Texto original en inglés de Josh Eastburn en el blog de Opto 22

Una comunidad avanza a la administración de sus equipos con MQTT

Fundada en 1834, Waterford Township está situado geográficamente en el centro de Oakland County, Michigan, USA, y es hogar de 72,000 residentes. Es conocida regionalmente por sus 34 lagos, de donde toma su nombre.

Sin embargo, en la industria de los servicios públicos, Waterford es conocido por su liderazgo y constante innovación en la administración del agua para consumo humano y residual. El departamento de obras públicas ha sido resaltado hace algunos años en un caso de estudio de Opto 22 y, una generación después, el departamento de obras públicas ha hecho otro proyecto insignia.

Con 580 km de tuberías de agua y 570 km de tubería sanitaria, la administración del agua no es tarea fácil en Waterford. El departamento opera y mantiene 19 pozos, 3 tanques de almacenamiento, 11 plantas de tratamiento y 63 estaciones de bombeo. Para mantener la operación invirtieron hace años en integrar aplicaciones básicas, incluyendo sistemas de información geográfica (GIS), sistemas de administración de activos (AMS), administración de contenido empresarial (ECM) y sistemas supervisorios de control y adquisición de datos (SCADA) todos ellos compartiendo información para mantener una operación impecable.

Este sistema demostró su valor con el paso de los años pero nada dura para siempre y en los últimos años, Russell Williams director de obras públicas y Frank Fisher, superintendente de ingeniería, iniciaron un proyecto para actualizar la infraestructura básica. Fue una oportunidad no solo de evitar obsolecencia si no mejorar la escalabilidad y la tolerancia a fallas. Ellos no sabían que a tres años de iniciar su proyecto Opto 22 lanzaría groov EPIC y el alcance de sus planes cambiaría.

Como menciona Russell “Asistimos a una conferencia en Chicago sobre el lanzamiento de EPIC (en 2018). Hablamos al respecto en el viaje de regreso y pensamos ‘Si esto hace lo que debe hacer, cambia la arquitectura de todo'”. Ellos estaban particularmente intrigados con MQTT y la forma en que la realización de los reportes-por-excepción prometían mejorar la eficiencia y estabilidad de su infraestructura.

En un inicio, el sistema de Waterford utilizaba un programa de cuestionamiento (polling) para solicitar actualizaciones de una red de M4 RTU (Unidad remota de telemetría) de Opto 22 que se comunicaba a través de transmisores de radio frecuencia con licencia. Ya habían iniciado el reemplazo de estos equipos con controladores SNAP-PAC-S2 y modems industriales celulares con comunicación a través de un tunel privado de internet. Pero con MQTT en groov EPIC, descubrieron una mayor reducción en la complejidad del sistema. “Tenemos muchas estaciones de bombeo que permanecen apagadas gran parte del tiempo”, explica Russell, “entonces ¿porqué transferir datos todo el tiempo?” y sin la dependencia de un sistema central de cuestionamiento, pueden eliminar un punto potencial de falla sistémica.

“Se veía tan simple, que teníamos nuestras dudas”, recuerda Russell. Pero, intentando probar el concepto, Russell y Frank adquirieron tres EPICs para jugar con ellos durante el verano, y pronto tuvieron la evidencia disponible.

“Desconectamos un controlador y en milisegundos el sistema reportó la falla. Realmente es muy simple: cambia una variable en campo, aparece en el intermediario (broker) y después en mi teléfono celular.” dijo Frank.

“Es así de sencillo”, confirma Russell.

La estación de bombeo con los nuevos controladores EPIC de Opto 22

El nuevo sistema que han empezado a implementar aprovecha las características de conectividad de groov EPIC para mejorar la tolerancia a fallas aún más:

• Debido a que groov EPIC se puede comunicar directamente con sistemas basados en la nube, Waterford decidió alojar su intermediario de MQTT (Ignition de Inductive Automation) en los servicios web de Amazon (AWS).
• Cada EPIC utiliza un certificado SSL de seguridad para establecer una conexión segura con el intermediario a través de un modem celular configurado para bloquear cualquier tráfico que no proceda de una dirección IP confiable.
• Además, con las conexiones MQTT originadas desde el dispositivo, el contrafuegos del dispositivo groov EPIC puede estar cerrado por completo a cualquier conexión externa.

Con este principio, Waterford hizo otro cambio estructural que los coloca en la punta de administración de aguas municipales. Por ejemplo, su servidor MQTT de Ignition está alojado en un centro de datos de Ohio, USA pero sí sucede algún problema, en 30 minutos, Frank puede tener el sistema corriendo en otro servidor de un centro de datos en Oregon. Y con el tiempo, implementarán la redundancia completa del sistema. Mientras tanto, continúan corriendo el anterior sistema SCADA (con nuevo hardware) en paralelo desde las oficinas locales. Aún manejan una tercera parte del sistema y así continuarán hasta que hayan migrado por completo a Ignition.

Russell reconoce que Waterford es el líder en la transformación digital del sector público. “Estuve en un entrenamiento de FEMA (Agencia Federal de Manejo de Emergencias) recientemente, y estaban firmes sobre no tener una conexión a internet en un sistema SCADA”, mencionó, “Pero todo lo que vemos se vuelve más seguro de lo que podríamos lograr desde nuestra oficina, porque se convierte a un edificio en el punto posible de falla.”

Con los datos llegando más rápido, y groov EPIC suministrando capacidad extra de manejo de datos, Russell y Frank esperan incrementar dramáticamente la conectividad del sistema. Al integrar información de los medidores domésticos, pueden ayudar a mantener balanceado el sistema de acuerdo a la demanda. Y si avanzamos a compartir información con otras agencias y ciudades vecinas, ven la posibilidad de crear un sistema de advertencia que mejore su reacción ante disturbios en el sistema.

