Las cifras son sorprendentes. La cantidad de sensores y dispositivos IIoT conectados a Internet estallará a 50 mil millones para el 2020, cuando se generarán 500 zettabytes de datos. Un analista de IDC pronostica que el gasto en equipos y software relacionado con IoT llegará a los 1.200 millones de dólares en el 2022.

El sector industrial será uno de los principales beneficiados. Los fabricantes que se preparen para esta ola de sensores y dispositivos IIoT podrán consolidar toda la información sobre tecnología operativa (OT), informática (IT), inteligencia comercial (BI), calidad y procesos de producción en un solo modelo de datos. Al hacerlo, conseguirán una enorme ventaja competitiva y cambiarán radicalmente la eficiencia de sus procesos.

Ante una demanda de soluciones IIoT que crecerá exponencialmente, la conectividad remota será crítica en muchas aplicaciones. La buena noticia es que las empresas de telecomunicaciones ya ofrecen una infraestructura celular robusta, diseñada para conexión con distintos puntos finales de IIoT, para luego reenviar esa información a los sistemas industriales de control.

Para responder a esta tendencia, Siemens ha lanzado SCALANCE M876-4 e IIoT Connectivity Packages. Son soluciones llave en mano que ofrecen conectividad de teleservicio y telecontrol segura a través de redes celulares de 4G LTE, lo que permite una conexión económica con ubicaciones remotas al simplificar su instalación y configuración. De esta manera queda eliminada también la complejidad de tener que seleccionar operadores de telefonía móvil y planes de datos, además de proveer un solo punto de contacto.

Esta combinación de paquetes de conectividad e IIoT abre nuevos caminos a los sensores y actuadores inteligentes a la hora de mejorar procesos de fabricación e industriales. En paralelo, estos sistemas podrán brindar análisis en tiempo real para aprovechar los datos en una gran variedad de sistemas industriales.

La automatización del piso de planta necesita informática de borde
Siemens Industrial Edge combina hardware y software con mecanismos de tecnología de nube. De esta forma, integra las ventajas del procesamiento de datos local y en la nube.

 

Todos sabemos que IIoT está generando un enorme volumen de datos. Si bien esto podría significar oportunidades de negocio, también significa dolores de cabeza: poca capacidad de almacenamiento, redes sobrecargadas e incapacidad de examinar los datos lo suficientemente rápido como para llegar a conclusiones correctas.

La informática de borde ofrece una solución a estos problemas, ya que aporta potencia de procesamiento, memoria e incluso algo de almacenamiento en el borde de la red. Después de todo, es allí donde residen los dispositivos y sensores IIoT. Además, disponer de potencia de procesamiento en la periferia de la red permite recolectar y analizar datos, detectar anomalías e impulsar la toma de decisiones.

De acuerdo a un reciente documento de Frost & Sullivan, son muchos los beneficios a conseguir en un entorno de manufactura. El análisis de datos, por ejemplo, es mucho más rápido a nivel de dispositivo local. La alternativa es transmitir todos los datos de sensores y dispositivos de borde a través de la red a la nube o al centro de datos mediante un enlace satelital o cableado. De cualquier manera, se consume demasiado tiempo enviando, procesando e interpretando los datos haciéndolo de manera centralizada. Además de latencia, esto sobrecarga las infraestructuras centralizadas y genera cuellos de botella. El análisis en tiempo real sólo se puede lograr con procesamiento en el borde.

¿Y qué hay acerca de los costos? Cuánto más datos se tengan que transportar a través de una red, más ancho de banda se requiere. Y con la explosión de los volúmenes de datos en los próximos años debido a IIoT, una estrategia de procesamiento centralizado podría llevar a que los costos de conexión en red se descontrolen. Es posible contener los costos operativos o de gestión de datos permitiendo que los datos residan en un dispositivo de borde. Esto, además de minimizar los costos de infraestructura para la transmisión de la red, también simplifica la tarea (y el costo) de someter esos datos a análisis.

