los tres protocolos Ethernet más comunes, o sea PROFINET, EtherNet/IP y Modbus TCP, combinando los tres protocolos en un solo dispositivo.

 

Resolver problemas

Todos los días, la industria se enfrenta a nuevos desafíos. Resolver un problema significa muchas veces descubrir nuevos requerimientos a cumplir.

La tecnología Beep de Turck es una muestra clara de este principio. Con el lanzamiento de sus dispositivos TBEN-S y TBEN-L, Turck ofrece módulos autónomos de fieldbus a los cuales se puede acceder individualmente con una sola dirección IP en la red. Esto es de gran utilidad, ya que permite a los usuarios ahorrar costos en acopladores de fieldbus adicionales y gestionarlos sin el uso de estructuras de sub-bus propietarias. No hay ninguna otra solución de E/S más eficiente, en particular para aplicaciones con una densidad media a baja de E/Ss, tal como ocurre por ejemplo en robots.

Sin embargo, en grandes redes que contienen muchas estaciones, una conexión directa de fieldbus puede llegar a ser una desventaja. En esta clase de instalaciones, las direcciones IP son raras. El número de conexiones que los controladores pueden gestionar también está limitado.

A fin de resolver este problema, Turck ha desarrollado el nuevo protocolo Beep (Backplane Ethernet Extension Protocol), que permite combinar hasta 33 módulos de E/S y hasta 480 bytes de datos de proceso en una subred Ethernet. Este tipo de subred sólo necesita una dirección IP y se comunica a través de una sola conexión con el controlador, sin importar si es una red PROFINET, EtherNet/IP o Modbus TCP.

 

Beep!
Beep está disponible como actualización de firmware en todos los módulos multiprotocolo de las series TBEN-S y TBEN-L de Turck y también en los módulos FEN20.

 

Beep simplifica la comunicación

En una red Beep, uno de los módulos actúa como maestro mientas un máximo de 32 módulos adicionales actúan como esclavos. De esta forma, el usuario se beneficia dos veces. En primer lugar, no tiene que adquirir gateways especiales con cableado propietario para establecer las subredes y se reduce el número de direcciones IP, ya que cada módulo de E/S se puede usar como maestro Beep o como esclavo. En segundo lugar, gracias a la disminución de direcciones IP, el usuario puede implementar redes de E/S de gran densidad y conectarlas con controladores de bajo costo a través de un menor número de conexiones soportadas.

Otro beneficio es el hecho de que Beep opera con todos los componentes Ethernet estándar. Además, la configuración es sumamente fácil gracias al servidor web integrado. El usuario define aquí el primer dispositivo en la línea como maestro Beep y los demás son asignados automáticamente como esclavos. El maestro guarda en este caso todos los parámetros de la configuración de los dispositivos.

Si un esclavo ha de ser reemplazado a causa de una falla o cualquier otra razón, esto se consigue simplemente mediante un recambio inmediato, lo cual reduce tiempo de parada y los costos asociados. El nuevo esclavo es detectado automáticamente por el maestro Beep y se le provee los parámetros necesarios. Ya no hace falta una nueva configuración manual.

La configuración debe garantizar que la red Beep esté instalada en una topología lineal. En este caso, el maestro Beep siempre tiene una dirección IP estática mientras los esclavos Beep no tiene asignadas direcciones IP.

Algunas redes Beep también pueden ser operadas en secuencia a lo largo de una línea, estando configuradas de acuerdo al mismo principio: Maestro – Esclavo - … - Maestro – Esclavo. De esta forma se puede implementar una operación que mezcle redes Beep y dispositivos de otros fabricantes sin ningún tipo de problemas.

 

Gran cantidad de productos

Beep está disponible como actualización de firmware en todos los módulos multiprotocolo de las series TBEN-S y TBEN-L de Turck y también en los módulos FEN20.

TBEN-L se usa en aplicaciones que requieren dispositivos extremadamente robustos con un alto grado de protección, mientras el módulo FEN20 es uno de los más pequeños módulos de E/S que se instalan en gabinetes de control, ofreciendo un excelente desempeño en aplicaciones descentralizadas con un pequeño número de puntos de E/S. Gracias a sus dimensiones sumamente compactas, FEN20 también es ideal para reconversión de funciones Ethernet en gabinetes de control ya existentes.

TBEN-S combina los beneficios de TBEN-L y FEN20, ofreciendo un diseño robusto con clases de protección IP65/67 e IP69K.

Igual que los demás módulos compatibles con Beep, los módulos TBEN-S son del tipo multiprotocolo, soportando los tres protocolos estándar Ethernet. El protocolo específico es detectado automáticamente, lo que permite a los usuarios conectar los módulos a distintos sistemas de controladores sin ningún tipo de problemas.

Los módulos TBEN-S se destacan por su flexibilidad. Los canales universales de los módulos DXP se pueden usar, por ejemplo, como entradas y salidas sin ninguna configuración. Los módulos analógicos universales pueden procesar señales de termocuplas y termorresistencias como así también señales de corriente y tensión. De esta manera se consigue bajar el número de modelos de dispositivos en stock.

También es importante la tecnología IO-Link, que es una interface digital universal a nivel de sensores/actuadores. Los módulos TBEN-S están disponibles como maestros I/O-Link.

El comisionamiento y el mantenimiento de los módulos son muy fáciles. También son muy sencillos el cableado de los TBEN-S y su integración directa en redes Ethernet industriales.

Se dispone de funciones de diagnóstico por sobretensión, corriente y cortocircuito. Si es necesario reemplazar un dispositivo, la tarea se puede realizar fácilmente y sin una configuración complicada.

 

Multiprotocolo Ethernet

Bajo esta denominación, Turck ofrece gateways de fieldbus y módulos bloque de E/S que combinan tres protocolos Ethernet, o sea PROFINET, Modbus TCP y EtherNet/IP, en un solo dispositivo.

Los dispositivos multiprotocolo pueden operar automáticamente en cada uno de los tres sistemas Ethernet. Los dispositivos multiprotocolo de E/S de Turck detectan el maestro después de la puesta en marcha y se autoajustan automáticamente al protocolo. El acceso de lectura vía Modbus TCP es importante, como así también cuando el controlador es conectado vía PROFINET o EtherNet/IP. De esta manera, las HMIs, los gateways de borde y los sistemas de nube pueden acceder a todos los valores de proceso en paralelo con el PLC.

