La función básica de un computador de flujo electrónico es calcular y registrar a intervalos de tiempo el caudal de fluido según estándares y normas aceptadas por la industria cuando el gas natural u otros hidrocarburos líquidos atraviesan un medidor en una cañería. Estos medidores pueden ser placas orificio, turbinas, medidores ultrasónicos, medidores Coriolis, etc.

Una aplicación de medición típica con placa orificio requiere un transmisor de presión diferencial, un transductor de presión estática y un sensor de temperatura. Muchos computadores de flujo utilizan un transmisor multivariable que puede medir presión diferencial y presión estática con un solo transmisor para reducir el costo.

Yokogawa lanzó recientemente la familia Y-Flow de productos que consiste de Y-Flow YFFC (Field Flow Computer) e Y-Flow YRTU (Remote Terminal Unit). 

Y-Flow es un computador de flujo de bajo consumo de energía que mide caudal de gas según normas AGA 3 por placa orificio, utilizando para ello un transmisor multivariable Yokogawa acoplado integralmente, mientras Y-Flow YRTU es una unidad terminal remota, también de bajo consumo de energía, que realiza varios cálculos complejos según las normas AGA/API de caudal de hidrocarburos y aplicaciones de control en forma remota como parte de una red SCADA.

Y-Flow YFFC es un desarrollo de co-innovación que utiliza la celda sensora de silicio resonante para presión diferencial y la tarjeta de comunicación del transmisor multivariable modelo EJX910A de Yokogawa, reconocido por su exactitud y confiabilidad. El transmisor EJX910A usa la tecnología de sensor de presión DPharp que permite la medición simultánea de presión diferencial y presión estática (absoluta o manométrica) con un solo sensor. 

La cápsula multivariable y la tarjeta de comunicación se encuentran integradas dentro del computador de flujo como una sola unidad, lo que reduce el costo de tenencia y ofrece una medición exacta y precisa.

Por su parte, Y-Flow YRTU es una unidad terminal remota que permite conectar un medidor de turbina, un medidor ultrasónico, un V-Cone, transmisores de presión y temperatura externos o un medidor Coriolis para realizar cálculos AGA/API complejos de caudal de hidrocarburos. Además, Y-Flow YRTU puede medir, monitorear y controlar otras aplicaciones en forma remota. 

Ofrece las capacidades de una RTU para múltiples E/Ss con una arquitectura modular configurable para cada aplicación. También permite la inclusión de baterías internas y su cargador de paneles solares y acepta montaje en panel o caño de 2”.

 

Características técnicas

  • Multi-run simultáneo – Y-Flow acepta hasta dos tramos de medición simultáneos en una sola unidad, lo que permite reducir el costo de tenencia e incrementar la flexibilidad del computador de flujo. Además, Y-Flow YFFC incorpora un índice bidireccional que puede medir flujo de gas en ambas direcciones.
  • Baja energía – Gracias a su bajo consumo de energía, Y-Flow se puede integrar con un panel solar de hasta 20 W. Además, incorpora un circuito de carga de una batería de gel de hasta 32Ah, lo que permite su instalación en lugares remotos donde no hay energía disponible. 
  • Comunicaciones flexibles – Y-Flow ofrece comunicaciones incorporando pórticos RS232/RS485, Ethernet y USB junto con los protocolos Modbus TCP/IP y Modbus serie. Además, Y-Flow puede ser integrado fácilmente con distintas opciones de comunicación inalámbrica, tales como radio de banda celular, radioenlace y satélite.
  • Base de datos de aplicaciones preconfigurada – Esta base es precargada en el Y-Flow de acuerdo a la aplicación del usuario, lo que minimiza considerablemente el tiempo de ajuste y puesta en marcha a la hora de comisionar el computador de flujo en el campo. Y lo que es más importante, el computador de flujo almacena el equivalente a 40 días de datos horarios y diarios de flujo, que pueden ser recuperados e impresos fácilmente.
  • Aprobaciones – Ubicaciones peligrosas Clase I División II Grupo A,B,C,D.
  • Aplicaciones – Incluye algoritmos de cálculo de caudal según normas AGA 3, AGA 5, AGA 8, AGA-7, AGA-9, AGA-11 y NX-19. Otras a pedido, por ejemplo gases industriales.