Hay otro beneficio adicional que merece ser mencionado. IIoT genera enormes cantidades de datos, pero tan sólo una pequeña fracción tiene un valor real. Al examinar y resumir los datos en el borde, el análisis básico puede ayudar en la automatización de tareas. Y la transmisión de red puede quedar reservada sólo para los datos más importantes. De esta forma, los servidores y otros dispositivos inteligentes en el borde podrán reducir la carga sobre una infraestructura centralizada y eliminar la necesidad de actualizaciones extensas para responder a un aumento exponencial en el tráfico.

Está claro que enviar datos de sensores IIoT hacia y desde la nube o centro de datos lleva mucho tiempo, es costoso y poco práctico. Hoy en día, cada segundo es importante y la ralentización causada por el movimiento de datos equivale a pérdida de dinero.

Frost & Sullivan recomienda, a la hora de implementar informática de borde, empezar de a poco, probar su valor y luego escalar. Otros consejos se refieren a:

  • Realizar iteraciones frecuentes para alinear la informática de borde y la infraestructura asociada con los procesos de negocio para garantizar la obtención de los conocimientos correctos en el momento oportuno. Además, a medida que evolucione la tecnología y haya más potencia de procesamiento disponible, volver a examinar las arquitecturas de borde puede aportar capacidades adicionales.
  • Capacitar al personal de informática en tecnologías de borde e IIoT para maximizar su valor.
  • Asegurarse de que las interfaces de los dispositivos estén configuradas de forma segura con controles de acceso adecuados y seguridad física.
  • Conectar activos a la Internet agregando sensores, comenzando con sistemas como SCADA y MES.
  • Invertir en infraestructura de borde ahora en lugar de seguir desplegando arquitecturas tradicionales que pueden quedar obsoletas en un año o dos debido a la ausencia de una funcionalidad IIoT y a su incapacidad de proveer conocimientos localizados.

Hoy en día, al implementar informática de borde, las empresas están abriendo su camino hacia una verdadera manufactura digital. Una vez que los sensores y dispositivos IIoT comiencen a alimentar la informática de borde con datos, será posible establecer una toma de decisiones autónoma, o sea inteligencia artificial o basada en ciertos parámetros y reglas preprogramados, y realizar acciones de rutina sin participación humana. Las decisiones más importantes quedarán a cargo del operador.

También se podrán reducir considerablemente las fallas y los incidentes peligrosos con alertas oportunas generadas por los dispositivos de borde.  Analizando de forma remota los datos del sitio, el borde podrá desempeñar un rol vital para pronosticar desastres y prevenir catástrofes.

Del mismo modo, se podrán mejorar las prácticas de mantenimiento predictivo mediante la implementación de analítica de borde. Los sensores IIoT aportarán capacidades de monitoreo a la hora de vigilar la condición de los componentes y la salud general de los activos. También se podrán generar alertas para señalar áreas con problemas potenciales, lo que reduciría considerablemente las paradas no programadas.

Hoy en día, los sistemas de automatización industrial están a la vanguardia de la transformación digital. Estos sistemas necesitan de la adaptabilidad y la agilidad que brinda la informática de borde. Los sistemas de planta, al incorporar cada vez más sensores, dispositivos habilitados por IIoT y equipos de informática de borde, abren la puerta a una nueva era en manufactura. 

 

Preparado en base a un documento de Siemens.

Maratón de Digitalización 2019: Con los pies en la tierra

 

¿Qué objetivos se procuran con este evento? Primero y principal, dejar en claro cuáles son las razones para llevar las tecnologías de Digitalización al mundo de la producción automatizada. Y para ello, además, ofrecer un entendimiento más abarcativo de lo qué significa Digita­lización, un título muy grande que no se puede definir de una sola manera y con un solo enfoque, en especial por su ‘inasibilidad’; es imposible imaginar un producto o solución que de por sí solo represente Digitalización.

Más difícil que definir el concepto de Automatización (alguna vez lo oí definir esto como “el proceso o solución mecánica donde no intervienen los humanos”… para luego caer en que, si los humanos no están detrás del sistema de automatización programándolo, comisionándolo o reparándolo y manteniéndolo, no hay sistema de automatización posible), arriesgamos una definición de Digitalización como “integración de tecnologías y procesos sobre un común denominador: el software".

