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Your Global Automation Partner

IO-LinkSimple, sin contratiempos, e�ciente

®

AUMECON S.A.

187

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SUMARIO

INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 1872

187

Año 44

Mayo - Junio 2018

ISBN 0325-7231Registro Nacional de la Propiedad Intelectual Nº 1484469

Editada por

Av. de los Incas 3587, 5º “C”(1427) C.A.B.A. - ArgentinaTel: +54-11 4555-7847e-mail: [email protected]

www.edcontrol.com

Director:Víctor F. Marinescu

Redacción y Corrección:Brindusa Marinescu

Diseño Gráfico y Arte:Estudio Pionero de Walter Vega

Miembro de la Asociación Prensa Técnica y Especializada Argentina (APTA)

Noticias

4 Nueva librería de bloques de funciones en SIMATIC TIA Portal

5 Sistema de monitoreo de condiciones basado en PLC de Siemens

5 Sistema dual de capacitación en Argentina

6 Festo Argentina festejó sus 40 años en su stand durante FIMAQH 2018

8 Premio Hermes 2018 para iTHERM TrustSens de Endress+Hauser

9 Siemens en FIMAQH 2018

Novedades

Wireless

12 Wearables inteligentes para operadores de campo

Control

14 Ingeniería de proyecto y operaciones más intuitivas, flexibles, accesibles y seguras con nueva versión de DeltaV

Control

18 Nueva generación de controladores abiertos, flexibles y a prueba del futuro

temperatura

21 Avances en los procedimientos de calibración de temperatura

Actualidad

Wireless

26 IIoT está cambiando el rol del ingeniero de control

Gestión de aCtivos

30 Descubra el poder de los activos conectados

Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT 32 El monitoreo remoto wireless

resuelve desafíos en la automatización de petróleo y gas

36 La saga de TSN hacia el futuro de la automatización

40 Emerson y sus 10 años de innovación wireless

42 IO-Link a la hora de implementar Industrie 4.0 e IIoT

Indice AvisadoresAADECA RTAumecon S.A. Tapa, RCTEndress+Hauser Argentina S.A. 1Esco Argentina S.A. 17, CTExion S.R.L. 5Honeywell S.A.I.C. 7Schneider Electric Argentina S.A. 15Siemens S.A. 3Yokogawa Argentina S.A. 10/11

Aumecon S.A.Acassuso 4768 - B1605BFP - MunroBuenos Aires - ArgentinaTel: +54 11 4756-1251/[email protected]

Nuestra portada

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Noticias■■■■■■■■■■■■■■■■

INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 1874

La nueva Basic Process Library de Siemens simplifica la automatiza-ción con bloques preconfigurados para su plataforma TIA Portal y para WinCC.

Esta librería de bloques permite a los usuarios resolver rápida y eficien-temente una amplia gama de tareas de automatización, reduciendo signifi-cativamente los costos de ingeniería y de proyecto, así como los tiempos de ejecución.

Es una solución gratuita de auto-matización de alta performance para la gestión eficiente de operaciones, estabilidad de proceso y alta disponi-bilidad en plantas. Basic Process Library contribuye a la estandariza-ción del software de usuario y, por lo tanto, garantiza la seguridad de la inversión a largo plazo de las solucio-nes de automatización.

La librería ofrece todos los blo-ques necesarios para la automatiza-ción de plantas de procesos, tales como ‘Motor con una dirección de rotación’, ‘Motor con dos direcciones y dos velocidades’, ‘Válvula de con-trol’, ‘Señal analógica’, ‘Control de 3 pasos’ y ‘Cableado global para hasta 8 agregados’.

Basic Process Library contiene un total de 21 bloques de lenguaje de control estructurado (SCL por su sigla en inglés) para el nivel de PLC (S7- 1200/1500), así como también planti-llas e íconos asociados para visuali-zación con WinCC, V7.4 y WinCC RT Professional. Esto proporciona a los usuarios una mejor estabilidad de proceso y disponibilidad de planta sin necesidad de aumentar la ingeniería requerida.

Nueva librería de bloques de funcionesen Simatic tia Portal

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 1875

Sistema de monitoreo de condiciones basado en PLc de Siemens

El módulo de expansión del con-trolador SIMATIC S7-1200 está dise-ñado para aplicaciones de monitoreo de condiciones, lo que le permite al usuario implementar un sistema efi-ciente combinando hasta siete módu-los SM 1281, en cuyo caso cada módulo puede conectar hasta cuatro sensores de vibraciones y un sensor de velocidad.

Esta solución robusta facilita el monitoreo continuo de componentes mecánicos, tales como motores, gene-

ra dores, bombas y ventiladores, para proteger una máquina de manera efi-ciente ante daños mecánicos durante el funcionamiento, y detectar estos daños en una fase temprana, confor-mando así un sistema de vigilancia permanente de las máquinas.

Mediante un estudio de las vibra-ciones, este equipo puede predecir tempranamente problemas, tales como desequilibrio, alineación inade-cuada, daños en los rodamientos, fallas en la transmisión, fuerzas

magnéticas cambiantes, problemas hidráu licos y de otro tipo relacionados con la funcionalidad.

Este módulo también está dispo-nible en la versión SIPLUS, que viene de fábrica preparado para condicio-nes ambientales extremas.

Más información en www.siemens.com/siplus-cms o por email [email protected]

Al hablar de prácticas de profesio-nalización, es reconocida en todo el mundo la experiencia alemana que recurre a un sistema educativo en el cual participan empresas, organizacio-nes, sindicatos, cámaras industriales y de comercio, junto con autoridades educativas.

El sistema dual es el elemento más importante de la formación profe-sional de Alemania. A través de la combinación de la teoría con la prác-tica, los jóvenes obtienen una base sólida de capacidades y conocimien-tos acerca de la empresa en su totali-dad.

En Argentina, el sistema dual fue introducido por la Cámara de Indus-tria y Comercio Argentino-Alemana. Durante los dos años que dura la formación se combina la teoría y la práctica. El joven profesional realiza bloques teóricos en el Centro de Capacitación Profesional / Centro de Formación Industrial y bloques prácti-cos en la empresa capacitadora, la cual es responsable de la formación del asistente, pudiendo desempeñar en dicho ámbito una completa activi-dad laboral.