En un entorno de negocio plagado de demandas del mercado cada vez más complejas, una competencia que se intensifica, avances tecnológicos frenéticos y el nacimiento de una gran variedad de nuevos modelos de negocio, la definición de proveedor de soluciones implica resolver un gran número de necesidades potenciales de los clientes. 

Dentro de este contexto, Yokogawa considera que, para lograr una verdadera comprensión de estas necesidades, el primer paso es convertirse en un partner de sus clientes y juntos recorrer este camino cada vez más arduo. A tal fin, Yokogawa acaba de introducir un nuevo concepto de negocio de automatización industrial que denominó ‘Synaptic Business Automation’.

La automatización industrial de hoy en día requiere aprovechar la IT para aumentar los niveles de eficiencia y optimización más allá de la automatización tradicional a nivel de control, incluyendo gestión y cadena de suministro, para asegurar rentabilidad y sustentabilidad durante todo el ciclo de vida de las operaciones.

Un problema común que enfrentan todas las empresas, cualquiera sea la industria, es la competencia, que cada vez se vuelve más intensa. Además, el mercado plantea nuevos desafíos casi en forma diaria más allá de introducir lo nuevo en tecnologías, productos y servicios, siendo uno de estos desafíos la rápida evolución de la tecnología digital, que ha asumido un rol vital en la automatización industrial de estos días.

Comenzando con el reemplazo de los relés electromecánicos con PLCs muchos años atrás, el avance de la tecnología digital en paralelo con IT ha contribuido significativamente a una mayor practicidad y eficiencia. Mejorar la eficiencia de gestión, construir nuevos modelos de negocio en base a digitalización y promover la automatización resultan elementos absolutamente esenciales en el mundo competitivo de hoy en día.

La adopción a gran escala de la digitalización tiene sus peligros, ya que implica un cierto riesgo considerable, por ejemplo la pérdida potencial de información relacionada con clientes o tecnológica, como así también el riesgo de seguridad de IT. Igual a lo que ocurre hoy en día con la compra e instalación de software de seguridad, que es algo trivial en computadoras individuales, el negocio exige cuidado a ese nivel y aún más, ya que, en este aspecto, hay riesgos de seguridad que son únicos para cada negocio.

Los elementos clave de una gestión de planta eficaz hoy en día incluyen: 

  • Capacidad de responder de manera flexible a fluctuaciones en la competitividad del mercado;
  • Una mayor rentabilidad;
  • La aplicación de tecnología digital;
  • Contramedidas de seguridad. 

De manera similar, también se están viendo cambios rápidos en las demandas a proveedores en el espacio de automatización industrial. Y como la transición hacia esta nueva era no se detiene, es natural que los negocios se reinventen activamente a sí mismos, por lo que muchas organizaciones están mutando de simples proveedores de productos y servicios de mantenimiento a proveedores de amplias soluciones destinadas a abordar directamente los puntos problemáticos de sus clientes.

Bajo el concepto de ‘Synaptic Business Automation’, Yokogawa aspira convertirse en una compañía en la que sus clientes podrán confiar para la provisión de soluciones integrales. ‘Synaptic’ (sináptico – que viene de sinapsis) se refiere al proceso de transmisión de los pulsos nerviosos a través del sistema nervioso desde y hacia el cerebro mediante el mecanismo de interconexión entre neuronas, lo que significa en este caso compartir información sin restricciones entre datos, sistemas, a nivel organizacional, conocimiento y cadena de suministro. 

Por otro lado, la ‘Business Automa­tion’ (automatización del negocio) va más allá de la automatización tradicional a nivel de control para expresar ahora automatización de operaciones y procesos de negocio, aportando un mayor valor de negocio a sus clientes.

Synaptic Business Automation expresa un estado ideal de un negocio donde sintetizar datos, sistemas, organizaciones, conocimiento y cadenas de suministro agrega valor y refuerza la competitividad. Los datos vinculados con procesos de manufactura, operaciones de planta, recursos humanos y cadenas de suministro pueden ser organizados, integrados, controlados, desglosados y analizados para tomar decisiones adecuadas en distintos niveles de la organización, desde operaciones en el campo hasta gestión corporativa.