En consecuencia, hay que procurar tres resultados fundamentales para el negocio:

  • Reducir el tiempo de producción y puesta en el mercado de un nuevo producto o proceso, o de una innovación sobre el mismo.
  • Luego, para el punto anterior, aumentar la flexibilidad, es decir, ser capaces de que el negocio pueda incorporar rápidamente innovaciones consecuentes de tendencias del mercado o del surgimiento de nuevas tecnologías. Otra forma de definir este aspecto se denomina Future Proof.
  • Aumentar la productividad y la eficiencia, es decir, hacer más con lo mismo o lo mismo con menos.

Hay que notar la relación directa del concepto de Digitalización con el mundo de los negocios. Y para ello, es la generación de transparencia de datos de la producción lo que lleva al verdadero valor agregado que representa el ingreso del concepto de digitalización en el mundo de la automatización industrial. Para saber si somos más efectivos, si vamos a poder alcanzar nuestras metas o si estamos produciendo de la manera correcta, necesitamos ver y saber de qué forma operan nuestras máquinas y procesos, se requieren los datos. E inteligencia.

La analítica de los datos, la inteligencia de nuestros sistemas, es lo que va a generar los resultados para tomar acciones. Es aquí donde la Digitali­zación y la Automatización pasan a convertirse en meras herramientas de ayuda que se las debe entender bien cómo aplicarlas para lograr nuestros objetivos. Pero también es importante señalar que, por sí solas, no resuelven nada si nosotros mismos, en nuestro cerebro, no comprendemos nuestro negocio y lo que queremos hacer con él.

De los sensores a pie de máquinas y procesos y de los controladores absorbemos datos en tiempo real,  haciendo uso de las tecnologías de comunicaciones industriales ya ampliamente desarrolladas. Los repositorios de los datos ya no son problemas desde el punto de vista de sus capacidades. La novedad son los lugares donde ejercemos la analítica. No sólo requerimos generar información a nivel de planta y proceso (SCADA tradicional) sino que impartimos ahora inteligencia local al borde de la máquina o el proceso (Edge) para agregar valor a nuestra producción y mejorar constantemente el automatismo. También subimos los datos a grandes repositorios para su analítica macro, diagnóstico y toma de decisiones globales a nivel de nube (Cloud), con total independencia del lugar físico donde se encuentre nuestro proceso.

 

Maratón de Digitalización 2019: Con los pies en la tierra
Por segundo año consecutivo, con el equipo de Factory Automation de Siemens, se llevó a cabo la Maratón de Digitalización 2019.

 

Claramente empieza a tallar un nuevo factor que nos era lejano a los automatistas industriales provenientes del mundo electromecánico: la seguridad de cómo tomar, llevar, analizar, filtrar y distribuir esos datos, la ‘ciberseguridad’.

Y cuando decimos transparentar la planta mediante datos, no sólo nos referimos a datos de producción sino también a información de diagnóstico de los equipos de planta y de los recursos energéticos que se usan. En la infraestructura de automatización, es posible administrar los consumos energéticos como otro recurso más que se debe usar eficientemente y para los cual disponemos de medios y servicios para tal propósito.

La integración de tecnologías y procesos con una plataforma común de software, tal como definimos Digitalización, implica integrar todo el ciclo de vida de la producción. La ingeniería de desarrollo del sistema de automatización puede pasar por una etapa previa ‘virtual’, donde es posible ahora simular todos los algoritmos que correrán en los controladores y sistemas HMI y, de esta forma, al mismo tiempo analizar su funcionamiento integrado con las máquinas y la planta entera. Todo nuestro sistema de control puede funcionar en una PC antes de que se arme cualquier tablero o se tiendan las fundaciones para instalar las máquinas.

Nos propusimos presentar todo este concepto con las tecnologías de Siemens, las que hoy pueden ser presentadas, explicadas y puestas en práctica en forma directa y/o con partners. De esta manera, se puede decir que la tecnología ya está aquí para su uso, y no hablar del futuro por venir sino del ‘futuro que llegó hace rato’. Por eso se puede hablar de Digitalización con los pies en la tierra.