La empresa podrá beneficiarse ofreciendo una rotación dentro de la

misma de acuerdo a sus necesidades y brindando así la oportunidad al asis-tente de conocer los distintos secto-res que la componen y aprender sus actividades, o sea aspectos importan-tes a tener en cuenta en el futuro al finalizar la formación.

Para el joven es el comienzo de su carrera profesional. Al finalizar los dos años con un desempeño superior al promedio, tendrá la posibilidad de calificar para obtener una beca de estudios en Alemania, así como tam-bién el reconocimiento de materias en algunas universidades de Buenos Aires.

Sistema dual de capacitación en argentina

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 1876

El 16 de mayo último, en el marco de FIMAQH 2018 y celebrando los 40 años de la multinacional alemana Festo en Argentina, se realizó un evento especial en su stand donde se presentaron las últimas innovaciones tecnológicas para la industria.

“Somos líderes absolutos en el mercado argentino y contribuimos con nuestra tecnología a hacer más competitiva la industria nacional. Empresas líderes de todos los rubros nos eligen como proveedores de automatización industrial”, afirmó Alberto Belluschi, Gerente General de Festo Argentina en su discurso de bienvenida al evento, frente a una treintena de empresarios del sector.

“Es un momento muy especial ya que cuatro décadas en un país con altibajos como Argentina demuestra el compromiso de Alemania con nuestro país”, sostuvo Belluschi. “Festo a nivel global crece en torno a un 8 o 10% al año y en Argentina estamos alineados con esos núme-ros. También vemos que el país venía con un ciclo de años pares e impares de crecimiento y decrecimiento y hoy es la primera vez en mucho tiempo que se rompe ese ciclo”.

En demostración de los últimos desarrollos de su división Bionics y de las potencialidades que tiene para su aplicación en la automatización indus-trial, Festo exhibió un robot humanoi-de, que consiste en un sistema de aprendizaje mecatrónico que, en sí mismo, evidencia la capacidad tecno-lógica de la empresa. Además, con su forma de robot móvil, motiva el apren-

dizaje para lograr una industria más desarrollada y eficiente.

El desarrollo de Industrie 4.0 quie-bra los paradigmas en la automatiza-ción y en la industria en general. Para acompañar y potenciar ese proceso, la división Festo Didactic pone en práctica programas, módulos y conte-nidos didácticos adecuados de mane-ra modular, flexible y continua.

Festo argentina festejó sus 40 años en su stand durante FimaQH 2018

Ing. Elián Spotti (Gerente de Operaciones), Ing. Nelson Heisecke (Gerente Comercial), Ing. Alberto Belluschi (Gerente General) y Cdor. Marcelo Illescas (Gerente de Administración y Finanzas) celebraron los 40 años de Festo en Argentina durante FIMAQH 2018.

El robot Thespian fue una de las atracciones principales del evento para todo el público.

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Connected Plant

Honeywell S.A.I.C.

Consiga un óptimo desempeño de su proceso y negocios, a través de datos, personal y activos conectados.

Apóyese en más de 100 años de experiencia de Honeywell en tecnología de procesos y automatización industrial, junto con el poder de Internet de las Cosas Industriales - IIoT .

Carlos Pellegrini 179, Piso 9C1009ABC Ciudad de Buenos Aires, Argentina

+54-11 4324-5900www.honeywellprocess.com

Honeywell S.A.I.C.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 1878

El Premio Hermes, otorgado por Hannover Messe, es uno de los certá-menes más prestigiosos a nivel mun-dial que reconoce productos y proce-sos que se destacan por su innova-ción, eficiencia y beneficios de aplica-ción.

El termómetro compacto iTHERM TrustSens ha sido diseñado especial-mente para aplicaciones higiénicas y asépticas en las industrias de alimen-tos y bebidas y de biotecnología. Gracias a su capacidad de autocali-bración automatizada y totalmente trazable durante la producción, el sensor elimina el riesgo de dejar sin detectar no conformidades, lo que se traduce en una máxima seguridad de producto y eficiencia de proceso. Además, la Heartbeat Technology integrada ofrece diagnósticos y verifi-cación de dispositivos en todo momento sin necesidad de interrup-ción del proceso.

La base de iTHERM TrustSens es un sensor de referencia integrado, que utiliza el principio físico del punto Curie, donde las propiedades magné-ticas de un material cambian abrupta-mente en un punto de temperatura específico. Este punto está determi-nado para el sensor de referencia. Tan pronto la temperatura cae por debajo de este valor, como por ejem-plo en un proceso de esterilización por vapor, se ajustan ambos senso-res. Puesto que el punto Curie per-manece constante, el sensor de refe-rencia como patrón ofrece un valor de comparación estable.

De esta forma, la sonda se auto-calibra cada vez que se limpia y este-riliza el sistema, como es habitual en procesos de las industrias alimenticia y de biotecnología.

El valor agregado para los usua-rios es enorme. Los grandes sistemas pueden llegar a contener cientos de sensores de temperatura que deben ser calibrados varias veces por año. Hasta ahora, esto implicaba detener el proceso y remover los instrumen-tos. Ahora, con iTHERM TrustSens, esto ya es pasado.

Premio Hermes 2018 para itHERm trustSensde Endress+Hauser

iTHERM TrustSens de Endress+Hauser ha sido diseñado especialmente para las industrias de alimentos y bebidas y de biotecnología.

iTherm TrustSens es el primer termómetro de autocalibración a nivel mundial.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 1879

Siemens Argentina dijo presente en FIMAQH 2018 (Feria Internacional de Máquinas Herramienta), que se realizó del 15 al 19 de mayo en las instalaciones del Parque del Bicente-nario, sito en Villa Martelli, Prov. de Buenos Aires. La feria contó con la visita de más de 40.000 personas y ocupó una superficie de exposición de aproximadamente 26.000 m2.

FIMAQH expuso las últimas nove-dades en tecnologías aplicadas a automatización, control de movimien-to, control numérico, software CAD/CAM/CAE y robótica. También inclu-yó modernos conceptos de calidad, técnicas de sensores, diagnóstico y equipos periféricos y sus servicios.

En esta oportunidad, bajo el lema ‘Industrie 4.0: Digitalización en la Industria de las Máquinas Herramien-ta, el camino hacia la Empresa Digi-tal’, Siemens presentó en su stand de más de 100 m2 la última tecnología en equipamiento de control numérico, control de movimiento y automatiza-ción industrial que está destinada a facilitar y permitir a sus clientes ser más eficientes, aumentar la producti-vidad y lograr mayores niveles de confiabilidad y seguridad.