Synaptic Business Automation genera valor corporativo para sus clientes a través de distintas vías:

  • Operación elástica – Adaptación más flexible a cambios en áreas como salud, seguridad, ciberseguridad y medio ambiente, optimización organizacional y cumplimiento regulatorio.
  • Producción optimizada – Optimiza el CAPEX (gasto de capital) y el OPEX (gasto operacional) durante todo el ciclo de vida de una planta, y mejora la confiabilidad. Al mismo tiempo, genera directamente valor resolviendo problemas y optimizando operaciones a lo largo de una cadena de suministro, lo que mejora la productividad y la rentabilidad.
  • Innovación en el negocio – Trabaja con clientes específicos para crear nuevos modelos de negocio que fomentan la excelencia en manufactura mediante provisión de servicios basados en la nube, impulsan la colaboración con clientes y proveedores, e introducen prácticas de manufactura amigables con el ambiente que son esenciales para lograr una sociedad sustentable.

Yokogawa tiene muchos años de experiencia trabajando con tecnología operacional (OT). Al combinar su conocimiento profundo en cuanto a gestión de planta, operaciones, industrias y procesos, con su portfolio de soluciones de automatización e informática y su experticia en consultoría, la empresa se encuentra idealmente posicionada para generar un nuevo valor. Al trabajar conjuntamente con sus clientes según su eslogan ‘Co-inno­vating tomorrow’, Yokogawa responde claramente a los ideales expresados en su nuevo concepto de Synaptic Business Automation.

Con Synaptic Business Automation, los usuarios podrán lograr un mayor valor de negocio y crecimiento gracias a la posibilidad de implementar operaciones sólidas altamente flexibles y un sistema de producción optimizado capaz de soportar naturalmente colaboración, como así también mayores niveles de rentabilidad y sustentabilidad.

Yokogawa va aún más allá, promoviendo activamente la convergencia OT-IT en base a co-innovación y un amplio conocimiento acumulado en muchos años. 

Dentro de este contexto y apuntando a lograr sinergia con su propia tecnología de automatización propietaria y concretar los objetivos de su nuevo concepto de negocio de automatización industrial, Yokogawa adquirió recientemente tres compañías (KBC Advanced Technologies, Industrial Evolution y Soteica Visual Mesa) y está colaborando de manera proactiva con otras empresas de IT.

La automatización orgánicamente conectada no está limitada a una sola planta, sino que facilita la colaboración y la optimización de la cadena de suministro, y finalmente contribuye al sistema social. 

De esta forma, mientras va avanzando junto a sus clientes y soportándolos en su búsqueda de crecimiento, Yokogawa se está convirtiendo en una entidad firmemente embebida en la red sináptica de la sociedad.

En los últimos meses, la realidad aumentada (AR por sus siglas en inglés) ha captado mucha atención tanto en el sector industrial como en el mercado de consumo. Si bien las tecnologías de AR han existido desde al menos 15 años, su adopción en la industria manufacturera es un fenómeno reciente. 

Los nuevos avances en disponibilidad y aplicabilidad de la tecnología AR han acelerado la tasa de adopción. Las instalaciones AR tradicionales implicaban equipos costosos, un despliegue complejo y un alto grado de experticia técnica. Actualmente, una avalancha de dispositivos móviles, tales como smartphones y tablets, combinados con algunas herramientas innovadoras de software de ingeniería, han hecho posible el advenimiento de soluciones AR accesibles.

 

¿Qué es la realidad aumentada?

Dentro del ámbito industrial, la realidad aumentada se refiere a dos entornos diferentes que convergen o se fusionan de una manera que aumenta la eficacia y la eficiencia de los operadores de planta. Un entorno es ‘real’ (lo que se ve, sin ayuda, delante de sus propios ojos) y el otro es ‘virtual’ (no ‘real’, sino generado por computadora). Ambos entornos pueden ser entendidos como un continuo, con entornos reales en un extremo y entornos completamente virtuales en el otro. Lo que se encuentra en el medio es la realidad aumentada, que, en esencia, es una realidad mixta.