Hasta el momento, el departamento ha convertido 36 estaciones de bombeo y 4 plantas de tratamiento de agua al nuevo sistema y más por venir en el 2021. Revisaremos en un futuro su avance y compartir su aprendizaje con el resto de la comunidad.

¿Quiere que su fabuloso proyecto se muestre en el OptoBlog? Envíenos un comentario y cuéntenes en que está trabajando.

En Instrumentación y Control 22 contamos con expertos en automatización que le pueden ayudar a determinar el alcance de sus necesidades para el presente y el futuro y así ayudarlo a seleccionar el controlador industrial idóneo para su proceso de automatización.

Temas: Casos de éxito, RTU, SCADA, Agua y tratamiento de agua, MQTT, groov EPIC, Ignition, transformación digital, Internet de las cosas, monitoreo remoto, IoT, PACs, IIoT, Industrial internet of things, MQTT

Traducido del inglés, una publicación original de Matt Newton en el blog de Opto 22

Hemos hablado de otras tecnologías, como edge computing y RESTful APIs, que reducen la complejidad de la arquitectura de un sistema para el Internet de las cosas (IoT) o el Internet industrial de las cosas (IIoT).

Reducir la complejidad es esencial para hacer que el IIoT funcione, especialmente para obtener datos de sensores, equipo y dispositivos actualmente instalados y que están funcionando perfectamente en campo pero no tienen la capacidad de IoT.

No existiría un retorno de inversión si se debe instalar costos equipos intermediarios y pagar por trabajo de integración costoso. Así que nuestra REST API para controladores SNAP PAC reduce la complejidad y coloca a las aplicaciones IIoT dentro del alcance práctico.

En 1996 un grupo de fabricantes de equipo de automatización: Fisher-Rosemount, Intellution, Opto 22 y Rockewell crearon una fuerza de trabajo para desarrollar un estándar para el acceso de datos desde dispositivos industriales basado en los elementos COM y DCOM de Windows y nombrado OLE para el control de procesos o, de forma abreviada, OPC.

La principal desventaja de OPC en su forma original (-DA, -HDA, etc.) es que utiliza una arquitectura obligatoria de cliente-servidor en donde un servidor de Windows especifica los elementos, dispositivos y protocolos para una gran cantidad de dispositivos hasta los estándares de los clientes OPC pero, de nuevo, corriendo en sistemas de Windows. 

La especificación más reciente OPC UA trata de evitar la necesidad de una PC con Windows eliminando el uso de COM/DCOM y permitiendo que un servidor esté incrustado dentro de un producto como un PLC o PAC.

Por desgracia, la participación de fabricantes de hardware con este enfoque es pequeña y existen pocos clientes OPC UA disponibles (Notable excepción Groov de Opto 22). Además, OPC (y OPC UA) es un gran conjunto de especificaciones abarcando más de 13 documentos y 1,000 páginas.

El estándar especifica muchos aspectos incluyendo los protocolos de transporte, seguridad, servicios, modelos de información, perfiles y otros. Los fabricantes que deciden incluir un servidor OPC UA en sus productos deben considerar costos y tiempo de desarrollo, tamaño de flash y RAM, uso de CPU y costos de mantenimiento posteriores.

Cuando se considera a OPC para una aplicación de IIoT, se debe considerar ruteadores, firewalls (cortafuegos) y VPN (Redes virtuales privadas). A pesar de todo, OPC es una excelente solución para que software corriendo en Windows intercambie datos con sistemas existentes, particularmente en redes locales. Sin embargo, para aplicaciones de IIoT en donde los datos serán transportados entre diferentes tipos de dispositivos con diferentes sistemas operativos y con limitantes en el hardware en una variedad de arquitecturas, se puede utilizar un mejor protocolo.

En una arquitectura pub/sub los clientes se suscriben a un tópico que contiene datos y que son almacenados en un intermediario (broker) MQTT.

En una aplicación típica que utilice MQTT, se puede encontrar un PAC (Controlador programable para la automatización) en un lugar remoto publicando el estado de sus Entradas/Salidas en un tópico particular a un intermediario localizado en las oficinas principales. Entonces, otro sistema, como un HMI puede suscribirse al tópico en el intermediario y recibir actualizaciones cuando el estado de las Entradas/Salidas cambia.

Uno de los grandes beneficios que ofrece MQTT en aplicaciones de IIoT es que es un protocolo abierto y un estándar OASIS. Esto significa que los desarrolladores de sistemas pueden adoptar MQTT como un protocolo de comunicación en sus diseños sin importar el sistema operativo que utilicen.

Incluir MQTT en un nuevo diseñado es generalmente más sencillo que incluir OPC UA en el dispositivo. MQTT es además un protocolo ligero, que significa que utiliza menor ancho de banda para enviar datos comparado con otros protocolos como OPC. Esto es importante en aplicaciones de IIoT en donde los dispositivos pueden estar instalados en lugares remotos con restricciones de acceso a la red como bajos anchos de banda, alta latencia, límite de datos o conexiones frágiles.

La arquitectura pub/sub de MQTT también la hace ideal para aplicaciones IIoT porque empuja los datos al intermediario con una conexión saliente. La mayoría de los cortafuegos bloquean en tráfico entrante (por ejemplo, un cliente externo de OPC solicitando datos de un servidor interno de OPC) pero permiten las conexiones salientes sobre puertos TCP seguros, como el 443 para TLS/SSL.