 

Preparado en base a una presentación de Aurel Buda, gerente de sistemas de automatización de fábrica de Turck.

Representante exclusivo en la Argentina: Aumecon S.A.

Time Sensitive Networking (TSN) ya es un emblema en automatización industrial. Representa una tecnología clave para que IIoT (Industrial Internet of Things) pueda convertirse en una realidad palpable y ayudar a Ethernet industrial a garantizar comunicaciones confiables y predecibles en el tiempo. El primer paso para lograrlo es la implementación de un sistema sincronizado.

En sus comienzos, TSN fue desarrollado por IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) como una serie de estándares técnicos abiertos para AVB (Audio Video Bridging) en sistemas audio-visuales profesionales. El resultado fue una tecnología para Enlace de Datos – Capa 2 de ISO/OSI (International Organization for Standardization/Open Systems Interconnection) regulada por los estándares IEEE 802.1.

Al ofrecer mensajería determinística en tiempo real, IEEE 802.1 extendió rápidamente su alcance a otros campos, en particular redes de control dentro de los sectores automotriz y de manufactura, donde es fundamental garantizar que se puedan recibir datos cíclicos de tiempo crítico dentro de determinados intervalos de tiempo.

 

 

Sincronización de dispositivos en TSN

A fin de lograr determinismo con una baja latencia adicionada en redes de Ethernet industrial, es necesario tener en cuenta un aspecto clave: la sincronización de tiempo. Esta característica es necesaria para mantener una elevada precisión en sistemas distribuidos, ya que, de esta forma, los dispositivos de la red podrán ejecutar las operaciones requeridas al unísono, en el punto correcto en tiempo e independientemente de donde ocurren las acciones.

Además, cuando todos los componentes comparten un mismo concepto de tiempo, por ejemplo un reloj universal, es posible realizar un análisis exacto para determinar cuándo ocurrió un evento en una máquina específica, el intervalo de tiempo entre dos eventos que ocurrieron en distintos componentes de la misma red, o el ordenamiento relativo de eventos que tuvieron lugar en distintos dispositivos.

Para lograr la sincronización de la red, TSN establece un sistema de reloj único mediante un protocolo PTP (Precision Time Protocol) maestro-esclavo, según lo especificado por el estándar aprobado IEEE 802.1AS - ‘Temporización y Sincronización para Aplicaciones Sensibles al Tiempo’ e IEEE 1588 – ‘Estándar para un Protocolo de Sincronización de Reloj de Precisión en Sistemas de Medición y Control Conectados en Red’. De acuerdo a estos protocolos, un maestro de reloj de red, conocido como ‘Gran maestro’, envía información de tiempo como paquetes Ethernet a cada nodo, o ‘Sistema Consciente del Tiempo’, dentro de la red.

Algunos tipos de mensajes de tiempo se usan para comunicar información relativa al tiempo que se necesita para sincronizar relojes a través de la red o para medir retardos a través del medio de comunicación a fin de reducir su efecto. Además, se pueden establecer funciones adicionales para elaborar una jerarquía de reloj y seleccionar grandes maestros, como así también para configurar, monitorear y mantener un sistema basado en PTP.

De esta manera, todos los relojes de tiempo real en los nodos pueden ser sincronizados con una exactitud de 1μs o menos, lo que también sirve para las más exigentes aplicaciones de control de movimiento, cuyos tiempos de ciclo pueden llegar muy cortos, de tan sólo unos pocos μs. Además, si ocurre un error, es posible chequear los registros de operación y seguir cronológicamente y con claridad cuáles eventos causaron el problema. Como resultado, los operadores pueden proceder a la identificación del error y tareas de recuperación de una manera más rápida y más fácil, recortando paradas no planificadas y sus costos asociados.

A la inversa, no hay reloj global alguno ni comprensión compartida de tiempo en las redes Ethernet tradicionales. De hecho, cada dispositivo tiene su propio reloj interno, o sea su propia noción de tiempo. En consecuencia, los errores se pueden acumular con el tiempo, originando derivas que pueden sacar los procesadores de sincronización.

Más que sincronización

Una sincronización de tiempo confiable entre todos los dispositivos de una red consciente del tiempo es la base para todas las demás funciones clave de TSN. En particular, IEEE 802.1AS propone un mecanismos robusto que soporta el estándar IEEE 802.1Qbv – ‘Mejoras para un Tráfico Programado’, que define de qué manera se pueden programar las colas de tráfico de datos y priorizar la entrega a tiempo de las tramas de tiempo crítico.

Este proceso se basa en el uso de TASs (Time-Aware Shapers) que chequean el campo de prioridad de tags de VLAN de cada trama y asignan el mensaje a la cola de prioridad adecuada, tal como estaba definido en un programa. La transmisión de datos en cada cola se ejecuta durante ventanas de tiempo programadas, mientras se bloquea la transmisión de las otras colas.

De esta manera, el TAS garantiza la protección de los mensajes críticos contra una posible interferencia del tráfico acíclico, evitando así retardos o fallas en la entrega de mensajes de tiempo crítico que pueden interrumpir una aplicación o incluso todo el proceso de producción. Aún más, es posible optimizar los tiempos de ciclo de comunicación, ya que se pueden transmitir simultáneamente distintas tramas con prioridades similares. Como resultado, los TASs y programas fijos de tráfico superan el método tradicional CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection), utilizado por Ethernet convencional, que entorpecía el determinismo.

 

Un ejemplo de implementación de TSN

Nos referimos a CC-Link IE TSN, una tecnología basada en las Capas 3 a 7 ISO/OSI que es adoptadas por los estándares IEEE 802.1AS e IEEE 802.1Qbv Capa 2 antes mencionados.

CC-Link IE TSN optimiza lo que ofrece CC-Link IE, el primer Ethernet industrial gigabit abierto en el mundo, mejorando las funciones de comunicación y la exactitud de la sincronización. Por ejemplo, se pueden alcanzar tiempos de ciclo de incluso 31,25 μs mientras ofrece un manejo sin problemas del tráfico acíclico gracias a su ancho de banda de gigabit. En consecuencia, se consigue un canal con una óptima comunicación común para el tráfico acíclico y el tráfico de control en tiempo real, todo dentro del marco de Industrie 4.0.

 

Preparado en base a una presentación de John Browett, gerente general de CLPA Europa.

Simple, intuitivo y confiable. Son las características de los nuevos sensores de presión PS+ de Turck que ofrecen un acceso completo a todos los parámetros de sensor vía IO-Link 1.1.