Para cualquiera que use un dispositivo móvil en sus actividades diarias, AR ofrece una manera completamente nueva de interactuar con dispositivos de máquinas y ejecutar tareas. La tecnología de dispositivos móviles (y las cámaras en su interior) se combina con el acceso a nuevas fuentes de datos en tiempo real (generalmente a través de una red wireless) y la conversión de esos datos en visualizaciones/gráficos. Esto brinda a los operadores una vista combinada que les permite ver virtualmente ‘dentro’ de una máquina sin tener que abrir puerta alguna.

 

Aplicaciones prácticas

Veamos ahora qué beneficios ofrecen estas capacidades en tres áreas del proceso de manufactura:

Desarrollo de productos - Las aplicaciones de realidad aumentada pueden ser eficaces en la fase de revisión del diseño de un producto, cuando los nuevos productos requieren pruebas y evaluación. AR ofrece la posibilidad de evaluar modelos virtuales en 3D de nuevos productos, que pueden ser modificados fácilmente, en su contexto real de uso, sin tener que gastar tiempo y soportar el costo de producir prototipos reales.

Mantenimiento - Supongamos que la máquina de un operador se descompone. Una aplicación AR puede diagnosticar el problema de la máquina y guiar visualmente al operador o persona de mantenimiento a través de reparaciones rápidas y fáciles. El programa AR muestra información superpuesta en la tablet del operador referente a cómo ejecutar la reparación específica.

Aplicaciones de seguridad - Las nuevas aplicaciones AR permiten al usuario ‘ver’ el interior de un gabinete metálico cerrado (donde se encuentran los componentes de la máquina) y le ayudan a diagnosticar un problema sin tener que abrirlo físicamente. De esta forma, se pueden evaluar las condiciones ambientales internas mientras el equipo está todavía funcionando (sin que los seres humanos tengan que estar demasiado cerca). Esto aumenta la confiabilidad general y reduce el riesgo de seguridad.

 

Beneficios exponenciales mediante una integración de ‘punta a punta’

Las herramientas de AR requieren un alto grado de integración para realizar estas funciones específicas. Elementos como entorno físico, fuentes de datos, interfaces gráficas, especificaciones de producto (incluido software y compatibilidad de conectividad) e inteligencia artificial deben funcionar todos juntos. En efecto, las herramientas de AR funcionan mejor cuando están conectadas con procesos upstream y downstream en toda la cadena de valor de la fabricación. 

Naturalmente, una programación tan compleja no debe ser responsabilidad del consumidor final, y es por eso que las arquitecturas de tecnología abiertas e inclusivas desarrolladas por el proveedor son importantes para facilitar la implementación a gran escala de aplicaciones de AR.

Los proveedores con experticia en los ámbitos de tecnología de operaciones (OT) y tecnología de información (TI) están teniendo un rol crítico a la hora de promover la adopción de AR. La plataforma EcoStruxure for Industry de Schneider Electric, por ejemplo, consta de tres capas – productos conectados, control de borde y analítica –, que se encuentran integradas para facilitar aplicaciones como AR mediante conectividad y movilidad, analítica en la nube y ciberseguridad.

Recién ahora estamos descubriendo el potencial de esta nueva generación de herramientas de AR en el piso de planta. A pesar de haberse progresado mucho para llegar a este punto, recientes avances en una integración más fácil y casos prácticos acelerarán la adopción de estas soluciones en el mundo de manufactura. Es más que seguro que dentro de 10 años nos daremos cuenta de que 2018 fue tan sólo el comienzo.

 

Preparado por Peter Herweck, Vicepresidente Ejecutivo de la Unidad de Negocios Industria, Schneider Electric.

Está claro para muchos el avance que significa la computación en borde a la hora de manejar datos en tiempo real, ya que acerca al instante el poder computacional a la acción a la hora del análisis. Y también está claro que la computación en borde de ninguna manera reemplaza la computación en nube, sino que ambas trabajan en conjunto.

Es en la nube donde se realiza el trabajo pesado. Y también es el lugar donde se reúnen todas las entidades para compartir y analizar datos de distintos lugares de modo que todos puedan beneficiarse de la información compartida.