Siemens llamó a su evento una Maratón, ya que considera que la forma de llegar a adoptar estos nuevos conceptos implica entrenamiento, disciplina, constancia y donde los primeros en adoptarlos se verán favorecidos más rápidamente. Pero también se lo puede pensar como una ‘carrera de postas’ por ser colaborativa entre equipos que van avanzando y beneficiándose entre sí.

El equipo de Factory Automation de Siemens Argentina presentó temas como Simulación y Comisionamiento Virtual, Gestión y Analítica de Datos, Cibersguridad, Tecnologías Edge y Gestión Energética. Por su parte, un joven becado, finalizando sus estudios secundarios, llevó adelante la integración de PLCs con la nube Mindsphere.

Por último, cabe señalar que la faceta más importante de estos eventos tiene que ver con las preguntas e interacciones con asistentes, clientes y profesionales de diferentes industrias, del área académica, de los medios de comunicación e incluso hasta competidores.

 

Preparado por el Ing. Andrés Gorenberg, gerente de la unidad de negocio Digital Industry Factory Automation, de Siemens S.A.

Innovador centro de desarrollo de soluciones digitales

 

Siemens acaba de inaugurar en Argentina su nuevo MindSphere Application Center (MAC), un centro tecnológico digital de última generación respaldado por MindSphere, el sistema operativo IoT abierto basado en la nube de Siemens.

Este MAC, ubicado en Vicente López, Pcia. Buenos Aires, está focalizado inicialmente en el desarrollo de soluciones digitales para plantas industriales y de generación de energía, incluyendo petróleo y gas. Ofrece una amplia gama de soluciones y servicios, tales como Diagnóstico Remoto (RDS), optimizador de desempeño, mantenimiento remoto, gestión de plantas (industriales y de energía), pizarra digital, entre otros.

"Desde este MAC, Siemens desarrollará las soluciones digitales del mañana en colaboración directa con sus ecosistema de partners. El MAC ofrece un entorno ideal para co-crear nuevos modelos de negocio innovadores, destinados a optimizar el valor de los activos de los usuarios", dijo Javier Pastorino, CEO de Siemens Argentina.

El MAC tiene dos funciones principales: la creación conjunta de nuevas aplicaciones de digitalización y modelos comerciales en base a las necesidades de los usuarios y la creación de productos, soluciones y modelos de negocios, incluso productos con actualización continua, diseño de soluciones e implementación de proyectos, apuntando a la ampliación y estandarización de los negocios de digitalización.

Como parte vital del negocio de digitalización de Siemens, el MAC reunirá a expertos en algoritmos, especialistas de la industria, arquitectos de plataformas, gerentes de productos, desarrolladores de software y diseñadores de interface de usuario (UI) para desarrollar productos y soluciones apalancados en las oportunidades que brinda la digitalización. El centro fomentará la creación conjunta de nuevas aplicaciones de digitalización y modelos comerciales con expertos, clientes y socios de Siemens para establecer un ecosistema de innovación digital.

El centro ofrece un espacio de trabajo ágil, con áreas de co-creación y visualización de aplicaciones, así como también salas de conferencias y un centro de datos, adaptables a diferentes funciones. El área de visualización de aplicaciones incluye consultoría, servicio de diagnóstico remoto, centro de diagnóstico de energía, análisis visual de inspección y mantenimiento, soluciones informáticas de vanguardia, análisis de KPIs, calibración, etc.

Hoy en día, y sólo a modo de ejemplo, en el ámbito de petróleo y gas, Siemens está utilizando técnicas de inteligencia artificial y redes neuronales artificiales para identificar anomalías en los patrones de flujo, facilitando una mejor toma de decisiones en operaciones complejas upstream, midstream y downstream. Estas aplicaciones digitales ofrecen alertas tempranas de posibles problemas, información de diagnóstico, análisis de estrategias de mantenimiento e implementación de decisiones y mantenimiento.

Según estimaciones basadas en referencias anteriores de Siemens, después de implementar una solución inteligente de operación y mantenimiento de activos energéticos en plantas de energía de turbinas de gas pequeñas y medianas, es posible reducir en un 13% las paradas no programadas y en un 16% la operación de reducción de carga no planificada, mientras los costos de mano de obra en relación a operación y mantenimiento se pueden disminuir hasta en un 33%.