En una aplicación IIoT, por ejemplo, un PAC instalado en un pozo petrolero remoto puede abrir una conexión saliente a través de un cortafuegos y llamar para reportar sus datos a un intermediario MQTT localizado en las oficinas principales.

En Instrumentación y Control 22 contamos con expertos en automatización que le pueden ayudar a determinar el alcance de sus necesidades para el presente y el futuro y así ayudarlo a seleccionar el controlador industrial idóneo para su proceso de automatización.

Temas: Internet de las cosas, monitoreo remoto, IoT, PACs, IIoT, Industrial internet of things, MQTT

Estas ventajas convierten a los SSRs en componentes ideales para aplicaciones que involucran la operación repetitiva o con tiempos rápidos de encendido/apagado o en áreas donde se requiere reducir el ruido eléctrico.

Existen dos factores inherentes a los SSR que requieren atención: la corriente de fuga y límite de temperatura de operación.

Corriente de fuga. Cuando el SSR está en estado apagado, existe una pequeña corriente que fluye a través de él y hacia la carga de unos pocos mA. Esta corriente es bastante pequeña, pero puede mantener enciendidas algunas cargas, especialmente aquellas con grandes impedancias como una pequeña solenoide o una lámpara de neón, que tienen pequeñas corriente de mantenimiento.

Para SSRs que utiliza cargas con alto voltaje, la corriente de fuga puede causar problemas potenciales en el voltaje de salida cuando se apagan. Normalmente se puede eliminar esta característica colocando una rersistencia de potencia, de 8 a 10 veces la máxima corriente de fuga para el SSR en paralelo con la carga.

Límite de temperatura de operación. Los relevadores basados en semiconductores se vuelven menos eficientes al aumentar su temperatura, de forma que su característica de corriente disminuye (máxima corriente permisible) con la temperatura. También un relevador de estado sólido produce calor al estar encendido, así que se requiere disipar ese calor.

Para combatir el calor se debe utilizar un disipador adecuado y colocar un poco de grasa térmica entre la base del SSR y el disipador. También se debe observar la curva de operación del SSR para conocer su comportamiento a la temperatura.

Selección del relevador adecuado

A continuación tenemos un listado de guías para tener en cuenta al seleccionar un relevador para una aplicación. Revise la lista de recursos para mayor información y otras consideraciones.

Utilice un relevador de estado sólido si la aplicación requiere:

Ciclos de operación repetitivos, como luces y calentadores eléctricos – los SSRs no tienen componentes mecánicos que se desgasten y no tienen fallas relacionadas con el número de ciclos de operación.

Reducir el ruido eléctrico, los SSRs reducen en gran medida el ruido eléctrico debido a que encienden y se apagan cuando el voltaje del ciclo de CA está en cero. Los relevadores mecánicos encienden y apagan en cualquier punto del ciclo de CA, debido a esto se crean picos de voltaje generando ruido eléctrico que puede afectar a dispositivos cercanos.

Alta velocidad, el tiempo de encendido de un SSR es predecible, mientras que para un relevador mecánico varía de acuerdo a la naturaleza del dispositivo y el ambiente.

Considere utilizar un relevador mecánico si la aplicación requiere:

Altas cargas iniciales, como motores o transformadores – los SSRs son más sensitivos a transitorios que un relevador mecánico, incluso algunos SSRs con buena protección a transitorios (como los que fabrica Opto 22) y si el relevador es golpeado fuertemente una buena cantidad de ocasiones se degradará o fallará. Esto hace que los SSRs no sean ideales para cargas altamente inductivas como motores o algunas solenoides.

Operación en ambientes con alta temperatura, los SSRs se vuelven menos eficientes al aumentar la temperatura y se reduce la corriente que puede soportar. Los relevadores electromecánicos no se afectan de la misma forma.

Cero corriente de fuga, en el estado apagado los SSRs exhiben una pequeña cantidad de corriente de fuga en el orden de los mA. Un relevador electromecánico no tiene esta característica debido a su operación mecánica.

Lado de carga CA (Continuación)

575D15-12 – 575 VAC, 15 Amp, Control CD, protección de transitorios
575D45-12 – 575 VAC, 45 Amp, Control CD, protección de transitorios
575D30-HS – 575 VAC, 30 Amp, Control CD, protección de transitorios, con disipador integrado
575Di45-12 – 575 VAC, 45 Amp, Control CD, protección de transitorios, con LED indicador
MP120D2 ó P120D2 – 120 VAC, 2 Amp, Control CD, modelo P de tamaño reducido
MP120D4 ó P120D4 – 120 VAC, 4 Amp, modelo P de tamaño reducido
MP240D2 ó P240D2 – 240 VAC, 2 Amp, Control CD, modelo P de tamaño reducido
MP240D4 ó P240D4 – 240 VAC, 4 Amp, Control CD, modelo P de tamaño reducido
MP380D4 – 380 VAC, 4 Amp, Control CD
Z120D10 – Modelo Z, 120 VAC, 10 Amp, Control CD
Z240D10 – Modelo Z, 240 VAC, 10 Amp, Control CD

Lado de carga CD

DC60P ó DC60MP – 60 VCD, 3 Amp, Control CD, modelo P de tamaño reducidoe
DC200P ó DC200MP – 200 VCD, 1 Amp, Control CD, modelo P de tamaño reducidoe
DC60S-3 – 60 VCD, 3 Amp, Control CD
DC60S-5 – 60 VCD, 5 Amp, Control CD

Accesorios

SAFETY COVER – Cubierta protectora de SSR de la Serie Power
SSR-HS – Disipador para SSR de la Serie Power
SSR-THERMOPAD – Almohadilla térmica conductiva (paquete con 10)

En Instrumentación y Control 22 contamos con expertos en automatización que le pueden ayudar a determinar el alcance de sus necesidades para el presente y el futuro y así ayudarlo a seleccionar el equipo idóneo para su proceso de automatización.