La nube ha sido uno de los temas principales tratados durante el último simposio HUG (Honeywell Users Group), donde Honeywell Process Solutions (HPS) anunció su nube de ciberseguridad y el SCADA basado en la nube. 

Ahora, como integrante de su familia de productos Connected Plant, Honeywell ha desarrollado el historizador Uniformance basado en la nube, que usa la tecnología de nube para analizar datos de múltiples sitios a fin de mejorar la disponibilidad de los activos y aumentar el tiempo de operación de una planta.

El historizador Uniformance basado en la nube es una primicia en la industria. Fusiona la capacidad de análisis de datos de proceso en tiempo real de un historizador de empresa tradicional con un ‘Data Lake’, lo que permite la integración de datos de producción, ERP (Enterprise Resource Planning) y otros datos de negocio junto con herramientas de analítica en pos de conseguir inteligencia de negocio. 

Esta integración facilita el análisis instantáneo de datos de empresa en una escala imposible de alcanzar hasta ahora utilizando las herramientas y funciones que ya existían en los distintos sitios y plantas.

El historizador Uniformance basado en la nube lleva por primera vez el poder de la nube y Big Data al tradicional historizador de proceso de Honeywell, conectando incluso las más más complejas organizaciones sin ningún problema,” señaló Vimal Kapur, presidente de HPS. “La solución permite aprovechar los conocimientos de una planta para todas las demás plantas, lo que se traduce en decisiones y acciones más inteligentes y más estratégicas.

Basado en una tecnología de nube nativa y la plataforma IoT Honeywell Sentience, el SaaS (software as a service) aloja aplicaciones de visualización y análisis, lo que facilita la conexión de las fuentes de datos locales a un historizador central en la nube. El software recolecta, almacena y permite el replay de datos de proceso históricos y continuos de planta y de los sitios de producción, y los hace visibles en la nube casi en tiempo real.

El historizador combina almacenamiento de datos en series de tiempo, que respalda a operadores y gerentes a la hora de ejecutar y tomar decisiones, con un repositorio o ‘Data Lake’, que permite a los científicos de datos descubrir correlaciones previamente desconocidas entre datos de proceso y otros datos de negocio de la misma empresa.

La naturaleza de las tecnologías de nube – reducir costos y tiempo relacionados con instalación, hosting y mantenimiento de hardware y software on promise – también significa que proyectos que antes requerían semanas o meses ahora se pueden finalizar en horas. 

Estas eficiencias, combinadas con la posibilidad de usar herramientas y funciones del usuario ya existentes, reducen considerablemente el tiempo de implementación e ingeniería. 

Además, la escala y el nivel de desempeño que se consiguen con una tecnología de nube nativa hacen bajar los costos de informática de una empresa en hasta 25%. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta que el historizador Uniformance está construido sobre la plataforma IoT Honeywell Sentience, las futuras actualizaciones se pueden incorporar vía aplicaciones y servicios.

De acuerdo a Janice Abel, analista de ARC Advisory Group, una nube segura es un entorno ideal para aplicaciones como la de un historizador. “Gracias al historizador Uniformance basado en la nube, Honeywell no sólo aloja historizadores in situ, sino que también ofrece nuevas tecnologías de borde, nube y Data Lake para datos de proceso, activos y negocio. Con el historizador, los usuarios de plantas industriales podrán acceder, analizar y aprovechar de manera más rápida y más fácil datos para mejorar el desempeño de la planta y del negocio. También les permite bajar los considerables costos asociados normalmente con el hosting de aplicaciones que exigen muchos recursos.

La mayor ventaja de los instrumentos de campo y actuadores inalámbricos (wireless) nativos es la ausencia de cables para transmisión de datos y alimentación, lo que también elimina los costos asociados de tiempo y dinero en relación a su instalación y futuro mantenimiento.

Las compañías han adoptado el estándar wireless ISA100 por una variedad de razones, entre las cuales, la más crítica de todas, es su capacidad de soportar una comunicación confiable en los entornos de proceso. ISA100.11a (IEC 62734) fue elaborado gracias a la colaboración entre proveedores de dispositivos y sistemas, por un lado, y usuarios finales de automatización de procesos, por el otro, en pos de desarrollar una plataforma capaz de satisfacer a todos los involucrados. En la figura 1 se muestra una topología de red a nivel de dispositivos que usa instrumentos wireless ISA100.11a.