Las nuevas herramientas digitales permiten abordar distintos desafíos, tales como garantizar una calidad de energía constante o gestionar interrupciones en redes de transmisión y distribución de manera más eficiente. También consiguen una mayor estabilidad del sistema, la integración de energías renovables, la gestión de la carga y demanda, así como el manejo de las condiciones cambiantes del mercado a través de una mejor participación y servicios del consumidor. Además, y tal vez lo más importante, se generan modelos de negocio completamente nuevos.

La experiencia digital de Siemens en el análisis de datos e IoT, combinada con la amplia experiencia en industrias de procesos y un trabajo conjunto con clientes, son clave para fusionar el mundo virtual con el mundo real integrando todos los niveles, desde campo hasta automatización y nube.

Este centro se suma a los cerca de 50 MACs de Siemens establecidos en todo el mundo. Cada centro se especializa en sectores y verticales específicos de mercado. En estos centros, hoy en día, alrededor de 1.000 desarrolladores de software, especialistas en datos e ingenieros están trabajando junto con clientes y usuarios.

PC industrial como gateway IoT

 

Las máquinas de diferentes fabricantes no siempre están operando con el mismo protocolo de datos, especialmente cuando contienen distintos niveles de tecnología.

Hoy en día se puede incorporar un intérprete de protocolos dentro de las redes de comunicación utilizando SIMATIC IPC127E. Es una PC industrial basada en Windows que actúa como gateway IoT compacto para esta finalidad.

SIMATIC IPC127E conforma una plataforma abierta para recolección, transmisión y procesamiento de datos en un entorno de producción, lo que facilita la conexión en red de una planta existente.

Analiza y armoniza la comunicación entre distintas fuentes de datos y realiza tareas de control, visualización y comunicación.

Como gateway IoT, asegura una conexión consistente entre producción y la nube o los sistemas informáticos de empresa.

Gracias a su tamaño compacto con fuente de alimentación industrial integrada de 24 V CC, SIMATIC IPC127E puede ser integrada fácilmente dentro de gabinetes de control con requerimientos de espacio reducido. Cuenta con opciones de montaje estándar, en riel y en pared. Incorpora un chasis cerrado totalmente metálico que asegura un funcionamiento confiable en entornos hostiles de hasta 50°C, con protección contra polvo y alta compatibilidad electromagnética. No requiere mantenimiento gracias a sus capacidades de autodiagnóstico y ausencia de piezas rotativas.

SIMATIC IPC127E integra procesadores INTEL ATOM de Dual-Core o Quad-Core hasta 4 GB de memoria interna y con ahorro de energía.

Gracias a sus múltiples interfaces, esta IPC y gateway IoT es ideal para una gran variedad de aplicaciones, desde integración de máquinas en soluciones de la nube hasta tareas de visualización sencillas.

De la producción automatizada a autónoma

 

Somos testigos de grandes avances en la transformación digital de las industrias de manufactura y de proceso. Gracias a las tecnologías informáticas del futuro, tales como inteligencia artificial, realidad aumentada y computación de borde, las empresas están, hoy en día, a las puertas de la manufactura autónoma.

 

La manufactura del futuro es un sistema ciberfísico autónomo que se optimiza a sí mismo continuamente. Las máquinas autónomas y los robots son capaces de aprender y pueden interpretar su entorno. Dentro de determinados límites, se adaptan a una gran variedad de condiciones y requerimientos cambiantes y pueden tomar decisiones.

Todo esto gracias a tecnologías informáticas, tales como inteligencia artificial, realidad aumentada y computación de borde.

 

Automatización inteligente

La inteligencia artificial es una palanca decisiva a la hora de aumentar la productividad en un sistema de automatización de manufactura.

La inteligencia artificial permite que las máquinas puedan realizar trabajos que antes sólo podían ser realizados por los humanos. Con las tecnologías de inteligencia artificial, la industria de manufactura podrá aumentar la eficiencia y optimizar todas sus operaciones.