Los sensores de presión PS+ son los primeros dispositivos basados en la plataforma de sensores de fluidos de Turck. Su novedoso concepto operativo los llevó a ganar el premio iF Design Award.

 

En el entorno industrial, la funcionalidad, con toda razón, importa más que la apariencia. Es por eso que, cuando un producto se destaca tanto por sus beneficios para el usuario como por su apariencia, merece un premio. Es lo que ocurrió con los nuevos sensores de presión PS+ de Turck, ganadores del prestigioso premio iF Design Award. El signo Plus en el nombre del sensor corresponde a dos grandes beneficios: comisionamiento simplificado y la garantía de una alta disponibilidad de planta.

La instalación sin problemas de los sensores de presión y la rápida familiarización de los usuarios con la estructura de menú fueron requerimientos clave a la hora de desarrollar estos sensores. Las especificaciones también incluían la capacidad de adaptarse a conexiones de proceso y salidas eléctricas estándar, además de cubrir rangos de presión hasta 600 bars.

Ofrecen un alto grado de flexibilidad en la instalación, ya que el cabezal del sensor puede ser rotado libremente casi 340° e invertir su posición según necesidad.

Los sensores detectan automáticamente si el controlador o el módulo de bus esperan señales PNP o NPN. Lo mismo ocurre para corriente y tensión cuando se deben evaluar señales de salida analógicas. Sin lugar a dudas, una verdadera tecnología ‘plug and play’.

Otra característica destacada es el modo de compatibilidad con sistemas IO-Link. Los sensores PS+, además de soportar perfiles de datos Turck para integración, también pueden emular otros perfiles de uso común, lo que significa que el reemplazo del sensor no es notado por el controlador.

 

Monitoreo de presión en una prensa hidráulica: Las distintas opciones de montaje permiten posicionar óptimamente los sensores PS+ en cualquier lugar de montaje.

 

Operación con la tecnología háptica de un teléfono inteligente

El sensor es operado de la misma forma que un teléfono inteligente. Teclados sensibles al tacto pueden ser operados incluso llevando distintos tipos de guantes sin ninguna fuerza y guían al usuario intuitivamente a través de un menú de texto. La estructura del menú puede ser ajustada de acuerdo al estándar de Turck o VDMA.

La ausencia de todo elemento operativo mecánico evita la abrasión, el desgaste y que se reduzca la impermeabilidad.

El diseño de los sensores tiene en cuenta los distintos entornos de aplicación, lo que incluye la capacidad de un comisionamiento rápido y la posibilidad de prevenir errores operativos. El mecanismo de enclavamiento de los sensores PS+ impide una actuación indeseada; el dispositivo puede ser habilitado con un simple toque y también con una contraseña si es necesario. LEDs de estado ofrecen una indicación continua del estado y fallas de operación, mientras un cambio de color programable de verde a rojo (y viceversa) en el display puede indicar si se han superado determinados puntos de conmutación.

 

Celdas de presión metálicas para cargas pesadas

El principio de operación muestra de qué manera el diseño y la funcionalidad son mutuamente interdependientes. Sin embargo, un alto nivel de disponibilidad suele tener mayor importancia que la característica de amigable con el usuario, ya que se espera que los sensores de presión puedan realizar sus funciones de medición y monitoreo durante muchos años. El concepto de sellado de los sensores PS+ los hace sumamente robustos de modo que cumplen con los requerimientos de grados ISO de protección IP6K6K, IP6K7 e IP6K9K. Los materiales utilizados son resistentes a la radiación UV y rociado salino, lo que permite su uso en aplicaciones a la intemperie.

Turck ofrece sensores de presión con celdas de medición cerámicas (PS310) y celdas de medición metálicas totalmente soldadas (PS510). Las celdas de medición soldadas tienen una resistencia a sobrepresiones siete veces la presión nominal. Si es necesario, pueden venir con orificios para picos de presión. La capacidad de leer presiones medidas, además de máximas y mínimas, permite implementar una función digital de ‘indicador de arrastre con almacenamiento a largo plazo’.

Esta función es muy importante en aplicaciones de monitoreo de condiciones, por ejemplo monitoreo continuo de máquinas para mantenimiento predictivo. Comparado con los modelos anteriores, se ha reducido el peso del sensor al quedar eliminada la necesidad de un diseño especial.

 

Concepto de comunicación para Industrie 4.0

Gracias a su concepto de comunicación, los sensores PS+ cumplen con los requerimientos de consistencia y transparencia de datos de sensores que establece Industrie 4.0. Estos sensores soportan estándares abiertos como IO-Link 1.1, lo que facilita la comunicación bidireccional con el controlador.

El sensor, además de enviar valores de proceso digitales, también puede recibir parámetros, tales como puntos de conmutación. Estos dispositivos ofrecen una variedad de perfiles IO-Link de datos de proceso, lo que permite la integración flexible del sensor en sistemas existentes con un reemplazo 1:1, incluso de dispositivos de terceros,  quedando eliminada la necesidad de adaptaciones complejas al entorno del controlador.

 

IO-Link bajo presión
Los sensores PS+ ofrecen una operación amigable con el usuario gracias a un panel táctil capacitivo, lo que hace que el sensor sea totalmente resistente a abrasión y desgaste.

 

Conclusión

Los sensores de presión PS+ de Turck ofrecen un comisionamiento rápido y sencillo, opciones de montaje flexibles, una integración inteligente de sistema y un novedoso teclado con la tecnología háptica de un teléfono inteligente. Son sumamente resistentes a influencias externas  y a los efectos de una aplicación difícil, tales como picos de presión.

 

Preparado en base a una presentación del Dr. Bruno Gries, director de Turck.

En la Argentina: Aumecon S.A.

Cómo será la refinería del futuro?

 

Tratar de predecir cómo serán los mercados de refinación del mundo en 2029 es algo imposible. Lo único cierto que se podrá decir es que todo es incierto. Y no es un juego de palabras… Vehículos eléctricos, combustibles alternativos, inteligencia artificial, una mayor volatilidad del mercado, incertidumbre política y estándares de vida más elevados en todo el mundo son tan sólo algunas de las tendencias que definirán la industria de refinación en los años por venir. A nosotros nos queda tan sólo especular sobre el impacto que producirá tal velocidad de cambio sin precedentes en los próximos 10 años.

Puesto que no podemos predecir el futuro, los refinadores tendrán que prepararse para enfrentar lo desconocido.