Los dispositivos de campo wireless ofrecen numerosas posibilidades para bajar el costo operacional junto a un mejor desempeño y gestión de la instalación. Pero ocurre que en un gran número de plantas existentes, la mayoría de los dispositivos inteligentes de campo ya están instalados de forma cableada y, como ocurre tantas veces, no se obtiene toda la información disponible de los dispositivos inteligentes compatibles con el protocolo HART. Se puede usar entonces la tecnología wireless con nuevos dispositivos y extender las capacidades de comunicación de la instrumentación inteligente existente, aprovechando, por ejemplo, sus capacidades de diagnóstico. 

 

Adaptadores wireless

En una planta de proceso, a menos que algo esté realmente mal con las redes cableadas existentes, ningún usuario va a sacar y reemplazar los dispositivos cableados que operan correctamente. Sin embargo, a la hora de agregar nuevos dispositivos, es posible que la planta decida no extender las redes cableadas. En este caso, hay disponibles nuevos instrumentos de campo y actuadores como dispositivos wireless autocontenidos. Otra posibilidad sería complementar dispositivos cableados inteligentes convencionales agregando un adaptador wireless para comunicarse con una red wireless.

Un adaptador wireless puede funcionar de dos modos. Primero, se puede agregar capacidad de comunicación wireless completa a un instrumento inteligente cableado convencional. Todos los datos provenientes del dispositivo pueden ser enviados mediante la red wireless sin usar los cables. 

Segundo, se puede extender la capacidad de comunicación de un dispositivo cableado existente. Muchas implementaciones cableadas a nivel de dispositivos de campo no son capaces de aprovechar información alguna más allá de la señal analógica básica que representa la variable de proceso medida, principalmente porque el sistema central sólo posee entradas analógicas convencionales que no permiten interpretar el protocolo de comunicación a través del cableado. Los dispositivos inteligentes instalados en una tal red no pueden ser aprovechados en su totalidad y quedan relegados al rol de un simple dispositivo analógico. 

En este caso, agregar un adaptador wireless permite enviar información adicional, por ejemplo diagnósticos y parámetros de configuración, usando la red wireless, mientras se sigue operando con la red cableada para la transmisión de la variable de proceso.

Cuando se agrega un adaptador a un dispositivo cableado convencional, el adaptador puede estar equipado con su propia fuente de alimentación interna que funciona de manera independiente. Si el instrumento necesita alimentación, el adaptador podrá soportarlo, eliminando la necesidad de cables de alimentación.

 

Características del adaptador wireless

El Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo FN310 de Yokogawa puede trabajar con dispositivos de campo compatibles con HART y ofrece una variedad de funciones básicas de comunicación y operacionales:

  • Convierte los datos HART en un formato adecuado para enviar a través de una red ISA100.11a;
  • Envía los comandos HART para configuración y resolución de problemas;
  • Provee su propia alimentación interna para la transmisión de datos;
  • Provee alimentación para un dispositivo que necesite una fuente externa.

En la figura 2 se muestra un ejemplo de aplicación del Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo con distintos dispositivos compatibles con HART. Este adaptador se monta separadamente y tiene incorporadas todas las funciones necesarias para la comunicación ISA100, de modo que sólo requiere la conexión con el dispositivo de campo.

 

 

Aplicaciones típicas de un adaptador wireless

Hay muchas maneras de usar el Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo en una planta de proceso; la mayoría de las aplicaciones lo utilizan para conseguir la plena funcionalidad de los dispositivos existentes mientras se ahorra en costos de cableado, molestias de instalación y futuro mantenimiento.

Las plantas suelen tener instalados un gran número de dispositivos compatibles con el protocolo cableado HART destinados al monitoreo y control de distintas variables de proceso (figura 3). La mayoría de estos dispositivos de campo están conectados por medio de configuraciones cableadas a nivel de dispositivo. El Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo convierte estos dispositivos en dispositivos wireless compatibles con ISA100.11a sin modificaciones.