Los sistemas de automatización expuestos contaron con equipos SINUMERIK y SIMOTION que permi-tieron a los visitantes conocer sus prestaciones, características y posi-bles usos. Cabe destacar que en el stand se expusieron equipos que mostraron la integración de un robot de 6 ejes de la firma Maier, con una aáquina herramienta de la empresa Camporesi (ambos equipos fabrica-dos en Argentina) y otra demo de características similares con equipa-miento de la firma KUKA (traída espe-cialmente desde Alemania), en la cual se expusieron las distintas posibilida-des de conectividad entre los robots y sistemas de automatización de Sie-mens.

Para mostrar las novedades en digitalización, se interconectaron las máquinas y demos del stand como así también una máquina de corte laser (desarrollada íntegramente en Argentina) desde el stand de Patago-

nia, uno de los clientes CNC de Sie-mens. El software de integración (SINUMERIK Integrated) permitió visualizar la recopilación de datos para su análisis, diagnóstico remoto, visualización de distintos estados de máquina, etc.

El stand contó con 8 estaciones de trabajo, donde se presentaron innovaciones en control de movimien-to (Smart Access y nuevos paneles),

automatización (plataforma TIA Por-tal y el software de manejo de ener-gía), protección y maniobra de moto-res, un nuevo portfolio de motores estándar y servomotores, etc.

También se presentó una demo que permitió a los visitantes conocer en forma amigable qué es la digitali-zación y cuáles son los pasos a seguir para migrar hacia la empresa digital.

Siemens en FimaQH 2018

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Productos Inalámbricos de Campo

Principales características de la infraestructura Wireless de Campo de Yokogawa a nivel de Planta:

Operación de Planta

(Monitoreo/Control) Mantenimiento de Instalaciones

(Monitoreo) Supervisión de Materiales

(Monitoreo)

Wireless de Campo en toda la Planta

www.yokogawa.com

En Argentina:Paraná 2580 - Olivos (Buenos Aires)Tel. (011) 5199-0299

Infraestructura de red inalámbrica (wireless) de campo confiable y escalable con una gran variedad de sensores ofrece soluciones perfectas

que van desde operación a mantenimiento, monitoreo y control.

• Alcance típico de comunicación de 500 metros con línea de visión directa

• Acepta hasta 500 sensores• Alcance extendido de comunicación de más de 3 km con repetidores

• Transmisores y adaptadores alimentados por batería• Vida de batería de hasta 10 años• Posibilidad de redundancia de caminos y red mallada (mesh), mejorando la confiabilidad de la comunicación

PRM/HSCENTUM

Red Backbone

WLAN

Unidad decontrol decampo

Estación de Gestión Wireless de CampoYFGW410 (se muestra opción redundante)

Punto de AccesoWireless de CampoYFGW510

Punto de AccesoWireless de CampoYFGW510Comunicación

Fibra Optica(hasta 2 km)

Transmisor deTemperaturaMulti-Entrada

YTMX580

Transmisor deTemperatura

YTA510SENCOMpH/ORP

AdaptadorModbus

FN310-M

AdaptadorMulti-Función

FN510

Transmisorde Nivel

(4-20 mA)

Transmisorde PresiónEJX Series

Convertidor de mediosYFGW610

EnrutamientoEnrutamiento

Punto de AccesoWireless de Campo

YFGW510Punto de AccesoWireless de Campo

YFGW510

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Productos Inalámbricos de Campo

Principales características de la infraestructura Wireless de Campo de Yokogawa a nivel de Planta:

Operación de Planta

(Monitoreo/Control) Mantenimiento de Instalaciones

(Monitoreo) Supervisión de Materiales

(Monitoreo)

Wireless de Campo en toda la Planta

www.yokogawa.com

En Argentina:Paraná 2580 - Olivos (Buenos Aires)Tel. (011) 5199-0299

Infraestructura de red inalámbrica (wireless) de campo confiable y escalable con una gran variedad de sensores ofrece soluciones perfectas

que van desde operación a mantenimiento, monitoreo y control.

• Alcance típico de comunicación de 500 metros con línea de visión directa

• Acepta hasta 500 sensores• Alcance extendido de comunicación de más de 3 km con repetidores

• Transmisores y adaptadores alimentados por batería• Vida de batería de hasta 10 años• Posibilidad de redundancia de caminos y red mallada (mesh), mejorando la confiabilidad de la comunicación

PRM/HSCENTUM

Red Backbone

WLAN

Unidad decontrol decampo

Estación de Gestión Wireless de CampoYFGW410 (se muestra opción redundante)

Punto de AccesoWireless de CampoYFGW510

Punto de AccesoWireless de CampoYFGW510Comunicación

Fibra Optica(hasta 2 km)

Transmisor deTemperaturaMulti-Entrada

YTMX580

Transmisor deTemperatura

YTA510SENCOMpH/ORP

AdaptadorModbus

FN310-M

AdaptadorMulti-Función

FN510

Transmisorde Nivel

(4-20 mA)

Transmisorde PresiónEJX Series

Convertidor de mediosYFGW610

EnrutamientoEnrutamiento

Punto de AccesoWireless de Campo

YFGW510Punto de AccesoWireless de Campo

YFGW510

http://www.field-wireless.com/

Dispositivos de infraestructura wireless de campo

Estación de Gestión Wireless de Campo / YFGW410

Punto de Acceso Wireless de Campo / YFGW510

Convertidor de Medios Wireless de Campo / YFGW610

Adaptadores wireless de campo

Módulo de Comunicación Wireless de Campo / FN110

Módulo Multi-Protocolo Wireless de Campo / FN310

Módulo Multi-Función Wireless de Campo / FN510

Transmisores wireless de campo

Transmisores Wireless de Presión Diferencial/Presión / Serie EJX B

Transmisor Wireless de Temperatura / YTA510

Transmisor de Temperatura Multi-Entrada / YTMX580

[email protected]

www.yokogawa.com

Este producto maneja la red wireless y seguridad en base a ISA100 Wireless y trabaja como gateway en aplicaciones host. Un par de YFGW410 forma un gateway redundante. Combinando este producto con YFGW510 se consigue la infraestructura de comunicación wireless de campo.