Opto 22 fabrica una línea completa de SSRs, desde la serie CA para 120/240/380 Volts, hasta la pequeña serie MP diseñada para montaje en tablillas electrónicas PCB. Todos los relevadores de Opto 22 tienen 4,000 Volts de aislamiento óptico y muchos cuentas con reconocimiento UL y CSA. El uso innovador de encapsulado epóxico a temperatura ambiente en conjunto con la tecnología única de Opto 22 de disipación térmica, son la clave para producir en masa los relevadores de estado sólido más confiables del mundo.

Más información:

Relevadores de estado sólido

Hoja de datos de Relevadores de Estado Sólido de Opto 22

Topics: Tips, SSRs

En medio de la creciente complejidad de los procesos de fabricación y la propagación de COVID-19 en todo el mundo, los fabricantes deben adaptarse a las condiciones cambiantes a un ritmo sin precedentes. Weintek se ha dedicado a ofrecer productos y soluciones HMI innovadores que ayuden a nuestros clientes a superar los desafíos de hoy mediante la integración de los recursos existentes, la optimización de la gestión de la cadena de suministro y la planificación para el futuro.

Las soluciones HMI de Weintek le ayudan a trabajar de manera inteligente durante la pandemia

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¡Sin problemas! Reduzca el contacto y mantenga la distancia adecuada.

El uso de las funciones de cMT Viewer o WebView puede reducir el riesgo de que los operadores tengan un contacto cercano en el sitio. Estas características permiten a los operadores monitorear líneas de producción, ver datos históricos o configurar parámetros en cualquier dispositivo, ya sea un teléfono, tableta o computadora.

¡Sin límites! Funciona perfectamente en sitio y de forma remota.

En una planta de fabricación a gran escala, la resolución de problemas en el sitio solía ser algo común. Sin embargo, EasyAccess 2.0 con capacidad de transferencia remota ha hecho posible eludir la necesidad de la presencia física de un técnico al permitir el ajuste remoto de los parámetros del PLC. Además, al configurar la HMI para enviar notificaciones cuando ocurre un error, un técnico o la gerencia recibirán mensajes de inmediato y podrán reaccionar en consecuencia sin tener que monitorear continuamente una terminal. Usando EasyAccess 2.0, el monitoreo de producción en tiempo real se puede lograr independientemente de las restricciones de viaje, vuelos cancelados, etc.

¡Sin preocupaciones! La seguridad de los datos está garantizada.

El canal de transmisión de datos de EasyAccess 2.0 utiliza cifrado TLS / SSL que es comparable al que utilizan las instituciones financieras, y el servicio se ha verificado con pruebas de penetración de terceros. Por lo tanto, la seguridad e integridad de los datos están garantizadas y los usuarios están protegidos contra ataques maliciosos.

¡Sin esfuerzos! La HMI se puede limpiar de forma fácil y segura.

Material de la superficie de la pantalla táctil resistiva: PET
Material de la superficie de la pantalla táctil capacitiva: vidrio templado
Independientemente del material de la pantalla táctil HMI, la limpieza de la superficie es extremadamente fácil.
Paso 1: rocíe algunos solventes en un paño seco (75% de alcohol o cloro diluido 1: 100)
Paso 2: limpie suavemente la pantalla de la HMI.

Casos Reales de uso de las Pantallas HMI de Weintek 

En la industria farmacéutica respondiendo a las restricciones de entrada / salida del personal

Como resultado de las restricciones de entrada / salida debido al COVID-19, es posible que el personal técnico de una empresa farmacéutica no pueda visitar el sitio para operar el equipo. Con el servicio de monitoreo remoto y la función de transferencia de EasyAccess 2.0, el personal técnico puede configurar y ajustar el equipo sin tener que viajar.

En una fábrica de mascarillas garantizando una producción ininterrumpida

A medida que el COVID-19 se propaga por todo el mundo, la demanda de máscaras ha aumentado enormemente. Para garantizar la producción las 24 horas del día con mano de obra limitada, la persona de servicio debe recibir un aviso inmediatamente cuando se active una alarma. Las HMI de Weintek y EasyAccess 2.0 utilizan notificaciones push para hacerlo posible.

Junto con Equipos de Prueba Automatizados asistiendo la escasez de mano de obra utilizando brazos robóticos combinados con las pantallas HMI de Weintek

Debido a las limitaciones de mano de obra, los laboratorios de pruebas están luchando para hacer frente a la gran cantidad de pruebas entrantes. Sin embargo, al adoptar brazos robóticos para el manejo de muestras y el uso de HMI para el mantenimiento de registros y la generación de informes rápidos, todo el proceso se puede realizar 7 veces más rápido. El sistema automatizado ayuda a reducir no solo los errores humanos, sino también el riesgo de infección para los trabajadores del laboratorio.

En ventiladores de emergencia portátiles solucionando la escasez de personal médico.

Un ventilador de emergencia tiene sensores, alarmas y una HMI, y la HMI se utiliza para el control de modo, el ajuste de la frecuencia respiratoria y el monitoreo del flujo de aire. La interfaz gráfica de usuario en la HMI hace que el funcionamiento de un ventilador de emergencia sea más intuitivo para que, cuando se enfrente a un momento crítico, un paciente pueda ayudarse a sí mismo, reduciendo así la carga para los profesionales médicos.