Si una planta o unidad de proceso requiere renovación, la planta puede decidir reparar y mantener la red cableada, o simplemente eliminar partes de la misma. Si esto implica la instalación de cables en zonas a prueba de explosión, reemplazar ese cableado con wireless puede significar un importante ahorro. 

En el caso de una actualización de planta importante, donde se deben remover puntos de sensado o reemplazar cables con muchos años de uso, los adaptadores wireless permiten recurrir a dispositivos inteligentes compatibles con HART cableado existentes sin necesidad de reinstalación y mantenimiento de cables.

 

 

Extender la comunicación wireless a dispositivos convencionales

Las plantas que quieran incorporar dispositivos de campo y redes wireless podrían verse restringidas por la limitada selección de dispositivos wireless nativos disponibles hoy en día. Si bien su número está creciendo continuamente, algunos tipos de dispositivos, en particular aquellos con un elevado consumo de energía, sólo están disponibles en configuraciones cableadas convencionales. En tales casos, de ser inteligentes HART, el Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo puede convertir a wireless todos los instrumentos y actuadores compatibles con HART cableado de cualquier proveedor.

 

Recolectar y compartir datos de dispositivos inteligentes

Mientras las variables de proceso de los dispositivos compatibles con HART instalados en una planta existente son enviadas al sistema de automatización de planta a través de la red de dispositivos de campo, otra información, por ejemplo información acerca de las condiciones de los dispositivos y de diagnóstico, puede ser de gran ayuda para el departamento de mantenimiento, que se encarga de recolectar y gestionar tales datos, para usarlos luego con fines de análisise en programas de mantenimiento (Assett Management, por ejemplo PRM de Yokogawa), registros de mantenimiento, utilización de repuestos, etc. Si una red cableada existente de dispositivos de campo no puede extraer esa información y recolectarla para ser compartida entre departamentos, esas ventajas no se pueden concretar. Actualizar la red puede resultar una tarea compleja y costosa, y es en estos casos cuando aparece en escena el adaptador wireless, que se encarga del envío de esa información de forma económicamente viable.

La incorporación de un Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo le permite al departamento de mantenimiento capturar comandos HART cableado e información de diagnóstico de la línea 4-20 mA con pocos cambios en la instalación. El adaptador puede trabajar con dispositivos de dos hilos y de cuatro hilos. En el caso de dispositivos de cuatro hilos, es posible conectar una fuente de alimentación externa al dispositivo, lo que facilita el soporte de dispositivos que tienen un elevado uso de energía.

 

Dispositivos compatibles con HART en áreas remotas donde hay cables de datos o de alimentación

El Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo puede alimentar un dispositivo exterrno, lo que simplifica la instalación de dispositivos compatibles con HART en ubicaciones donde las redes cableadas a nivel de dispositivo no llegan o donde no hay energía disponible. En condiciones favorables, el adaptador puede cubrir una distancia de hasta 500 m en cualquier dirección y más de 1 km si se usan repetidores (routers). 

Por ejemplo, combinando un instrumento HART con un Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo, se puede medir el nivel de agua en ríos y reservorios (figura 4). Gracias a que el adaptador pesa menos de 1 kg incluyendo las baterías, es posible mover fácilmente el adaptador y el correspondiente dispositivo compatible con HART conectado, lo que flexibiliza los cambios de los puntos de medición.

 

 

Extender el alcance de la red wireless actuando como router

En aplicaciones donde las distancias entre los dispositivos de campo wireless son muy grandes o donde las grandes estructuras metálicas crean barreras para una propagación eficaz de las señales wirelsss, se puede usar un Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo como router para enviar comunicación hacia o desde otros dispositivos wireless de campo (figura 4). Puede haber otro instrumento wireless nativo ISA100.11a que sirva para la misma función, pero en muchas situaciones es más fácil usar un adaptador como router dedicado ya que es de poco peso y compacto. También puede ser colocado estratégicamente para completar la red de una manera óptima.