Número máximo de dispositivos de campo wireless a ser conectados depende del periodo de actualización:• Actualización de 1 segundo: 200 dispositivos• Actualización de 5 segundos: 500 dispositivos• Número máx. de YFGW510: 20• Alimentación: 24 VCC (Máx. 10 W)

• Número máximo de dispositivos wireless de campo a ser conectados: 100 dispositivos

• Interface de red: Ethernet• Mecanismo de redundancia: Duocast• Alimentación: 24 VCC (Máx. 3,5 W)

• Stack ISA100 Wireless incluido• Cumple con las principales regulaciones

internacionales y locales• Tensión de fuente de alimentación: 2,9 – 4,8 V• Corriente de consumo: Máx. 60 mA

• Alimentado por 2 baterías D-Size• Periodo de actualización: 5 u 8 a 3.600

segundos• Vida de batería: 4 años con tiempo de

actualización de 10 minutos

• Alimentado por 2 baterías D-Size• Periodo de actualización: 1 a 3.600 segundos• 2 DI, 1 DO, 1 entrada de pulsos, 1 AI• Vida de batería: 10 años con tiempo de

actualización de 10 segundos

• Alimentado por 2 baterías D-Size• Periodo de actualización: 0,5 a 3.600

segundos• Vida de batería: 6 años con tiempo de

actualización de 10 segundos

• Alimentado por 2 baterías D-Size• Periodo de actualización: 1 a 3.600 segundos• Vida de batería: 10 años con tiempo de

actualización de 10 segundos

• Alimentado por 2 baterías D-Size• Periodo de actualización: 1 a 3.600 segundos• Vida de batería: 6 años con tiempo de

actualización de 60 segundos

• Distancia máxima de transmisión: 2 km• Convierte entre cable de par retorcido

(100BASE-TX) y fibra óptica (100BASE-FX)• Alimentación: 24 VCC (Máx. 10 W)

Provee la función de router de backbone especificada en ISA100 Wireless y funciona como punto de acceso para dispositivos wireless de campo. Un par de YFGW510 ofrece redundancia de ruta sin degradar la latencia de red.

Este producto extiende la distancia de transmisión entre YFGW410 y YFGW510 usando fibra óptica. Se requiere un YFGW510 con interface de fibra.

Este módulo y FN110 convierten un dispositivo cableado en un dispositivo wireless. Las baterías incorporadas alimentan un FN110. El dispositivo cableado conectado puede ser alimentado por este módulo o una fuente externa. Este módulo soporta HART y Modbus. Un cable de extensión permite la instalación flexible de FN110.

Este módulo y FN110 convierten una variedad de E/Ss en un dispositivo wireless. Las baterías están incluidas y alimentan un FN110. Algunas E/Ss pueden requerir alimentación externa. Un cable de extensión permite la instalación flexible de FN110.

Este producto puede medir presión absoluta o presión manométrica de líquido, gas, flujo de vapor, como así también caudal y nivel de líquido. Su exactitud es la misma que la de transmisores cableados. El diseño de bajo consumo de energía asegura una vida larga de batería. Un cable coaxial de extensión permite la instalación flexible de la antena.

Este producto acepta mediciones de termocuplas (8 tipos) o señales de termorresistencias (3 tipos). El modelo de dos entradas puede medir y procesar cada entrada en forma independiente. Un cable coaxial de extensión permite la instalación flexible de la antena.

Acepta hasta 8 puntos de medición de termocuplas (8 tipos) o señales de termorresistencias (3 tipos). También acepta tensión CC, resistencia y entrada de señal 4 a 20 mA CC.

ISA100 Wireless es un estándar wireless industrial (IEC 62734) internacional que responde a las necesidades de las industrias de proceso.Batería D-Size de Cloruro de Litio Thionyl. El paquete de baterías es reemplazable en área peligrosa.

Incluye todas las funciones requeridas por ISA100 Wireless. Este módulo, acoplado con FN310/FN510, corre como dispositivo wireless de campo. Al cumplir con las principales regulaciones de radio, FN110 permite a quienes elaboran sensores desarrollar rápidamente un dispositivo wireless de campo.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18712

Novedades Información

Wearables inteligentes para operadores de campo

En su búsqueda permanente de lograr que el personal de una planta sea el mejor posible, Honeywell presentó una tecnología wearable de manos libres que brinda a los operadores un fácil acceso a datos en vivo, documen­tos, procedimientos de trabajo y video, así como también conexiones con expertos remotos mientras se encuen­tran fuera de la planta o en el campo.

Como parte de la suite Connected Plant de Honeywell, Skills Insight Intelligent Wearables responden a comandos de voz, lo que permite a los operadores obtener el conocimiento que necesitan para poder completar sus tareas.

"Esta nueva tecnología ofrece la información que requieren los opera­dores cuando la necesiten, donde sea que estén", comentó Youssef Mestari, director de programa de Honeywell Connected Plant. "Eso significa que los operadores podrán llevar consigo décadas de experticia pertinente a la que pueden acceder en cualquier momento mediante una simple activa­ción por voz".

Honeywell demostró la nueva tec­nología en la reciente OTC (Offshore Technology Conference) en Houston, EE.UU. Utiliza instrucciones de traba­jo guiado, por ejemplo para llevar a los operadores de campo a través de sus tareas. "Las tareas repetitivas pueden ser mejoradas y digitalizadas y luego colocadas en procedimientos paso a paso. Ir a la bomba número 3, che­quear caudal, chequear nivel, che­quear, chequear, chequear, ahora pase al activo número 2," explicó Mestari. "No es necesario recordar nada, ya

que todo está guiado. Se hace la tarea más rápido, sin salir del guión. Y se la hace respetando el estándar. De esta forma se consigue que todo opere de la mejor manera posible.”

Las instrucciones de trabajo guiado sirven para reducir la variabilidad que es parte de la naturaleza humana pero que también puede llevar a errores. "Nuestro objetivo es reducir esa varia­bilidad", dijo Mestari. "De esta forma, el operador puede alcanzar en todo momento una máxima performance y de acuerdo a los mejores estándares."

Esas mismas instrucciones paso a paso son las que utiliza Honeywell en su Immersive Competency, otra tecno­logía wearable presentada por Honey­well en ARC Industry Forum a comien­zos de este año. Destinada a capacita­ción, combina tecnologías de realidad mixta con análisis de datos para con­formar una herramienta de simulación basada en la nube.

