Cuál es el lugar de los sistemas SCADA en un mundo emergente digitalizado?

¿Cuál es el lugar de los sistemas SCADA en un mundo emergente digitalizado?

 

La importancia de los datos ha adquirido una trascendencia vital para la industria de manufactura de hoy en día. Nadie duda de que aquellas empresas que puedan capturar su ‘big data’ y aprovechar esos datos analizados como marco para tomar decisiones mejores y más rápidas, liderarán la industria en cuanto a productividad y tiempo de llegada al mercado.

Pongamos en perspectiva la escala de esta trascendencia en el uso de los datos. En tan sólo un sitio de fabricación, se estima que pueden ocurrir millones de eventos relacionados con sensores durante un período de 24 horas. Cada una de esas transacciones relacionadas con los sensores es tan sólo una parte de los datos, y la mayoría de esos datos pueden y deben ser utilizados para mejorar la eficiencia operativa.

Al ir que va creciendo la cantidad de sensores de campo y actuadores inteligentes instalados en los sitios de fabricación, estos dispositivos anteriormente 'básicos' ahora están integrados y comienzan a sumarse a la corriente de datos. Al igual que afluentes que ingresan en un enorme lago de datos, esos datos se convierten en información útil, que sirve para respaldar el proceso de toma de decisiones y, en última instancia, mejorar la producción.

Pero todo esto no sucede automáticamente y se requieren ciertas herramientas sofisticadas. La buena noticia es que la mayoría de los operadores ya están familiarizados con las herramientas clave que proporcionan este servicio de captura y análisis de datos. La industria los denomina sistemas SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition); en esta nueva era de digitalización completa, los sistemas SCADA tradicionales han mejorado y su valor de negocio ha adquirido un nuevo significado.

Según Siemens, SCADA es ahora una solución clave para conectar los activos distribuidos de una planta a fin de generar una inteligencia procesable. Para respaldar este concepto, ofrece aplicaciones SCADA para su implementación en una menor escala y más condensada. Por ejemplo, en las aplicaciones tradicionales, los nodos del sistema podrían estar ubicados físicamente a kilómetros de distancia. En los nuevos entornos conectados y con gran densidad de datos, estos nodos podrán estar separados ahora por centímetros.

Por ejemplo, la actual plataforma SCADA de Siemens, WinCC, tiene la capacidad de unir datos provenientes tanto de activos fuertemente acoplados como de activos muy dispersos. El resultado es un entorno más flexible, confiable y transparente con una automatización más inteligente y la capacidad de recolectar y analizar ‘big data’ en tiempo real para obtener información procesable y tomar mejores decisiones de negocio.

 

Cuál es el lugar de los sistemas SCADA en un mundo emergente digitalizado?
El rol de SCADA como integrador de funcionalidades de planta en el proceso de digitalización.

 

¿Cómo es la fábrica digital?

La forma de elaborar productos es la misma en una fábrica tradicional y en una digital. En ambas se perforan orificios, se moldean piezas, se llenan botellas, pero la diferencia está en la información. En la fábrica digital, los dispositivos ‘inteligentes’ trabajan juntos, mientras el sistema de control interconecta los procesos dispares, todo con un solo objetivo en mente: lograr competitividad. Se consigue así una mayor eficiencia, un menor tiempo de llegada al mercado y una mayor flexibilidad de manufactura gracias a un sistema subyacente optimizado para procesar datos.

El concepto digitalizado de recolección, centralización y análisis de datos permite integrar las cinco etapas básicas del ciclo de vida de un producto: diseño, planificación de la producción, ingeniería, producción y servicios. Mientras se diseña el producto, todas las etapas subsiguientes ya están planificadas de modo que el proceso en su totalidad pueda operar de manera más eficiente.

Por ejemplo, la manufactura ofrece realimentación acerca del diseño del producto desde las primeras etapas para garantizar una producción sin inconvenientes. Utilizando modelado simulado de cada fase de manufactura, es fácil identificar elementos críticos y potenciales riesgos, además de abordar inconvenientes lo más temprano posible en pos de una máxima eficiencia.

 

Contribución de SCADA al flujo de datos

Los dispositivos inteligentes instalados en la planta se convierten en parte de la red SCADA, facilitando el flujo de datos. A continuación se enumeran cinco áreas donde los sistemas SCADA agregan valor a la operación de una planta digitalizada.

 

1| Gestión de datos

La enorme variedad de dispositivos de campo genera cada uno sus propios datos. Para que estos datos sean de utilidad, sus formatos deben ser consistentes. Y es allí donde entra en juego la gestión de datos.

El resultado de un buen sistema de gestión de datos es la racionalización de los datos de modo que sean comparables y almacenables. Un sistema como WinCC presenta los datos en tiempo real y también los archiva para su posterior análisis. Luego, el sistema podrá identificar tendencias o involucrarse en la resolución de problemas.