Dentro de este contexto, para iniciar la búsqueda de posibles pronósticos, es importante apuntar a tres objetivos básicos a nivel de operaciones y también a nivel de negocio:

  • Agilidad – La refinería del futuro conmutará rápidamente entre distintos combustibles y productos petroquímicos para aprovechar la demanda y las oportunidades del mercado.
  • Confiabilidad – Las refinerías top en 2029 operarán virtualmente sin paradas.
  • Inteligencia compartida – Las refinerías exitosas del futuro automatizarán y simplificarán procesos, tratando de compartir experiencia, conocimientos y toma de decisiones a través de múltiples instalaciones.

Una vez conquistadas estas tres áreas, la refinería de 2027 estará lista para todos los desafíos (y oportunidades) que puedan plantear los avances tecnológicos, los cambios del mercado y los eventos del mundo.

 

Agilidad

Es probable que nada en los próximos 10 años separe más los ganadores de los perdedores que la búsqueda de agilidad en el negocio.

En el futuro, las refinerías top estarán preparadas para aprovechar las oportunidades tan pronto ocurran, no semanas o meses más tarde. La demanda del mercado es lo que determinará los niveles de materia prima y producto en tiempo real una vez que los líderes del negocio dispongan de un análisis integrado de los datos, desde la fuente de crudo hasta el bombeo de gas y todo lo que hay en el medio. Los inventarios justo a tiempo serán la nueva norma siempre y cuando los gerentes tengan acceso a los datos de la cadena de suministro online.

Alcanzar estos objetivos permitirá abordar un buen número de nuevos desafíos. Uno de estos desafíos es diseñar instalaciones de producción capaces de procesar todo el espectro de crudos, hasta el más pesado y el más corrosivo. Pasar de un tipo de producto a otro, en respuesta a cambios en el mercado, podría involucrar poner en hot standby ciertas unidades de proceso para evitar que se pierdan días arrancando y parando. Esto también baja el riesgo, ya que las operaciones transitorias son la causa más frecuente de incidentes de seguridad.

Pero incorporar mayor flexibilidad en la planta no será suficiente para garantizar la rentabilidad en todos los mercados. En lugar de producir sólo combustibles, las refinerías se convertirán en instalaciones de conversión multipropósito capaces de responder a la creciente demanda global de fibras y plásticos. Los operadores se diversificarán produciendo un mayor rango de productos intermediarios en pequeños lotes, además de oscilar rápidamente de combustibles a petroquímicos. Para manejar toda esta gama de corrientes de salida, una sola refinería podría llegar a necesitar incluso 50.000 puntos adicionales de datos, cada uno de fácil reconfiguración para aceptar diferentes condiciones de proceso.

 

Confiabilidad

Una parada, y los elevados costos asociados, será cosa del pasado si la industria finalmente resuelve el problema de una pobre confiabilidad. 

Por ejemplo, los ‘hot turnarounds’ podrían eliminar la necesidad de sacar de servicio unidades de proceso con fines de reparación o reemplazar partes. Gracias al rediseño de válvulas y otros equipos para facilitar el acceso a componentes portátiles, el personal podrá realizar revisiones in situ sin interrumpir la producción.

Redes dedicadas de confiabilidad de activos online son otro desarrollo que promete. Estas redes les darán a los operadores un virtual ‘cobertor de conocimiento’ sobre sus instalaciones completas, con la clase y cantidad de información necesaria para ejecutar estrategias de mantenimiento basado en condiciones en forma remota. Con la ayuda de equipos con auto-diagnóstico y alertas tempranas, los gerentes de mantenimiento se podrán enterar de anormalidades con la suficiente antelación como para prevenir cualquier rotura o trastorno sin que quede afectada la capacidad de producción.

Hoy en día, la refinería media está equipada para monitorear de manera continua la salud de al menos 20% de sus activos, pero dentro de una década llegará a monitorear hasta el 60% gracias a una tecnología wireless de costo económico. Microsensores podrían incluso flotar dentro del propio producto, transmitiendo lecturas de calidad hasta al segundo a medida que pasan de una unidad de proceso a otra.

 

Inteligencia compartida

La naturaleza de las organizaciones cambiará sin duda en el futuro.

Por de pronto, el personal irá al campo sólo para realizar ciertas tareas manuales.

Quienes toman las decisiones – gerencia, operaciones, confiabilidad, ingeniería y funciones de integridad – podrán estar conectados con una o más plantas, siendo capaces de dirigir la flota entera de refinerías desde un solo teatro de operaciones centralizado.

La automatización seguirá transformando muchas de las tareas de rutina manejadas tradicionalmente en forma manual. Cascos de realidad aumentada permitirán al personal de mantenimiento llevar efectivamente la sala de control al campo. Drones voladores robóticos podrán husmear emisiones fugitivas, detectar puntos calientes e identificar problemas de integridad de cañerías y tanques en lugares de difícil acceso.

Estas innovaciones tendrán un impacto considerable en la seguridad, ya que se podrán identificar potenciales problemas antes de que ocurran y minimizar el tiempo que los operadores inviertan en áreas peligrosas.

Otros avances podrían incluir:

  • Avances en la ingeniería química con catalizadores que se regeneran continuamente mientras el proceso sigue corriendo.
  • El aprendizaje de máquina quizás haga posible que las plantas ‘absorban’ el conocimiento del operador y adaptarse al cambio de condiciones en forma instantánea.
  • A medida que mejore la tecnología, las refinerías, algún día, serán capaces de poner en marcha y detener automáticamente unidades de proceso sin intervención manual, aumentando aún más la seguridad.
  • Las refinerías, en poco tiempo más, podrán ser capaces de reciclar casi todos los residuos que van generando, al tiempo que nuevos métodos de captura y secuestro de carbono podrán cambiar para siempre la manera en que los productores cumplan con las regulaciones. En este sentido, conceptos como antorchas y vertederos de aguas residuales quedarán obsoletos.

Alcanzar tal progreso quizás parezca exagerado, pero el hecho es que gran parte del conocimiento y tecnología necesarios para concretar esta visión ya está con nosotros.

 

Cómo será la refinería del futuro?

 

Transformación digital

La tecnología de la información ha progresado en los años recientes hasta permitir que los negocios puedan acceder en forma remota a enormes cantidades de datos y aprovechar experiencia y conocimientos sin importar donde se encuentren. Como resultado, las refinerías están comenzando a integrar sus operaciones de manera de aprovechar todo lo que pueda aportar Big Data y las nuevas técnicas de colaboración.