El COVID-19 ha traído desafíos nunca antes vistos y, para superarlos, la demanda de trabajar de forma remota ha ido en aumento. Desde la construcción de equipos, pruebas de productos, monitoreo de productividad, notificación de alarmas, hasta mantenimiento de equipos, Weintek e IC22 están aquí para ofrecerles soluciones en cada paso del camino.

Los nuevos controladores e I/Os con capacidad IIoT (Internet de las Cosas Industrial) hacen que sea práctico conectar, monitorear y controlar equipos de producción e instalaciones independientes.

A veces, los usuarios finales simplemente quieren monitorear un indicador clave de rendimiento (KPI) como la temperatura o la tasa de producción. Otras veces pueden necesitar ser notificados si un subsistema está en alarma.

Las aplicaciones más avanzadas requieren cálculos para, por ejemplo:
• integrarse y coordinarse con un sistema de ejecución de fabricación de nivel superior (MES)
• determinar la efectividad general del equipo (OEE)
• soportar sistemas de mantenimiento y gestión de activos.

Imagine cuánto dinero podría ahorrarse si una alerta temprana de alta temperatura para un sistema de refrigeración notificara al equipo a tiempo para llamar al servicio antes de que se desperdicie el producto. ¿Cuánto más seguro y menos costoso sería para una instalación monitorear el estado y los niveles de la bomba de sumidero sin requerir que los operadores realicen rondas? Conectarse con datos operativos es fundamental para las iniciativas OEE y MES, pero ¿cómo debe agregarse esta funcionalidad?

Haciendo la conexión
En muchas instalaciones, las líneas de procesamiento y envasado se ensamblan conectando una variedad de equipos entre sí y cada uno con su propia automatización de controlador lógico programable (PLC). Los equipos más nuevos pueden estar disponibles con una conexión por cable Ethernet o Wifi, pero la mayoría de los procesos en el lugar también involucran equipos más antiguos.
Los usuarios pueden conectarse a estos sistemas para configuración y monitoreo, pero puede que no sea tan simple como les gustaría. La complejidad técnica surge debido a numerosos protocolos de comunicación, métodos de etiquetado y consideraciones de procesamiento de datos. Para equipos heredados (legacy), a menudo se necesitan otros dispositivos de puerta de enlace (gateways) intermedios.
Incluso para el caso más básico, en el que se debe monitorear un solo sensor o contacto eléctrico, los usuarios generalmente deben diseñar, instalar, programar e integrar un PLC. Si los controladores y puertas de enlace existentes están disponibles, estos requieren consolidación a través de un sistema basado en PC y luego una cuidadosa configuración de red para llevar los datos a la nube.
Una vez instalado, este tipo de configuración compleja a menudo resulta poco confiable y difícil de mantener. Todos los pasos intermedios representan puntos potenciales de falla. Las actualizaciones de software o los cambios de red en cualquier lugar del camino pueden interrumpir la operación.

Haciéndolo simple
Dada esta complejidad, muchos usuarios están buscando una solución plug-and-play, una forma más sencilla de monitorear sus activos operativos y comunicar datos útiles. Aunque gran parte del ruido sobre el Internet industrial de las cosas ( IIoT ) se centra únicamente en sensores inteligentes, los proveedores también responden creando productos para mejorar la conectividad entre todo tipo de sensores, dispositivos de automatización y personal.
El cómputo industrial EDGE ofrece una alternativa. Este grupo de tecnologías con capacidad IIoT condensa múltiples capas de hardware y software para el sensado de I/Os, control, redes y procesamiento de datos en una sola capa simplificada, capaz de conectar el piso de la planta directamente a la nube.
Además de aplanar la arquitectura, los equipos de cómputo EDGE incorporan herramientas modernas que facilitan la integración de componentes del sistema, incluso para equipos legados. Como dispositivos orientados a la red, a menudo incluyen características de seguridad de TI estándar como autenticación de usuarios, cifrado de datos y gestión de certificados.
Combinados con el soporte para la comunicación de plataforma abierta (OPC), pueden integrar de forma segura los datos de una variedad de sistemas legados sin depender de una PC con Windows. También admiten protocolos de comunicación modernos como MQTT con Sparkplug B para la supervisión de sistemas de misión crítica y una comunicación eficiente con aplicaciones y plataformas IIoT .
Para monitoreo y control, los equipos de cómputo EDGE simplifican la conectividad con el software de HMI móvil y/o basado en PC. En aplicaciones en las que el objetivo final es el mantenimiento predictivo o la inteligencia de negocios, el cómputo EDGE transfiere el preprocesamiento de datos para la normalización y sanitización al piso de la planta. Esto aligera la carga de los recursos informáticos de nivel superior, conserva el ancho de banda y garantiza datos de alta fidelidad.
Los dispositivos I/O EDGE y los controladores EDGE son dos opciones emergentes para el hardware de cómputo EDGE. Los I/O Edge proporciona una mayor capacidad de procesamiento que los sistemas remotos de I/O simples, mientras que los controladores EDGE proporcionan control en tiempo real, combinado con computo de propósito general, similar a una PC.