Por ejemplo,  es posible implementar inspecciones visuales de la calidad y análisis en base a modelos para mejorar la calidad, mientras los sistemas autónomos de manipuleo o transporte permiten aumentar la flexibilidad de manufactura. Por su parte, la detección de anomalías y el monitoreo de condiciones facilitan la planificación del trabajo de mantenimiento preventivo para minimizar las paradas.

En el futuro, la realidad aumentada permitiría reformular por completo los procesos complejos de desarrollo y manufactura de productos gracias a la simulación digital de un producto o de la información. La flexibilidad y eficiencia de los procesos de manufactura manuales podrán aumentarse desplegando instrucciones paso por paso e información en tiempo real acorde a las necesidades del usuario.

Por su parte, la informática de borde se está convirtiendo en una tecnología cada vez más aceptada para recolectar, gestionar y analizar datos de producción en redes locales.

Con los dispositivos y apps de borde de alta performance, los usuarios podrán aprovechar totalmente el potencial de los modelos de servicio basados en la Internet. La informática de borde ofrece actualizaciones y modificaciones en forma remota, aumenta la transparencia y mejora la eficiencia global de los equipos utilizando una gran variedad de fuentes de datos y KPIs.

 

siemens.com/futureofautomation

Siemens replantea el concepto de control de procesos

 

Hoy en día, los usuarios buscan reducir el tiempo de comisionamiento y acelerar la llegada al mercado aumentando la flexibilidad, la confiabilidad y la seguridad del sistema de control. Con este fin, es importante disponer de soporte para los equipos de ingeniería, escalar rápidamente las capacidades de producción e introducir nuevas tecnologías, que van desde dispositivos móviles inteligentes hasta simulación que combina los mundos virtual y real.

Todo esto requiere un DCS que se adapte utilizando una nueva clase de arquitectura.SIMATIC PCS neo de Siemens es un sistema de control distribuido de nueva generación desarrollado sobre una plataforma de colaboración basada en la web que unifica los equipos de ingeniería y operaciones en un solo lugar de trabajo. Su plataforma de colaboración basada en la web permite compartir información de manera segura y alternar fácilmente entre visualizaciones de ingeniería y de monitoreo y control en cualquier momento.

Si bien SIMATIC PCS neo está basado en la web, no está en la Internet. No depende de un proveedor de servicios, sino que se encuentra en una red cerrada con servidores in situ. Utiliza el entorno HTML5 para acceder al sistema. Su configuración basada en la web sólo requiere un servidor de ingeniería y un servidor de monitoreo y control para soportar múltiples ingenieros y operadores.

Se puede acceder a toda la información en cualquier momento y desde cualquier lugar a través de una interface gráfica de usuario (GUI) y una conexión web segura, lo que permite que varios usuarios puedan trabajar en paralelo, llevando así la información allí donde se la necesita.

La GUI muestra toda la información pertinente en un solo lugar, lo que permite a los usuarios acceder a cualquier aplicación con unos pocos clics y facilita el intercambio entre visualizaciones de ingeniería y de monitoreo y control.

Además, una plataforma central orientada a objetos con una única base de datos garantiza datos consistentes y confiables. Por ejemplo, con una única base de datos, a la hora de agregar un motor a un proyecto, automáticamente está todo allí, por lo que no es necesario mover información de una base de datos a otra.

En el área de colaboración, también ofrece la posibilidad de generar un flujo de trabajo adaptable a las necesidades del usuario, lo que permite dividir el trabajo por funciones de modo que los expertos hagan lo que mejor saben mientras trabajan en paralelo para acortar el tiempo de llegada al mercado.

El nuevo DCS utiliza el hardware del sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 versión 9.0 para proteger las inversiones y el know-how existentes. También cumple con los requerimientos del estándar IEC 62443 e implementa el concepto de seguridad de ‘defensa en profundidad’ multicapa.

El nombre es símbolo de una evolución. SIMATIC PCS se refiere a los más de 20 años de experiencia del producto, que Siemens lo convierte en la columna vertebral del DCS de próxima generación. ‘neo’ se refiere a ‘nuevo’, por tratarse de un nuevo software de sistema que permite a los usuarios finales replantear la automatización de procesos, desde acceso al sistema hasta capacidades de uso, escalabilidad, ciberseguridad y digitalización, además de colaboración.