 

Conclusión

Instalar un Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo permite convertir instrumentos y actuadores de válvula inteligentes compatibles con HART cableado ya existentes en dispositivos wireless. Aporta flexibilidad a la hora de agregar nuevos dispositivos en plantas existentes usando redes de datos de dispositivos de campo wireless, reduciendo así costos de instalación de cableado y mantenimiento. También amplía la gama de tipos de sensores wireless disponibles y simplifica la instalación de dispositivos. 

Muchos operadores de planta consideran que el adaptador wireless es un dispositivo de gran utilidad que permite que una planta existente pueda disfrutar de los beneficios del sensado wireless y de las ventajas de la gestión de activos a través del acceso a variables de diagnóstico avanzado que los instrumentos inteligentes de campo hacen posible una vez que se accede a sus comandos HART.

 

Preparado con material suministrado por Yokogawa Argentina S.A.

Las buenas prácticas dictan que los sistemas de control deben diseñarse para mantener las funciones de control de proceso separadas y operacionalmente independientes de las funciones de seguridad. Esto, por lo general, se logra con un controlador para proceso y un sistema separado para seguridad.

La solución de Schneider Electric ofrece más de lo requerido por los estándares de la industria:

  • Capacidad de procesamiento dual para controlar las funciones de seguridad y de proceso en forma independiente.
  • Unifica independientemente la seguridad de planta y el control de proceso para proteger la totalidad del entorno operativo.
  • Minimiza el impacto de una falla del proceso en la seguridad de la planta, su personal y sus bienes.
  • No hay compromisos para lograr un proceso de ejecución segura.
  • El mejor desempeño en redes y ciberseguridad con Modicon M580.
  • No es necesario diseñar, instalar y mantener sistemas de seguridad separados.
  • Utiliza las mismas herramientas, métodos de cableado y estructuras de E/S que el controlador Modicon M580 estándar.

Modicon M580 Safety

Es el controlador de automatización programable M580 (PAC) de Schneider Electric con módulos integrados y funciones de seguridad. El PAC incluye una sola CPU con un coprocesador de seguridad obligatorio para la ejecución dual.

Está basado en la plataforma X80 y en el entorno de programación Unity Pro:

  • CPU y coprocesador de seguridad M580 (SIL3).
  • Fuentes de alimentación de seguridad redundantes.
  • E/Ss locales y remotas de seguridad; los módulos de seguridad X80 son compatibles sólo con el M580 Safety.
  • Comu nicaciones de seguridad.
  • Bibliotecas de software implementadas para procesos y seguridad de máquinas.

Arquitectura

El sistema de seguridad basado en el PAC M580 Safety posee certificación TÜV Rheinland para su uso en aplicaciones hasta SIL3 (nivel de integridad de seguridad 3), garantizando un funcionamiento seguro y optimizando costos.

El PAC Modicon M580 permite mezclar arquitecturas para:

  • Administrar aplicaciones de seguridad y estándar.
  • Separar los procesos de control y seguridad.
  • Integrar proceso y funciones de seguridad de la máquina.

Nivel de seguridad

El PAC Modicon M580 Safety mejora la confiabilidad del sistema gracias a una exclusiva combinación entre características integradas de ciberseguridad y seguridad:

  • Celdas seguras de aislamiento de memoria.
  • Corrección del código de error en línea.
  • Watchdog de seguridad.
  • Vigilancia del reloj.
  • Aplicación de seguridad ejecutada en un núcleo dedicado.
  • Aislamiento de memoria que controla el acceso a la memoria segura y no segura.
  • Memoria para seguridad diferente de la CPU estándar.

Una falla en la aplicación estándar, cualquiera que sea, no afecta la aplicación de seguridad. La mencionada característica SIL3 se logra mediante una doble ejecución de la aplicación de seguridad, utilizando tanto el Procesador BMEP584040S como el coprocesador BMEP58CPROS3. Todos los módulos de seguridad poseen color rojo (procesador, coprocesador, E/S X80) y un recubrimiento especial en sus placas impresas para uso predeterminado en ambientes severos.

Como características principales de la CPU se pueden mencionar:

  • 4.096 E/Ss discretas.
  • 1.024 E/Ss analógicas.
  • Hasta 4 módulos de comunicación Ethernet.
  • Puerto RIO y DIO.
  • 16 Mb de memoria integrada.
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