También está el tema de implementar una estrategia de digitalización que aporte información (datos analizados e información procesable capaz de mejorar la seguridad, la disponibilidad y el desempeño de una operación) a la persona indicada en el momento adecuado para habilitar una buena respuesta.

Al respecto, recurrir a una transformación digital consiste no sólo en adoptar nuevas tecnologías, sino también invertir en capacitación del personal para mejorar y comportarse de una manera diferente en base a la nueva información oportunamente recibida. Cabe señalar que algunos trabajos serán reemplazados (por ejemplo, recolección manual de datos), surgirán nuevos roles (por ejemplo, analistas y planificadores), mientras otras tareas evolucionarán para ser más eficientes.

Con el monitoreo en tiempo real, en lugar de un análisis post mortem, será posible utilizar la abundancia de datos de proceso y de salud de activos y el software de analítica predictiva para analizar automáticamente los datos y convertirlos en información. Este nuevo enfoque mira hacia adelante y alertará en caso de operaciones anormales o una falla inminente, brindando así la capacidad de iniciar una acción apropiada en el momento oportuno para evitar la falla de activos.

 

Instrumentación wireless

La falla de activos y equipos puede llevar a paradas, arruinándolos y destruyendo otras estrategias, por lo que los operadores deben estar buscando constantemente maneras de mejorar el tiempo de operación.

Si bien el control en tiempo real ha sido un componente de larga data de los procesos de refinación y petroquímicos, la instrumentación wireless ha permitido incorporar aplicaciones de monitoreo adicionales que antes no eran económica ni técnicamente factibles.

Dentro de este contexto, las nuevas tecnologías de instrumentos no intrusivos, tales como de temperaturas dentro de cañería, corrosión, acústicos y otros, eliminan posibles puntos de fuga y reducen aún más el costo total y el tiempo de instalación ya que no hay necesidad de cortar, perforar o soldar cañerías.

Una vez configurada una infraestructura wireless para monitorear uno o más componentes de los equipos, se podrán agregar instrumentos wireless adicionales y conectarlos a la red existente con un costo marginal muy pequeño.

La instrumentación wireless  podrá desempeñar un rol importante en vibración de equipos rotantes, detección de fugas mediante sensado ultrasónico, monitoreo de corrosión/erosión y mediciones de proceso tradicionales.

La implementación de estas mediciones adicionales lleva a menores costos de mantenimiento y uso de energía, al tiempo que reduce las paradas y mitiga la probabilidad de un incidente de seguridad o ambiental.

 

Conclusión

Para reservar un asiento en la mesa de 2029, las refinerías deberán tratar de adoptar e integrar las innovaciones hoy y no esperar para ver mañana. Prosperar frente a la incertidumbre muchas veces significa desafiar el status quo. Superar la resistencia al cambio será cada vez más crítico en un momento cuando los eventos a nivel mundial están reformulando la industria.

Después de todo, como alguien lo dijo por ahí, el futuro pertenece a aquellos quienes están dispuestos a prepararse para eso ya hoy en día.

 

Preparado por Marcelo Carugo, Vice Presidente de programas globales de refinería y química, Emerson Automation Solutions.

Del sensor a la nube
CloudConnect simplifica la transferencia de datos dentro de IIoT a la nube. Con este fin, Siemens ofrece el nuevo procesador de comunicación SIMATIC CP 1545-1, diseñado para ser utilizado con SIMATIC S7-1500 en entornos de automatización modernos.

 

La computación en la nube es un factor clave a la hora de cosechar los beneficios de la digitalización en la industria. Puede mejorar la calidad de un producto gracias a un análisis de Big Data de todos los parámetros relevantes, lo que permite a los operadores evaluar los KPIs (Key Performance Indicators) correspondientes al uso de máquinas y robots de distintos fabricantes y consiguiendo así una mayor disponibilidad. Esta tecnología también hace posible la incorporación de nuevos modelos de comercialización del tipo ‘pago por uso’ por parte de constructores de máquinas.

Para lograr que estas aplicaciones funcionen, es necesario alimentarlas con datos a nivel de campo. Los datos de consumo de energía, temperatura, vibración, velocidades de recorrido y las correspondientes progresiones en el tiempo se pueden usar para extraer conclusiones acerca de los estados de la planta y la calidad de los productos. Esto, cuando se combina con información adicional, por ejemplo material utilizado, proveedor específico o estado de las herramientas empleadas, abre un amplio mundo de nuevas posibilidades para optimizar los procesos.

 

La solución correcta para cada aplicación

Con sus productos CloudConnect, Siemens permite transferir esta información a una amplia gama de plataformas de nube, tales como MindSphere, Microsoft Azure o AWS (Amazon Web Services).

El nuevo procesador de comunicación SIMATIC CP 1545-1, diseñado para ser utilizado con el PLC SIMATIC S7-1500, en lugar de conectar cada sensor a la nube, transfiere automáticamente los puntos de datos seleccionados en TIA Portal a la nube.

Para conectar sistemas existentes a la nube, se puede usar el nuevo SIMATIC CloudConnect 7 Industrial IoT Gateway, que no requiere que se modifique el programa Step 7 existente y ofrece numerosas interfaces para implementar aplicaciones adicionales.

El procesador de comunicación también contiene un firewall con inspección del estado de paquetes (SPI) para proteger al S7-1500 contra accesos no autorizados. 

Hay dos formas de conectar los sistemas existentes con IIoT Gateway CloudConnect 7: SIMATIC CC712, que facilita la conexión de un Simatic S7-300 o S7-400 por medio de Ethernet industrial vía el protocolo del S7, y con Simatic CC716, que permite conectar hasta siete controladores SIMATIC S7 a través de Ethernet industrial o interfaces PROFIBUS/MPI.

No es necesario cambiar el programa de automatización existente para seleccionar y transferir la información esencial. Además, los datos que lee CloudConnect 7 de las estaciones S7 en los niveles inferiores pueden estar disponibles como variables OPC UA (servidor), lo que facilita un intercambio de datos estandarizado, por ejemplo, con sistemas MES o HMI y controladores de terceros.

En todos los casos se utiliza el protocolo abierto Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), que también permite la transferencia de datos a MindSphere, el sistema operativo IoT de Siemens, como así también a otras plataformas de nube.