I/O y controladores EDGE
A diferencia de los I/Os remotos tradicionales, los I/Os EDGE son capaces de funcionar de forma independiente sin un PLC. El hardware es adecuado para una fácil instalación en el campo, incluso en áreas peligrosas, y se conecta a una variedad de tipos de señales de I/Os, procesando datos de señales localmente y comunicándose directamente con sistemas en sitio o basados en la nube.
Cuando una aplicación requiere más que solo la capacidad de I/Os, un controlador EDGE agrega control en tiempo real, conectividad de dispositivos y procesamiento de datos más pesado. Se puede utilizar para automatizar equipos como un PLC clásico, pero también puede actuar como una puerta de enlace de comunicación para integrar equipos y dispositivos existentes, incluso a través de redes dispares. Los controladores EDGE pueden comunicarse con los PLC existentes utilizando protocolos nativos y luego transformar y publicar eficientemente esos datos a través de MQTT o directamente en bases de datos utilizando lenguajes IoT como Node-RED. La potencia adicional que proporcionan los controladores EDGE también se puede utilizar para alojar servidores locales de visualización y base de datos o para ejecutar aplicaciones personalizadas, lo que reduce aún más la necesidad de tener PCs en la planta.

Integración de siguiente nivel
El cómputo industrial EDGE es una tecnología fundamental para la integración segura de equipos y la agregación de datos, necesaria para realizar análisis más profundos en una flota de equipos. Con una mayor red y conectividad a Internet, la seguridad y la integridad de los datos también se han convertido en consideraciones importantes.
Para muchos usuarios, la capacidad de controlar remotamente los activos operativos es suficiente. Otros usuarios aprovecharán los dispositivos EDGE para hacer que sus sistemas sean más seguros, eficientes, inteligentes o confiables a nivel local. En todos los casos, los dispositivos I/Os EDGE y los controladores EDGE ahora hacen que sea práctico para los usuarios conectarse fácilmente a cualquiera de sus equipos y comenzar a obtener valor.

Fuente: IIoT Bridges Industrial Islands – Efficient Plant Magazine (https://www.efficientplantmag.com/)

¿Necesita llevar datos del dispositivo de campo a aplicaciones locales o en la nube? 

Necesita:

• ¿Monitorear activos remotos?
• ¿Adquirir datos para análisis o fines regulatorios?
• ¿Controlar equipos y dispositivos independientes? 
• ¿Crear una visualización de procesos para operadores y supervisores?

Ahora puede obtener los datos que necesita donde los necesita, de manera fácil y asequible, con groov RIO.   

No se requieren PLC, PC o middleware.

¿Qué es groov RIO?  

groov RIO es un módulo de Entrada/Salida (I/O) inteligente e independiente basado en Ethernet diseñado para aplicaciones de automatización y el Internet de las Cosas Industrial (IIoT). 

groov RIO resuelve dos problemas principales con la mayoría de las I/O remotas hoy en día: 

• Primero, especificar todos los componentes requeridos (rack, fuente de alimentación, acoplador de bus, tipos de módulos y más) lleva mucho tiempo, es difícil y requiere habilidades especiales.  
• En segundo lugar, la comunicación de datos entre dispositivos de campo, sistemas de control, aplicaciones comerciales y servicios en la nube es compleja y costosa, ya que requiere PLC, programación personalizada y otro middleware costoso.

La temperatura de registro en una base de datos es demasiado compleja: 

groov RIO revoluciona las I/O remotas al resolver ambos problemas: 

• Un número de parte. Un solo dispositivo proporciona detección y control para 12 tipos de señal diferentes a través de canales de I/O de múltiples señales y multifunción incorporados, y lo empaqueta junto con un procesador de I/O inteligente, alimentación a través de Ethernet, dos opciones de montaje sin rack o chasis y software, en una carcasa industrial compacta. 
• Procesamiento y comunicación incorporados. La configuración integrada basada en la web, el software de lógica de flujo, los métodos eficientes de comunicación de datos como MQTT y los protocolos de tecnología de operaciones múltiples (OT) y tecnología de la información (IT) simplifican cualquier aplicación.

La temperatura de registro en una base de datos se simplifica con groov RIO:  

groov RIO es Edge I / O 

Estas características hacen que groov RIO sea un nuevo tipo de producto de I/O, Edge I/O, que reduce la complejidad de IIoT. Edge I/O y edge computing ofrecen funciones industriales tradicionales en el borde de su red, que es la fuente de datos del sensor y del equipo, pero también agregan la capacidad de conectarse fácilmente a los consumidores de datos en una red informática o en Internet.

Los productos de computación de borde (EDGE Computing) como el controlador industrial programable EDGE groov EPIC de Opto 22 están demostrando ser un modelo escalable y eficiente para agregar conectividad IoT a aplicaciones industriales. Ahora groov RIO trae ese mismo tipo de conectividad al nivel de I/O, sin un controlador, y simplifica la complejidad actual de las aplicaciones IIoT.

Los proyectos IIoT son demasiado complejos

Con la conectividad y las capacidades técnicas actuales, parece que las aplicaciones IIoT simples deberían ser fáciles de lograr. Podemos hacer proyectos IIoT ahora, pero sin Edge I/O, es demasiado difícil:   

Primero, usted, o alguien que contrate, necesita especificar y adquirir todos los componentes de un sistema de I/O o PLC que funcionará con las señales de campo que tenga.

Luego instala un gabinete para el PLC e I/Os, los ensambla y suministra energía.

Luego, instala los sensores y actuadores y los conecta a los canales en los módulos de I/O montados en el rack del PLC.

Luego, utiliza el software propietario del proveedor para programar el PLC, configurar los canales para los tipos de señal correctos y adquirir y registrar los datos de I/O.

Luego, necesita una PC con un software que pueda leer la memoria del PLC y traducir los datos registrados a un formato comprendido por el software, servicio o sistema de destino al que envía los datos. 