La información aportada por los wearables inteligentes también puede brindar indicaciones de que quizás

llegó el momento de revisar la capaci­tación ofrecida por Immersive Compe­tency.

Veamos, por ejemplo, un operador que ha realizado una tarea particular durante seis meses. Los wearables inteligentes podrían ver una tendencia en la que cada vez toma más tiempo realizar el paso 10 de un procedimiento determinado.

Según Mestari, “esto desencadena un evento de aprendizaje, por lo que el operador tendría que volver a Immer­sive Competency para ser recertifica­do. Además, permite monitorear el desempeño exacto en cada tarea.”

Juntos, los wearables inteligentes e Immersive Competency conforman un lazo de realimentación que es la base de la automatización. "Ya no es necesa­rio capacitar a todos en todo,” destacó Mestari.

La certificación periódica, que es común hoy en día, requiere que todos dejen de trabajar cada dos o tres años y vuelvan a capacitarse. Las tecnologías de Skills Insight apuntan a un enfoque

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18713

Información Novedades

más productivo. "La certificación sólo se aplica a quienes no cumplan con los estándares", explicó Mestari. "Alguien podría estar certificado durante 10 años seguidos sin necesidad de recerti­ficación. Esto significa más tiempo en el campo".

En caso de tareas no repetitivas, los operadores podrán utilizar los weara­bles inteligentes para tener acceso a dibujos técnicos, documentos, datos de control, videos, etc. Incluso podrán acceder a expertos remotos en tiempo real, que pueden ver lo que el operador ve y guiarlo en consecuencia.

La nueva tecnología de wearables inteligentes utiliza básicamente la computadora portátil de manos libres RealWear HMT­1Z1, que está certifi­cada para uso en ubicaciones peligro­sas Zona 1, Clase 1/Div. 1.

El hardware se combina con la pla­taforma Movilizer de Honeywell, una solución para flujos de trabajo basada en la nube.

Como características destacadas del sistema se pueden mencionar: Automatización de las tareas del

operador ­ Instrucciones y procedi­mientos de trabajo guiado más visualización de documentos para facilitar el trabajo en el campo.

Visualización de datos en vivo ­ Datos de IIoT en tiempo real a dis­posición del operador de campo.

Captura y reproducción de video ­ Aprendizaje a pedido y en el sitio mediante reproducción de video, capturado por operadores expertos que trabajan en tareas similares, con búsqueda mediante voz.

Llamada a expertos ­ Acceso ins­tantáneo a los expertos remotos mediante video chat, quienes pue­den ver lo que ve el operador de campo y proveer asesoramiento, compartir documentos o anotar el video.

Geo-localización, navegación y visualización de activos ­ Ubica un operador de campo en la planta y ofrece navegación y visualización según lo que requiera una tarea.

Evacuación rápida de emergencia ­ Ubica a los operadores en la plan­ta y los guía a un punto de concen­tración utilizando geo­localización.

Asistencia de ‘hombre caído’ ­ Detecta a un hombre caído, identi­fica la ubicación y notifica al equi­po de emergencia para su asisten­cia.La tecnología responde a dos ten­

dencias principales en lo que hace a la mano de obra industrial: una gran can­tidad de Baby Boomers que se jubilan y nuevos Millennials que están más orientados hacia multimedia y multita­rea, y que esperan obtener información donde lo quieran y cuando lo deseen. Las dos generaciones también tienen enfoques distintos en cuanto al consu­mo de conocimiento. "Se supone que esta nueva tecnología pueda cerrar esa brecha", concluyó Mestari.

Nuevo wearable inteligente 8680i8680i Wearable Mini­Mobile de Ho ­ney well es un dispositivo compacto sin cables, de alta performance y manos libres que mejora la eficiencia y la productividad en tareas de escaneo intensivo. El nuevo dispositivo wearable mejora los tiempos de escaneo en aproxi­madamente cinco segundos por cada transacción típica.

"Para respon­der a la creciente presión de hoy en día de un procesamiento rápi­do y exacto de órdenes, los centros de distribución nece­sitan optimizar los flujos de trabajo de gran volumen y ofrecer a sus operadores solu­ciones ergonómicas de captu­ra de datos", explicó Stan Zywicki, gerente de Productivity Products de Ho ney well. "8680i es un dispositivo mini­móvil siempre conec­tado que permite una operación de manos libres en áreas donde los ope­radores deben ser capaces de comple­tar tareas sin tener que sostener un dispositivo aparte".

El dispositivo de poco peso habili­tado por Wi­Fi es llevado en una mano y está provisto de una interface con dos botones y una pantalla clara de

información, por ejemplo estado de batería y resultados del escaneo. Gracias a la conectividad API y Wi­Fi, se consiguen instrucciones de flujo de trabajo personalizables en la pantalla orientada al usuario, lo que permite simplificar los flujos de trabajo con un dispositivo único y ergonómico que elimina la necesidad de una combina­ción de escáner y computadora móvil por separado.

En depósitos y centros de distribu­ción, 8680i aumenta la velocidad y la exactitud al simplificar los flujos de trabajo de gran volumen, tales como preparación de pedidos, clasificación, almacenamiento y empaque.

"La ergonomía y la comodidad son sumamente importantes en los centros de distribución", comentó Zywicki. "Para tener operadores seguros y sanos, este escáner es un 17% más liviano que las soluciones wearables de la competencia.”

Diseñado para entornos de trabajo difíciles, 8680i puede soportar 2.000 caídas de medio metro. Los usuarios pueden elegir entre dos factores de forma wearables: anillo de dos dedos o guante anticorte.

También hay disponible una ver­sión sólo Bluetooth a utilizar como escáner ergonómico simple, que se puede combinar con otro dispositivo para soportar flujos de trabajo más complejos.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18714

Novedades Control

Ingeniería de proyecto y operaciones más intuitivas, flexibles, accesibles y seguras con nueva versión de DeltaV

DeltaV Versión 14 es un sistema de control con certificado de ciberse­guridad que introduce importantes novedades

en la arquitectura de DeltaV e incorpo­ra iniciativas de transformación digital de los usuarios.

Esta actualización importante del sistema de automatización DeltaV incluye mejoras para eliminar costos y reducir la complejidad en proyectos de capital, un aumento de la productivi­dad durante operaciones gracias a un acceso ampliado a datos de producción y equipos, una mejor usabilidad y una mayor seguridad.