 

siemens.com/cloudconnect

Un sistema de instrumentación de campo wireless permite lograr ahorros importantes desde el momento de la instalación, ya que se reducen los costos tanto en materiales (cables, cajas de paso, barreras de seguridad intrínseca, módulos de entradas en el sistema de control, borneras, canalizaciones, etc.) como en mano de obra (tendido de cañeros y cables, soportería, conexionado, etc.). También ofrece ventajas operativas y de mantenimiento incluso en sistemas cableados existentes.

Esto es lo que ocurre con el nuevo Link Scout de SignalFire, que permite acceder en forma inalámbrica a los dispositivos HART de una planta, lo que facilita el monitoreo en tiempo real de sus principales variables y su configuración o diagnóstico en forma remota usando cualquier software con tecnología FDT/DTM, por ejemplo Pactware.

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART 

Adaptador wireless Link Scout

Este nuevo dispositivo de campo se conecta en paralelo con un dispositivo HART instalado y cableado en la planta sin afectar el funcionamiento del mismo.

A intervalos configurables por el usuario (por ejemplo, cada 5 minutos), el Link Scout envía al dispositivo esclavo un comando HART para leer las cuatro variables principales (PV, SV, TV y QV) y transmite los valores hacia el gateway en forma inalámbrica. 

La información accesible en estas variables depende obviamente de cada dispositivo de campo HART; en muchos casos, el fabricante permite configurar qué valores pueden ser leídos, mientras que en otros dicha asignación es fija. De este modo, estos valores adicionales están disponibles como variables Modbus para el sistema de control en el puerto de comunicación del gateway, apuntando a la dirección de esclavo Modbus del Link Scout correspondiente. 

También están disponibles otras variables HART, tales como el ID del fabricante y el ID del dispositivo, lo que sirve, por ejemplo, para detectar un cambio en el dispositivo de campo. 

Como todos los nodos del sistema wireless de SignalFire, se reportan en cada transmisión valores de diagnóstico sobre la calidad de la señal y el estado de la batería, que servirán para poder programar el mantenimiento de los mismos.

 

Instalación

Puesto que la alimentación está dada por una batería interna de gran duración, no hace falta abrir el lazo de 4-20 mA del dispositivo existente para su conexionado (como requieren otros adaptadores similares que toman alimentación del lazo).

La colocación del Link Scout sobre el dispositivo HART es muy simple, ya que cuenta en la parte inferior con una rosca macho de ½” NPT, compatible con la gran mayoría de las conexiones eléctricas de transmisores y posicionadores. En consecuencia, puede ser roscado directamente sobre el cabezal del equipo existente, o bien a través de un codo o una caja de paso para asegurar su posición vertical.

Para facilitar el conexionado eléctrico, cuenta con un tramo de cable incorporado.

Habiendo línea de visión directa con la antena del gateway, Link Scout puede ser instalado a una distancia de hasta 800 m.

 

Programación

Como todos los dispositivos de SignalFire, la configuración del Link Scout se realiza con el software Toolkit, que puede descargarse y luego actualizarse en forma gratuita desde Internet.

Entre los parámetros que el usuario debe configurar se encuentran, por ejemplo, la direccion de esclavo Modbus que adoptará para que el sistema pueda leer todos los valores, los datos de la red a la que se conecta y el uso de encriptación, ya que la tecnología empleada permite codificar todos los mensajes utilizando un mecanismo AES-128, logrando que la red sea virtualmente inviolable.

Una vez instalado en la planta en su posición definitiva, cualquier otro cambio de programación necesario puede hacerse en forma remota, mediante la red inalámbrica, por lo que ya no hace falta acceder físicamente a la ubicación del Link Scout.

 

Aplicaciones

Sin lugar a dudas, son muchas las aplicaciones en las que puede emplearse Link Scout para lograr que el sistema de control tenga acceso a más información del proceso aprovechando los equipos ya instalados, y, al mismo tiempo, para que el personal de mantenimiento pueda configurar o diagnosticar dispositivos HART en forma remota. A continuación se describen algunas de estas aplicaciones.

 

Diagnóstico de válvulas con posicionadores inteligentes

Cada vez es más frecuente el uso de posicionadores digitales inteligentes sobre válvulas de control de planta, especialmente en aquellas consideradas más críticas o importantes por cuestiones de seguridad o impacto en el proceso. 

El uso de estos dispositivos ofrece al usuario, especialmente al personal de mantenimiento de la planta, acceso a información útil para implementar estrategias de mantenimiento predictivo, tales como recorrido de la válvula, presión de aire de suministro, presión de salida al actuador, temperatura de trabajo, posición real de la válvula, etc. Se puede acceder a toda esta información con el protocolo de comunicación HART utilizando una herramienta de mano (hand-held), una computadora portátil con un software apropiado, o desde el sistema de control en caso de que sus tarjetas de salidas analógicas tengan esta capacidad de comunicación digital. También es cierto que, en la gran mayoría de los casos, el sistema de control de planta se limita a enviar al posicionador la señal analógica de 4-20 mA para mover la válvula, quedando desaprovechada toda la información de diagnóstico.

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART
Diagnóstico de válvulas con posicionadores inteligentes.

 

En estos casos, Link Scout se convierte en una solución ideal para aumentar la confiabilidad de la planta y facilitar el mantenimiento de las válvulas, ya que se puede incorporar en cada posicionador para transmitir la información adicional en forma inalámbrica al sistema de la planta, aprovechando así la inversión realizada al elegir un posicionador inteligente versus un simple posicionador sin ninguna capacidad de diagnósticos.

Gracias a estos datos adicionales, el sistema de control podrá, por ejemplo, dar una alarma en caso de baja presión del aire de suministro a la válvula, o cuando detecte una diferencia importante entre la posición deseada y la real, síntoma de que tal vez la válvula esté trabada o la presión hacia el actuador no sea suficiente. 

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART

 

Una vez detectada alguna condición anormal o bien como procedimiento de rutina, el personal de la planta o incluso del fabricante de la válvula o del posicionador, podrá conectarse con el posicionador en forma remota usando la red wireless de SignalFire, y acceder a todos los diagnósticos disponibles por HART desde cualquier herramienta que soporte tecnología FDT/DTM mediante el túnel de comunicación creado por Link Scout (obviamente, siempre que el posicionador soporte esta tecnología suministrando el DTM apropiado).