SIMATIC PCS neo garantiza el acceso directo a una información consistente y confiable en todo momento y que está disponible en una ubicación central para que todos los usuarios puedan acceder a la misma con una sola interface.

 

La conexión con la nube amplía las opciones de uso de este marco de ingeniería para flexibilizar las etapas de planificación, ingeniería y puesta en marcha, gracias a la incorporación de innovaciones en las funciones principales de TIA Portal V15.1:

  • Simulación de la aplicación en la nube gracias a S7-PLCSIM Advanced;
  • Uso de todas las funcionalidades de la aplicación, por ejemplo la familia completa de controladores, incluido el nuevo controlador redundante S7-1500R/H;
  • Configuración de visualizaciones con paneles HMI;
  • Sistemas runtime para PC;
  • Accionamientos SINAMICS totalmente integrados.

TIA Portal en la nube brinda un acceso rápido y flexible en la web a los entornos preinstalados con cualquier tipo de hardware, sin necesidad de instalación, en cualquier momento y desde cualquier lugar. Esto simplifica considerablemente la prueba de nuevas innovaciones de TIA Portal, facilitando su adaptación flexible al hardware y a las formas de trabajo del usuario.

La integración de una amplia variedad de PCs y tablets al proceso de desarrollo de máquinas y plantas aumenta la flexibilidad y, a su vez, reduce al mínimo los requerimientos de hardware. Ahora, gracias al acceso a través de la web, ya no se requiere la instalación en el hardware.

La escalabilidad de la arquitectura en la nube permite realizar adaptaciones según los requerimientos del usuario, lo que incluye no sólo el desempeño, sino también la configuración individual para los usuarios que quieren acceder a los entornos preinstalados de TIA Portal. De esta forma, los usuarios podrán adaptarse rápidamente, sin perder tiempo, y reduce los costos de instalación y el software de mantenimiento.

El almacenamiento central de los datos del proyecto en un FileShare en la nube se traduce en un acceso rápido y sencillo desde donde esté el usuario, además de facilitar la distribución de la información de proyecto entre los integrantes del equipo. De este modo se elimina por completo la necesidad de copiar datos de un dispositivo a otro.

 

TIA Portal se conecta con la nube
Con TIA (Totally Integrated Automation) Portal en la nube, Siemens amplía las opciones para utilizar este marco de ingeniería de forma aún más flexible en las etapas de planificación, ingeniería y puesta en marcha.

Rack PC robusta para tareas industriales complejas

 

SIMATIC IPC1047 de Siemens es una rack PC robusta diseñada para tareas que demandan operaciones complejas en entornos industriales. Esta rack cuenta con motherboard de doble salida y procesadores INTEL XEON E5 de hasta 2x14 / 2x24 núcleos, con lo cual su potencia de procesamiento la hace ideal para aplicaciones exigentes, tales como inteligencia artificial, machine learning y virtualización.

Sus tarjetas gráficas de alta performance y GPU permiten resolver tareas de reconocimiento y evaluación de imágenes, y otras aplicaciones complejas, por ejemplo movimiento guiado por imágenes.

Uno de los beneficios principales de esta plataforma es la flexibilidad. Las seis ranuras PCIe (3x8 y 3x16) permiten crear un entorno de computación a medida, por ejemplo, agregando funciones PROFINET para que la unidad se pueda interconectar con una red de automatización de alta performance.

Los usuarios pueden configurar la memoria para que se ajuste a su aplicación hasta 2 TB de DDR4 RAM, más unidades de estado sólido con capacidad entre 480 GB y 2 TB, y un disco duro de 2 TB.

En general, las PCs que ofrecen este nivel de desempeño no son compatibles con las condiciones de una planta, pero SIMATIC IPC1047 está diseñada para operar 24/7 y cuenta con certificación para entornos industriales.

Admite una temperatura ambiente de hasta 50°C (40°C si la unidad incorpora una GPU). La carcasa de metal incluye sello EMC para uso industrial.

Las unidades poseen alimentación redundante de 700 W para brindar una elevada seguridad en caso de fallas.

¿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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