“Más que nunca, un entorno de datos de planta integrado es clave

para lograr la transformación digital. Con DeltaV, Emerson reduce la inge-niería necesaria para conectar siste-mas de planta, operaciones e informa-ción de manera segura,” explicó Jamie Froedge, presidente de Process Sys­tems and Solutions, Emerson Auto­mation Solutions. “Nuestros clientes dispondrán así de más capacidades en sus sistemas de control distribuido y seguridad que les permitirán ejecutar con éxito proyectos de capital y optimi-zar operaciones.”

Flexibilidad de los proyectos de capitalGracias a Distributed CHARMs, el Marshalling Electrónico de DeltaV, que ha alcanzado más de un millón de

implementaciones en más de 1.100 sitios en tan sólo cinco años, se acercan aún más al campo. Ahora es posible instalar pequeños gabinetes con hasta 12 CHARMs más cerca de los disposi­tivos de campo, reduciendo costos de cableado e instalación hasta 60% y brindando, además, una mayor flexibi­lidad de ingeniería.

Smart Commissioning, lanzado en 2016, saca fuera del camino crítico de un proyecto una de las operaciones con más ingeniería.

Tradicionalmente, el comisiona­miento ha sido una tarea manual que requiere más de dos horas por disposi­tivo en miles de dispositivos. Smart Commissioning baja el tiempo de comisionamiento a sólo 25 minutos.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18716

Novedades Control

Ahora, Emerson amplía estas capa­cidades y disminuye el tiempo de comisionamiento de dispositivos a tan sólo 10 minutos, una reducción de casi 93% de un costoso tiempo de comisio­namiento, lo que significa un ahorro de varios cientos de miles de dólares en

costos de ingeniería y de servicios en el sitio.

Movilidad y experiencia del usuarioDeltaV Live Operator Interface es una interface fácil de entender y modificar,

que incorpora una enorme experiencia en operaciones. La HMI está predise­ñada con las mejores prácticas de la industria para la experiencia del usua­rio, incluyendo ISA 101.01, y está basada en investigaciones del Center for Operator Performance, un consor­cio de proveedores y académicos dedi­cado a la ingeniería de factores huma­nos.

La moderna interface HTML5 ofrece gráficos escalables y brinda a los operadores la flexibilidad de ajustar sus displays con base en los datos de proceso más importantes en cada oca­sión. La nueva interface de operador mejora el conocimiento situacional global y la velocidad de toma de deci­siones.

Emerson contribuye con la movili­dad que requieren las empresas hoy en día gracias a DeltaV Live, que aporta una base para gráficos transferible a través de desktops, laptops y dispositi­vos móviles sin necesidad de ingenie­ría adicional o programación persona­lizada.

Una planta conectada y seguraDeltaV ofrece a sus usuarios un nuevo nivel de confianza y protección en relación a las amenazas de ciberseguri­dad, ya que es uno de los pocos siste­mas con certificación de ciberseguri­dad en todos los niveles. DeltaV Versión 14 cuenta con certificación ISASecure SSA Nivel 1, por lo que los desarrolladores de Emerson se ven capacitados para escribir un código seguro mientras el sistema como un todo se encuentra robustecido contra ciberamenazas.

Emerson consigue conectar los sis­temas OT de una planta con sistemas IT al incorporar acceso a OPC UA en los productos de hardware y software DeltaV. Gracias a OPC UA, el princi­pal protocolo de IIoT, las aplicaciones y los servidores pueden compartir datos de manera segura con aplicacio­nes analíticas de nube, soluciones de monitoreo remoto y tecnologías de terceros.

Las dos primeras incorporaciones pertenecientes a esta nueva versión de DeltaV fueron DeltaV PK Controller

Estrella

Controlador

Anillo

Distributed CHARMs con CHARM I/O Gateway y CHARM I/O Blocks. Topología estrella (arriba) y topología anillo tolerante a fallas (abajo).

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18717

Control Novedades

y DeltaV Mobile. Gracias a DeltaV PK Controller, las plantas podrán controlar pati­nes y aplicaciones típicamente gestionadas por PLCs utilizan­do un controlador DeltaV autó­nomo o conectarse en una arquitectura de automatización DCS completa o la nube vía OPC UA embebida.

En relación a la plataforma DeltaV Mobile, que se conecta nativamente dentro de DeltaV de manera segura y sin inge­niería adicional, permite a gerentes, ingenieros, operado­res y expertos monitorear ope­raciones, así como también disponer de datos críticos y alarmas cuándo y dónde se los necesite.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18718

Novedades Control

Nueva generación de controladores abiertos, flexibles y a prueba del futuro

Hoy en día, hay más dis-positivos conectados en red que personas, y la tendencia se acentúa. La tradicional pirámide

de automatización está siendo reem-plazada por estructuras en red y tecno-logías en la nube. Los requerimientos de seguridad, apertura e interoperabili-dad de estos sistemas se están amplian-do.

"Los ciclos de innovación se están acortando y se necesitan herramientas y procesos de desarrollo para cumplir con el tiempo cada vez más corto que se exige para llegar al mercado", explicó Roland Bent, CTO de Phoenix Contact en Alemania. Pero, ¿Qué sig-nifica esto para fabricantes y usuarios? ¿Qué oportunidades podrán surgir de tales desarrollos tecnológicos?

Además de los lenguajes clásicos de IEC 61131-3, o sea diagrama de bloques de función (FBD), diagrama tipo escalera (LD), diagrama funcional de secuencias (SFC) y texto estructura-do (ST), los PLCs serán programados cada vez más en lenguajes de alto nivel, tales como C ++ y C #.

Las aplicaciones de tecnología de control utilizan programación basada en modelos, por ejemplo Matlab Simulink. Los ingenieros de automati-zación no sólo deben incorporar estos lenguajes, que a menudo son nuevos para ellos, sino que, debido al avance de Industrie 4.0 e IoT, también deben responder a requerimientos adicionales

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18719

Control Novedades

en cuanto a conectividad. Estos desa-rrollos incluyen el tema de la seguridad de los datos, que cada vez es más importante.

Dentro de este contexto, Phoenix Contact introdujo el término ‘PLCnext Technology’, que intenta responder a las cuestiones tecnológicas que plan-tean las aplicaciones actuales y futuras en cuanto al mayor nivel posible de apertura.