 

Lectura de valores adicionales

Muchos dispositivos de campo que disponen de comunicación HART pueden ofrecer sobre la misma valores de proceso adicionales o información de diagnóstico. En la mayoría de los casos, sólo una de estas variables llega al sistema de control en forma cableada como señal de 4-20 mA, mientras las demás no se aprovechan, además de que también es muy poco frecuente el uso de tarjetas de entradas/salidas con comunicación HART en el PLC o controlador de la planta.

Un ejemplo típico son los caudalímetros másicos Coriolis, que pueden indicar valor de caudal másico, caudal volumétrico, densidad y temperatura. Agregar un Link Scout en paralelo sobre los terminales de conexionado del caudalímetro hace posible que todas las variables estén disponibles para el sistema de control como valores Modbus en el puerto de comunicación del gateway.

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART
Lectura de valores adicionales a partir de un caudalímetro másico Coriolis.

 

También se podrá utilizar Link Scout para aprovechar todas las mediciones de un transmisor multivariable. Estos transmisores se instalan generalmente sobre un elemento primario (placa orificio, tubo pitot, cono, venturi, etc.) para medir caudal y son capaces de medir al mismo tiempo presión diferencial, presión estática y temperatura; en base a estos valores, calcula el caudal másico o en condiciones estándar de gas o vapor. 

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART
Lectura de valores adicionales a partir de un transmisor multivariable.

 

Dado que, en principio, al sistema de control sólo llega una señal de 4-20 mA correspondiente al caudal medido, con Link Scout es posible la lectura del resto de las variables por HART (depende de la flexibilidad del transmisor multivariable para asignar las variables PV, SV, TV y QV a diferentes valores).

Otro caso similar es el de algunos transmisores de nivel magnetoestrictivos, que pueden ofrecer medición de nivel total, nivel de interfase y temperatura de fluido en el mismo dispositivo.  Puesto que el sistema de control toma una sola señal de 4-20 mA, el resto de la información podrá estar disponible en el sistema mediante Link Scout.

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART
Lectura de valores adicionales a partir de un transmisor de nivel magnetoestrictivo.

 

Capacidad multi-drop

Link Scout también puede aprovechar la capacidad de conexionado multi-drop con HART, en cuyo caso varios dispositivos se conectan en paralelo con diferentes direcciones HART, ya que puede interrogar hasta 4 dispositivos al mismo tiempo. 

Esto puede generar un importante ahorro en algunas instalaciones que contienen varios dispositivos próximos, tales como mediciones en un tanque o en un reactor; gracias al tendido de un solo par de cables para alimentación, el sistema de control puede acceder a un total de 16 valores (4 variables x 4 dispositivos), sin siquiera ocupar una entrada analógica de 4-20 mA.  Todos los valores estarán disponibles como variables Modbus en el puerto de comunicación del gateway.

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART
Capacidad multi-drop.

 

Utilizando un Link Scout con cuatro dispositivos HART en multi-drop, es posible conseguir un ahorro de hasta 75% en los costos de instalación (cables, borneras, espacio en gabinete, entradas analógicas en el sistema, etc.), y obtener mucha más información de los mismos dispositivos.

A la hora de dimensionar el sistema de alimentación en estos casos se deben tener en cuenta dos aspectos importantes. En primer término, la comunicación HART requiere de una resistencia en el lazo de unos 250 Ohm. Además, para las aplicaciones en modo multi-drop, cada transmisor con una dirección HART diferente de cero genera una corriente de salida de 4 mA constante, que no depende de la medición. Por lo tanto, si se conectan 4 dispositivos en paralelo, la corriente total será de 16 mA y con una carga de al menos 250 Ohm, lo que implica una caída de tensión en la resistencia de 4 V. 

Si la fuente que se utiliza es de 24 V, luego de la resistencia quedarán disponibles aproximadamente 20 V para alimentar los transmisores de campo.

 

Comunicación HART inalámbrica

Además de permitir el acceso a las variables principales de los dispositivos con HART para transmitirlas al sistema de control como valores Modbus, otra funcionalidad clave de Link Scout es que permite establecer una comunicación completa y transparente desde un software con tecnología FDT/DTM, ya que, desde SignalFire Toolkit, se genera un puerto virtual que luego puede usar programas como Pactware, FieldCare, AssetView FDT, etc. 

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART
Comunicación HART inalámbrica.

 

De esta manera, el personal de planta podrá acceder a la configuración y diagnóstico de todos los equipos con Link Scout (o con Sentinel HART, que además alimenta el dispositivo de campo) desde la comodidad de su puesto de trabajo, sin necesidad de desplazarse con una computadora portátil o un hand-held hasta el sitio, lo que se traduce en grandes ahorros en lo que hace a tiempos de traslado, generación de permisos de trabajo especiales, etc.

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART

 

En condiciones excepcionales, este acceso a la información también se podrá conseguir desde fuera de la planta en sí, dado que el gateway SignalFire se puede conectar a la red de la empresa y estar accesible mediante una conexión VPN desde el exterior.

 

Integración con el sistema de planta

Un sistema wireless SignalFire está compuesto por un gateway con comunicación Modbus (RTU o TCP), y los dispositivos asociados (hasta un máximo de 240 por cada gateway). Cada dispositivo de campo debe estar configurado con una dirección particular, que terminará siendo el ID Modbus del mismo. 

 

Nuevo adaptador wireless para dispositivos HART
Integración con el sistema de planta.

 

A su vez, el gateway también tendrá su propio ID a través del cual el sistema de planta podrá acceder a información de la red inalámbrica.

Por lo tanto, para que el sistema de planta pueda leer un valor, sólo tiene que interrogar al esclavo correspondiente (por ejemplo, al ID del Link Scout conectado a un posicionador inteligente o a un radar) y consultar por las variables disponibles.

 

Preparado por el Ing. Pablo A. Batch, Gte. Ingeniería de Aplicaciones, Esco Argentina S.A.

Si quiere conducir, necesita caminos, y si quiere aprovechar las ventajas de la digitalización, necesita una autopista de datos. Muchos conceptos de la transformación digital parten de la información del nivel de campo que, además, se debe transportar a la nube a través de redes con una arquitectura de red flexible y confiable. Las tecnologías que ofrecen empresas como Siemens, cubren todos los sistemas y componentes necesarios: desde pequeños transpondedores inalámbricos hasta potentes conmutadores en la interface entre el sistema informático de producción y el corporativo.