Finalmente, algunos programas deben iniciar sesión en el destino y publicar los datos. Y si el destino no está en las instalaciones, o en la nube en algún lugar accesible, ¡buena suerte!

groov RIO obtiene los datos ahora. Sin PLC, sin PC, sin middleware 

Edge I/O evita la complejidad y los costos de tiempo y dinero que conlleva. Con groov RIO, usted puede:  

• Colocar la unidad en casi cualquier lugar para I/O remotas y comunicaciones de datos. Está aprobado por UL para ubicaciones peligrosas y cumple con ATEX, montado en riel DIN o en panel, y es posible que ni siquiera necesite un gabinete. 
• Suministre alimentación a groov RIO e I/Os de campo a través de la interfaz de red ETH1 utilizando Power over Ethernet. O conecte una fuente de alimentación de 10-32 V CC.
• Conecte su propio adaptador de Wi-Fi, dispositivo de memoria USB para almacenamiento local de datos (hasta 32 GB) o adaptador de USB a serie.
• Configure los canales de I/O flexibles de múltiples señales y funciones múltiples. Desde cualquier dispositivo con un navegador web.
• Habilite MQTT en RIO para enviar datos de manera segura y eficiente, como Sparkplug-B o cargas de cadena, a los corredores MQTT en las instalaciones o en la nube. Otros dispositivos y software pueden suscribirse a los datos según sea necesario. 
• Cree flujos de datos simples con Node-RED incorporado para enviar datos a servicios en la nube, bases de datos, otros canales de I/O y API a través de nodos preconstruidos.  

Obtenga los datos que necesita, donde los necesita, ahora.
Obtenga groov RIO de Opto 22

Como si fuera un superhéroe completo, HMI hoy en día cuenta con una amplia variedad de capacidades, como visualización de datos, control de máquinas, almacenamiento de datos, comunicación PLC, traducción de protocolos, visualización gráfica, notificación de alarmas, reproducción de medios e integración con el Internet de las Cosas Industrial (IIoT). Para una HMI avanzada, estas capacidades se perciben como requisitos básicos, pero al mismo tiempo suponen una gran carga para las unidades informáticas de HMI. Mientras tanto, a medida que las personas en estos días se acostumbran a operar dispositivos de consumo rápidos como teléfonos inteligentes y tabletas, buscan y esperan una experiencia y velocidad de operación similares cuando trabajan con una HMI.

Por las razones antes mencionadas, Weintek ahora lanza cMT X Series HMI: cMT3092X / cMT3152X / cMT3162X. La serie cMT X, que cuenta con el procesador más potente en comparación con los adoptados por productos similares, puede superar los desafíos computacionales más difíciles para cumplir con todas las expectativas de una HMI de alta velocidad.

La nueva serie cMT X se actualiza en todos los aspectos en comparación con sus predecesores, cMT3090 y cMT3151. Equipada con una CPU de cuatro núcleos A17, la serie cMT X tiene 4 veces más poder de cómputo e incluso 12 veces más potencia de procesamiento de gráficos gracias a su procesador 3D dedicado de alto rendimiento. Para los usuarios que adoptan la solución “controlador cMT HMI + CODESYS“, el potente procesador garantiza que la serie cMT X ofrezca una experiencia operativa rápida y fluida incluso con CODESYS en funcionamiento.

Los modelos de la serie cMT X cuentan con conectividad periférica integral, que incluye puertos Ethernet duales, RS232, RS485 2W / 4W y puertos de comunicación CAN Bus, puerto USB Host y altavoz mono incorporado. También proporciona lo que la serie cMT ya ofrece, como la innovadora arquitectura de software cMT, conectividad PLC potente y extensa, integrabilidad IIoT, servicio remoto EasyAccess 2.0 y soporte de transferencia. Además de las ricas funcionalidades, la apariencia de la serie cMT X se caracteriza por un diseño negro minimalista distintivo y un marco plateado que acentúa su aspecto pulido y una calidad superior. Además, cMT3162X adopta la solución táctil integrada oTP que ayuda a lograr un diseño más ligero y delgado, al tiempo que ofrece una experiencia visual de alta resolución sin precedentes.

Con el lanzamiento de la serie cMT X, también estarán disponibles las siguientes mejoras que ofrecen una experiencia de usuario novedosa:

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Las ventajas de hardware y software hacen que la serie cMT X se adapte fácilmente a diversas aplicaciones y un papel clave en la integración del sistema.

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Si recuerdan, en nuestro boletín anterior, hablamos acerca de cómo seleccionar entre un controlador lógico programable (PLC) y un controlador de automatización programable (PAC) para implementar un sistema de automatización y control. La conclusión a la que llegamos fue que los PLC son ideales para el control de máquinas simples y de alta velocidad y para proyectos únicos de automatización a gran escala con complejidades complejas lo mejor es un PAC. 

Ahora bien, con el surgimiento de las nuevas aplicaciones orientadas al Internet de las Cosas Industrial #IIOT hay una nueva generación de controladores que buscan simplificar el desarrollo e implementación, así como integrar en solo dispositivo la seguridad y la visualización de la aplicación: Los controladores EDGE.

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Los controladores EDGE son un desarrollo reciente en la automatización industrial. Esta nueva generación de controladores fue diseñada para aprovechar los últimos desarrollos en las comunicaciones de TI y desarrollos del Internet de las Cosas #IOT, al tiempo que mantiene la herencia de las Tecnologías de Operaciones (OT) que ha hecho que los PLC/PAC sean tan populares.