"Hasta hace poco, la programa-ción del controlador, asumiendo que es determinística en principio, sólo era posible usando lenguajes definidos de programación de PLC", comentó Bent. "Es aquí donde PLCnext Technology simplifica la ingeniería, ya que repre-senta una plataforma abierta en la que múltiples desarrolladores, de distintas generaciones y disciplinas de progra-mación, pueden trabajar en paralelo en un programa de control".

La base de PLCnext Technology es una capa inteligente entre el programa de aplicación y el sistema operativo, que pueden usar todos los componen-tes del sistema para intercambiar datos sincrónicamente y en tiempo real, y que también ofrece un fácil acceso a

los servicios del sistema, tales como zócalos Ethernet.

Gracias a sus interfaces abiertas, el usuario puede usar la capa intermedia para integrar e instalar sus propios pro-gramas (Apps) y para comunicarse con los demás componentes del sistema y el sistema operativo. Esto se consigue sin importar si los programas fueron creados de manera convencional en IEC 61131-3, en lenguajes de alto nivel, por ejemplo C# o C/C ++, o por medio de Matlab Simulink. El desarro-llador define la herramienta de soft-ware más adecuada para la correspon-diente aplicación o incluso puede com-binar varias herramientas.

Mientras un programador en IEC 61131-3 puede usar el nuevo software PC Worx Engineer, o generar y cargar modelos directamente en Matlab Simulink, un programador en lengua-jes de alto nivel puede elegir entre Visual Studio y Eclipse, lo que signifi-ca que cada usuario desarrolla con su herramienta preferida, eliminando cos-tos de capacitación en otras herramien-tas de programación.

Un año después de la introducción de PLCnext Technology en el merca-

do, Phoenix Contact desarrolló el pri-mer controlador industrial basado en esa tecnología: PLCnext Control (AXC F 2152). La familia de productos PLCnext Control comienza con una arquitectura de hardware de doble núcleo con una memoria de 512 MB y una velocidad de reloj de sistema de 800 MHz.

En comparación con la tecnología de un PLC convencional, esto parece impresionante, pero no es la innova-ción principal. PLCnext Control incor-pora una arquitectura Linux con un núcleo expandido que incluye capaci-dad en tiempo real, integrando así el mercado de controladores descentrali-zados y modulares de pequeña escala.

Los sistemas operativos Linux ofrecen ventajas, tales como integridad de sistema, estabilidad y comunicación segura, además de apertura y flexibili-dad óptimas. Linux también se destaca por una mejor portabilidad para varias plataformas de hardware y acepta esca-lado o una futura arquitectura de pro-cesador.

El ESM (Execution Synchronisation Manager) para manejo de tareas en PLCnext Technology permite combi-nar programas provenientes de una amplia gama de entornos de desarrollo entre sí o dentro de tareas, aunque se comporten como un código IEC 61131 homogéneo. Esto hace que, automáti-camente, los lenguajes de alto nivel también sean determinísticos.

El manejo de tareas soporta una mezcla de lenguajes IEC 61131, de alto nivel y basados en modelos.

El segundo aspecto tecnológico es la consistencia de los datos relaciona-dos con la imagen del proceso. En PLCnext, esto es manejado por Global Data Space (GDS). Al usar mecanis-mos sofisticados con estructuras de puertos internos y buffer de datos, el GDS asegura que los elementos indivi-duales de un programa reciban una imagen de datos precisa y consistente, lo cual es crucial a la hora de ejecutar el respectivo programa.

Se dispone de un servidor OPC UA, como así también de administra-dores de sistema, usuario y fieldbus, recolectores de diagnóstico, controla-dores de trazas, HMI PC Worx Engineer

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18720

Novedades Control

y acceso automático a PROFICLOUD. Además, cabe señalar que PLCnext Technology trabaja con servicios pro-bados de PROFICLOUD y soporta integración de soluciones de nube pro-pietarias, lo que representa un avance hacia diagnósticos preventivos e IoT.

También soporta sistemas conven-cionales de fieldbus, tales como PRO-

FI BUS, CAN, Mod bus/RTU e INTERBUS, así como estándares Ether net en tiempo real, tales como PROFINET y Mod bus/TCP. En este sentido, PLCnext Technology está diseñada para una poste-rior integración de proto-colos adicionales, de modo que los usuarios puedan responder de manera flexible a futuros desarrollos.

La digitalización en automatización no es un tema nuevo. La tecnolo-gía de control y comuni-cación industrial ha sido digital durante los últi-mos 30 años. La nueva dinámica asociada con este término tiene que ver con las amplias redes

inteligentes que conectan todas las cosas, o sea productos, máquinas, pro-cesos y personas, combinadas con una potencia informática casi ilimitada. PLCnext Technology ofrece la base para implementar soluciones de auto-matización capaces de cumplir con todos los desafíos del mundo digitali-zado.

Cloud IoT Gateway para conectar dispositivos con PROFICLOUDPROFICLOUD de Phoenix Contact es un sistema IoT abierto que permite solucionar todas las aplicaciones, incluyendo adquisición de datos en base a la nube, análisis o un concepto de automatización completo.

Usando Cloud IoT Gateway, pre-sentado recientemente en la Feria de Hannover, queda establecida la cone-xión a PROFICLOUD sin necesidad de interferir con la tecnología de automati-zación. La interacción adaptada en el hardware de gateway y la plataforma de nube facilitan la recolección de datos de sensores y procesos y su transferen-cia encriptada a aplicaciones de nube para su posterior procesamiento.

Incluso los sistemas existentes pue-den enviar sus datos de estado a PROFICLOUD por medio de IoT Gateway a fin de implementar aplica-ciones como Big Data, reconocimiento de patrones y monitoreo de condicio-nes, lo cual aumenta la eficiencia de la producción a largo plazo.

La configuración de parámetros en Cloud IoT Gateway se puede realizar fácilmente usando gestión basada en la web y no requiere un software de inge-niería adicional.

Modem EncriptaciónTSL segura Internet

Internet

Dashboard

Temperatura Analógico Digital

PLCnext y PROFICLOUD: Computación en nube para automatización.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18721

Temperatura Novedades

Avances en los procedimientosde calibraciónde temperatura

Recientes desarrollos eliminan calibraciones innecesarias y aceleran el tiempo que toma realizar calibraciones en el campo.