La infraestructura digital es la base para nuevos servicios y conceptos de producción digitales. Contiene, en primer lugar, el nivel de la plataforma que provee el entorno de ejecución para aplicaciones y el data lake para guardar los datos. El segundo elemento de la infraestructura digital es el nivel de la red, que provee las conexiones necesarias entre los sensores en el campo y las aplicaciones en la nube.

Los requerimientos son muy exigentes: además de la gran disponibilidad y la calidad garantizada del servicio, también se necesita la flexibilidad y la seguridad de los datos en la IIoT. La flexibilidad es necesaria ya que los requerimientos pueden cambiar rápidamente en la IIoT: se podrían necesitar nuevas fuentes de datos para cada nueva aplicación y debería poder accederse a estas fuentes de datos sin realizar cambios en el paisaje de la automatización.

 

Infraestructura de la comunicación como punto de partida para la transformación digital
Concepto de red estructurada para conectar sistemas de automatización basados en Ethernet con redes de empresa.

 

Capas y segmentos

Las redes modernas brindan la posibilidad de conectar todas las unidades del sistema de automatización. Se recomiendan arquitecturas de red compuestas de múltiples capas y segmentos para cumplir con la cantidad cada vez mayor de requerimientos que plantean las aplicaciones industriales.

El intercambio de pequeños paquetes de datos dentro de las máquinas o entre máquinas (máquina-a-máquina, M2M) predomina a nivel de máquina o celda (controladores, módulos de E/S distribuidos, dispositivos HMI). Las distancias de transferencia, en general, son cortas (hasta 100 metros).

La comunicación debe ser determinista, failsafe, tolerante a fallas y segura, todo a la vez. Los controladores lógicos programables (PLCs) son adecuados como fuentes de datos para la IIoT ya que los sensores, por lo general, ya están conectados al PLC. Por ejemplo, con SIMATIC S7-1500, el módulo de red específico CP1543-1 puede establecer una conexión con los sistemas informáticos. De esta forma, las celdas individuales conforman segmentos casi autosuficientes en el sistema de producción.

Para garantizar la seguridad de la red, sólo los usuarios autorizados pueden acceder a las celdas a este nivel (concepto de protección de celda). Esto se puede garantizar óptimamente con componentes de seguridad dedicados, tales como los dispositivos de seguridad industrial SCALANCE SC-600, que poseen mecanismos estandarizados, por ejemplo firewalls y encriptación VPN.

No obstante, para conseguir una arquitectura de seguridad más abarcadora, se necesita más, por ejemplo un proceso de desarrollo de producto que tenga en cuenta metódicamente los requerimientos desde el principio. Las certificaciones externas, por ejemplo ANSSI (Agencia de seguridad de redes e información), comprueban la efectividad de la implementación.

En el siguiente nivel, diversas máquinas y sistemas de la sala de producción se combinan y estructuran en la red de la sala. Lo recomendable para esta red son las conexiones de fibra óptica por las grandes distancias.

Los componentes de la red, tales como SCALANCE XM-400, que tienen una velocidad de transferencia de hasta 1 Gbps y que se conectan de forma redundante entre sí, sirven perfectamente para manejar grandes volúmenes de datos. La ventaja de XM-400 es su estructura modular: el dispositivo se expande según las tareas que en necesario realizar.

La red troncal industrial, conformada por anillos de fibra óptica redundantes en la parte superior de la capa de distribución, reúne los datos de todas las áreas subordinadas a través de conmutadores redundantes (racks) y representa la interface con el sistema informático corporativo y con la conexión de Internet. Los firewalls protegen la transición hacia la llamada capa central y los centros informáticos industriales que procesan o suministran la información necesaria en el sitio de producción. Los switches SCALANCE XR-500 son aquí la mejor opción.

En todas las capas se recomienda también el uso de un sistema de gestión de red, como SINEC NMS, para lograr un buen monitoreo y claro de las cifras de las estructuras y dispositivos.

 

Comunicación inalámbrica

Los datos se pueden transportar a la nube sólo a través de una conexión cableada si el dispositivo de campo correspondiente tiene una conexión para comunicación. El big data se vuelve interesante para el análisis de objetos como transporte de contenedores, herramientas o productos reales fabricados. Entran en juego aquí varias tecnologías inalámbricas que cierran la brecha entre las redes de comunicación (Ethernet) y los objetos de producción reales.

Las redes LAN (WLAN) ya están muy difundidas y son adecuadas para una variedad de tareas —según los requerimientos del ancho de banda— que se pueden implementar simultáneamente en la misma red inalámbrica. Los productos de la serie SCALANCE W responden muy bien a los requerimientos industriales relacionados con robustez, flexibilidad y rendimiento, además de ofrecer opciones para aplicaciones de seguridad (seguridad inalámbrica). WLAN permite la transferencia de datos de objetos móviles a la nube, por ejemplo para robots que no se pueden cablear.

Los sistemas de identificación por radiofrecuencia (RFID) son la segunda tecnología que se utiliza en este contexto. En estos sistemas, todos los objetos relevantes, tales como piezas de trabajo o contenedores de transporte, poseen pequeños chips inalámbricos (transpondedores) que el lector SIMATIC RFID puede leer y en donde puede escribir sin cableado. Según el proceso, los transpondedores RFID se insertan directamente en el producto real como placa de características electrónica o se colocan en los portaobjetos, por ejemplo para múltiples usos.

Finalmente, los sistemas de localización en tiempo real (RTLS) también han conquistado las salas de producción. Similar al RFID, se coloca a todos los objetos un transpondedor que, a diferencia del RFID, tiene su propia fuente de energía. A través de una red de Anclas (comparable a los puntos de acceso WLAN), los transpondedores se pueden ubicar en tres dimensiones, incluso con intervalos de un segundo si fuere necesario. Un ejemplo es el control de un destornillador de producción: el par se ajusta automáticamente al tornillo correspondiente según las coordenadas XYZ del mismo.

 

Uso óptimo de la tecnología

Hay que tener en cuenta que utilizar los mejores componentes no garantiza la creación de la mejor red de comunicación. Tener un diseño de red adaptado a los requerimientos específicos es igual de importante.

Al respecto, empresas como Siemens ofrecen una amplia gama de servicios relacionados con la comunicación industrial, desde capacitación, consultoría y diseño, hasta integración e implementación. Hoy en día, combinar la tecnología preparada para el futuro con una implementación óptima genera las condiciones adecuadas para incorporar nuevas aplicaciones digitales en las empresas de manufactura.

 

Preparado por el Ing. Andrés Gorenberg, de Siemens S.A.

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