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/)