Si ha ocurrido un problema en una sección de la línea de empaque a las 3:00 p.m. del último martes, ¿qué información han estado generando los dispositivos aguas arriba y abajo de esa área problemática durante ese período de tiempo? El sistema WinCC podrá proporcionar tal información de una manera rápida y directa.

 

2| Gestión de la información

Los datos necesitan convertirse en información de producción para que puedan optimizar la manufactura. Por ejemplo, la herramienta Information Server de WinCC puede crear dashboards con displays en tiempo real y visibilidad en las operaciones de planta. Los gerentes pueden acceder a los dashboards en forma local o remota. También se generan reportes automatizados que monitorean los elementos críticos de proceso durante cualquier intervalo de tiempo deseado.

 

3| Gestión de la energía

A la fecha, la gestión de la energía se ha transformado en un tema tanto de reglamentación como de control de costos. La adhesión a estándares como ISO50001 permite conservar recursos, enfrentar el cambio climático y bajar costos de electricidad, gas y agua.

Para reducir el consumo de energía, el primer paso es medir cuánta energía se consume. WinCC puede actuar como mecanismo que captura datos de consumo de energía de distintos dispositivos, tales como transformadores, medidores, disyuntores y accionamientos de motores, que es donde se puede medir el consumo de energía. Luego, al comprender estos patrones de uso de energía, se podrán evitar las tarifas pico de los servicios públicos.

 

Cuál es el lugar de los sistemas SCADA en un mundo emergente digitalizado?

 

4| Gestión de diagnósticos

Las herramientas de WinCC permiten a los usuarios visualizar la información de diagnóstico del sistema y de los dispositivos. El fácil acceso a esta información acelera el proceso de resolución de problemas y reparación. Problemas cotidianos, tales como identificación de cortocircuitos, rotura de cables, pérdida de carga de tensión, violaciones de límites y otros defectos del sistema, pueden ser identificados y solucionados rápidamente, evitando demoras prolongadas a la hora de localizar el problema e identificar la solución.

WinCC ofrece alarmas para una notificación inmediata cuando surgen problemas y muestra información clara de texto de todos los dispositivos, incluidos sensores, PLCs, HMIs y servidores. Si hay un error de programación en un PLC, el sistema identifica qué línea de código causó un disparo.

 

5| ¿Dónde se ubica el nivel de nube en este en estecontexto?

La digitalización está impulsando la fusión de los sistemas de automatización con el mundo informático, por lo que hay cada vez más sistemas interconectados, incluso aquellos considerados tradicionalmente incompatibles.

Un sistema como WinCC sirve como puente de datos entre la Tecnología de Operaciones (OT) y la Tecnología de la Información (IT). Para acceder a más datos operativos a través de la cadena de valor, WinCC puede utilizar el nivel de nube, por ejemplo MindSphere, el sistema operativo abierto IoT de Siemens basado en la nube que ofrece poderosas aplicaciones y servicios digitales.

 

Primeros pasos hacia la digitalización

La digitalización es una ventaja competitiva que puede adoptarse a través del tiempo. A la hora de modernizar una planta, incorporar un sistema SCADA es una decisión vital para conseguir interoperabilidad, cuyas ventajas contribuyen a aumentar la competitividad del entorno de manufactura:

  • Los sistemas de planta e informática comienzan a comunicarse - Se puede conseguir un intercambio más directo de información cuando las funciones a nivel de planta se conectan con MES, ERP y otras plataformas de gestión.
  • La gerencia puede tomar decisiones más rápidamente - Una información más actualizada y detallada se traduce en procesos de planta más optimizados.
  • Ahorros de energía - El uso de energía puede ser medido y reducido cuando los datos de consumo son más transparentes. También se simplifica la implementación de las normas ISO50001.
  • Mejora del tiempo de producción - El uso adecuado de la información de diagnóstico simplifica el mantenimiento y permite asignar el tiempo de uso de los recursos donde más se los necesita.
  • Mejora sinergética – Los éxitos iniciales fomentan a futuro un mayor uso de dispositivos inteligentes en todos los niveles, lo que aumenta el flujo de información para mejorar la toma de decisiones.

 

Conclusión

A medida que evolucione el proceso de digitalización, los sistemas SCADA se van reposicionando para ofrecer nuevos niveles de integración y, consecuentemente, nuevas funcionalidades integrables con el nivel OT e IT. Al intensificarse la digitalización, el sistema conserva su función de facilitador principal de redes y flujo de información en pos de una planta más conectada y competitiva.

 

Preparado con material suministrado por Siemens y el asesoramiento del Ing. Andrés Goremberg.

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