Los controladores EDGE proporcionan todos los beneficios de las soluciones OT como PLC y PAC porque son robustos, son aptos para temperaturas extremas y ofrecen una amplia gama de Entradas y Salidas (I/O) integradas. Además de que se pueden programar con diagramas de flujo o lenguajes de programación como Java, C++ o Python. Pueden fácilmente ser un reemplazo directo en una aplicación PLC / PAC existente o convertirse en la base de un nuevo proyecto.

Un controlador EDGE puede albergar una pantalla táctil integrada que puede actuar como una HMI local. También se puede usar para la configuración y el diagnóstico del sistema, liberando al personal de soporte de la necesidad de otros dispositivos. La red incorporada, los puertos USB y HDMI facilitan a los usuarios interactuar con el controlador EDGE.

Los controladores EDGE pueden ejecutarse localmente en modo independiente para cualquier aplicación de control. El valor agregado se logra cuando se conectan a sensores y dispositivos ubicados en la última capa, filtran y procesan datos de Internet de las cosas (IoT) y se comunican con sistemas empresariales ubicados en las instalaciones o en la nube. Un controlador EDGE con estas capacidades elimina la necesidad de interponer capas de hardware o software.

En Instrumentación y Control 22 estamos muy orgullosos de comunicarles que el controlador EDGE de nuestro socio comercial Opto 22, Groov EPIC ha sido galardonado por segundo año consecutivo como el mejor controlador EDGE para el Internet de las Cosas Industrial (IIOT) en los premios “Engineers’ Choice Awards” de la revista Control Engineering .

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Fuentes:

1. Control Engineering (2019). Evaluate controller options for industrial applications.
https://www.controleng.com/articles/evaluate-controller-options-for-industrial-applications/
2. Control Engineering (2020). 2020 Engineers’ Choice Awards
https://www.controleng.com/articles/2020-engineers-choice-awards/
3. Opto 22 (2020). World First EDGE Controller
https://www.opto22.com/products/groov-epic-system

En nuestro boletín anterior, comentamos que uno de los elementos del Internet de las cosas industrial (IIoT) y la Industria 4.0 es la tecnología operacional (OT) y parte importante de ella son los dispositivos hombre-máquina (HMI), es decir, “la interfaz de usuario en un sistema de control de fabricación o proceso, el cual proporciona una visualización basada en gráficos de un sistema de control y monitoreo industrial. Un dispositivo HMI normalmente reside en una PC Windows que se comunica con una computadora especializada en la planta, como un controlador de automatización programable (PAC), un controlador lógico programable (PLC) o un sistema de control distribuido (DCS)”¹.

Un dispositivo HMI “es la herramienta principal en la que se basan los operadores industriales y los supervisores de línea para la coordinación y el control de procesos de fabricación o industriales, generalmente en un entorno de planta”² .

La función principal de los HMI es mostrar información en tiempo real, proporcionar gráficos visuales y digeribles que aporten significado y contexto sobre el estado del motor, la válvula, niveles y demás equipos de procesos, suministran información operativa del proceso y permiten controlar y optimizar los objetivos de productos y del proceso en sí; de manera que si tuviéramos que mencionar palabras clave que definan a los dispositivos HMI serían: visualizar y operar.

En Instrumentación y Control 22 contamos con la distribución nacional de los equipos HMI de nuestro socio comercial Weintek. Fundada en 1996, Weintek es un fabricante de Interfaces Hombre-Máquina (HMI) líder en el mundo y está dedicado al desarrollo, diseño y fabricación de soluciones de HMI prácticas.

A continuación, te mostramos algunas características de la gama de equipos de la Familia CMT de Weintek:

Soporta Múltiples Plataformas

El cMT-SVR proporciona las capacidades más esenciales: el soporte del controlador de comunicación y el procesamiento de datos, lo que le permiten conectarse fácilmente a las máquinas y acceder a los datos. La interfaz visual entre cMT-SVR y cMT Viewer puede ejecutarse en diferentes dispositivos de plataforma, como iPads, tabletas Android, Panel PC (sistema operativo Windows) y el cMT-iV5.

Acceso Inalámbrico

Las tabletas inalámbricas como las iPad o las tabletas Android no solo ofrecen un gran rendimiento y visibilidad, sino que también permiten a los operadores controlar de forma remota el estado operativo de las máquinas en cualquier lugar de la planta.

Puerto de Enlace (Gateway) de Comunicación MODBUS OPC UA

Modbus es el protocolo de comunicación más utilizado en aplicaciones de automatización industrial y la mayoría de los sistemas SCADA son compatibles con este protocolo. Con Modbus, los sistemas SCADA pueden comunicarse fácilmente con dispositivos en serie en Internet.

Acceso Remoto

Con la tecnología de acceso remoto EasyAccess 2.0, los operadores pueden diagnosticar remotamente el estado operacional de las máquinas sin tener que presentarse en el sitio. Algunas de las ventajas de esta tecnología son:

1. Notificaciones Push. Recibe notificaciones en el teléfono celular donde quiera que te encuentres.
2. Acceso libre. Depura programas o actualiza dispositivos de forma remota sin ajustar las configuraciones de los Firewalls.
3. Monitoreo Remoto. Monitorea y controla las máquinas remotas usando VNC o la aplicación para dispositivos móviles cMT-Viewer (Disponible para PC / iOS / Android).

Para ver un video ilustrativo del funcionamiento de un equipo HMI de la familia c-MT de Weintek, entra a nuestra página de Facebook y síguenos ya que continuaremos publicando videos similares de los equipos de Weintek.

Fuentes:

1. PC Magazine (2019). Encyclopedia: Definition of HMI. https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/44300/hmi
2. Trey Hoper. Pannam Imaging (2017). What is Industrial HMI. https://www.pannam.com/blog/what-is-industrial-hmi/