Los procesos críticos en la industria farmacéutica y de biotecnología suelen exigir una calibración frecuente de la instrumentación de temperatura.

Normalmente, la tarea de calibra­ción requiere parar un proceso más o

menos cada seis meses para remover y reemplazar un instrumento. A conti­nuación se debe llevar el instrumento a un laboratorio donde se lo puede pro­bar para ser calibrado dentro de las especificaciones.

Recientes desarrollos en la tecnolo­gía de sensores de temperatura permi­ten ahora que un sensor pueda determi­nar por sí mismo si realmente necesita calibración, eliminando así calibracio­nes innecesarias en el laboratorio.

En las industrias biotecnológicas, llegar a un sensor de temperatura puede ser un problema a causa del gran número de dispositivos circundantes y a la necesidad de mantener la limpieza.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18722

Novedades Temperatura

Cuando un sensor necesita calibración, hay otros nuevos desarrollos que recor­tan a la mitad el tiempo necesario para calibración.

Este artículo se refiere a la necesi­dad de calibraciones frecuentes en bio­tecnología y de qué manera la tecnolo­gía de sensores facilita y abarata las calibraciones.

Calibrar es imprescindibleEn fecha reciente, QRM (Quality Risk Management) ha pasado a ser un requerimiento obligatorio de las regla­mentaciones que rigen la fabricación de medicamentos.

La FDA (Food and Drug Adminis­tration) de Estados Unidos y la EMA (European Medicines Agency) publi­can recomendaciones y regulaciones que han de cumplir usuarios y provee­dores del sector.

Por su parte, ISO9001:2008­7.6, Good Manufacturing Practice (GMP) y las regulaciones y estándares de WHO (World Health Organization) exigen calibrar o verificar los equipos y la instrumentación a intervalos específi­cos contra patrones de medición traza­bles de acuerdo a estándares interna­cionales o nacionales. El problema con los ciclos programados de calibración es el desempeño de los instrumentos entre calibraciones.

La línea azul en la figura 1 muestra de qué manera un instrumento se des­vía con el tiempo a causa de la deriva del sensor, envejecimiento y otros fac­tores antes de que sea recalibrado de

vuelta según las especificaciones ini­ciales cada seis meses. Las desviacio­nes entre calibraciones se deben man­tener siempre por debajo de un nivel aceptable. Sin embargo, la posibilidad de que haya una situación ‘fuera de especificación’ no detectada aumenta gradualmente con el tiempo, lo que se traduce en un mayor riesgo de proble­mas con la calidad del producto.

Si un sensor de temperatura se sale de especificación antes de la siguiente calibración, es necesario abordar algu­nas cuestiones difíciles: ¿Cuándo se salió de la especifica­

ción? ¿Cuántos lotes han sido afectados

desde entonces? ¿Los productos elaborados a partir

de estos lotes han de ser retirados?Como ideal, los sensores de tempe­

ratura deberían calibrarse después de cada lote. Los costos de realizar cali­braciones innecesarias incluyen trabajo y pérdida de producción, y también hay una cierta cantidad de riesgo invo­lucrada a la hora de manipular y quizás dañar el instrumento.

En la mayoría de los casos, el ciclo de calibración es un cálculo estadístico basado en el riesgo de una deriva exce­siva del sensor versus el costo de reali­zar calibraciones manuales.

La naturaleza tipo producción en lotes de los procesos de biotecnología, donde los lotes pueden durar días o semanas, no admiten en la práctica este enfoque. La fermentación es un buen ejemplo.

Procesos de fermentaciónLa fermentación se usa en los cultivos celulares. Los cultivos consumen una solución de nutrientes, se multiplican y así generan el producto deseado. Normalmente, la fermentación tiene lugar en una serie de bioreactores, que se suelen fabricar en acero inoxidable 316L y están encamisados para frío o calor según lo requiera la reacción.

El cultivo celular es colocado en el bioreactor, que se llena con una solu­ción de nutrientes. Esta solución varía de acuerdo al cultivo celular específico y al producto deseado pero normal­mente consiste de glucosa, glutamina, hormonas y otros factores de creci­miento.

Los álabes de un agitador se encar­gan de que la solución y el cultivo celular se mezclen a fondo para pro­mover un crecimiento eficiente dentro del tanque. Los bioreactores están conectados en serie, donde cada tanque sucesivo es mayor que el anterior para contener la creciente masa celular.

El producto resultante de las reac­ciones puede ser desde antibióticos hasta vacunas y otros productos basa­dos en células. Los productos residua­les típicos de las reacciones son CO2, amoníaco y lactato. Después de haber­se consumado la solución de nutrien­tes, la reacción queda completada obte­niéndose el resultado deseado, luego de lo cual la solución es enviada al proceso de recuperación donde se separa el producto de las células muer­tas y otros residuos.

Figura 1. Ciclo de calibración de seis meses basado en la recomendación del fabricante.

Gráfico de riesgo (ciclo de calibración de 6 meses)

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Tiempo de operación (meses)

RecalibracionesInstrumentoNivel de riesgoaceptable

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18723

Temperatura Novedades

Los lotes de fermentación se divi­den básicamente en varias fases: pre­paración del medio estéril, fermenta­ción, recuperación, limpieza CIP (Clean In Place), enjuague final y esterilización SIP (Sterilization In Place).

Por su parte, los tres tipos comunes de procesos de fermentación en lotes son: lote individual, lotes de recupera­ción/alimentación intermitentes y lote continuo. Un proceso de fermentación de un

solo lote se desarrolla hasta que no haya más nutrientes para que con­suma el cultivo. Un lote típico puede durar de 7 a 14 días.

Los lotes de recuperación intermi­tente son similares a los lotes indi­viduales salvo que, en el momento en que se agotan los nutrientes y se recupera el producto, se agrega una solución de nutrientes fresca para lograr ciclos de lotes más prolonga­dos. Un lote típico dura de dos a tres semanas. De manera similar, un proceso con lote alimentado agrega nutrientes y solución de ali­mentación adicionales, pero deja que la recuperación se realice una vez finalizado el ciclo del lote. La producción de vacunas suele ser de recuperación intermitente, mientras la producción de proteínas suele ser de lote alimentado.

Un lote continuo agrega sin inte­rrupción nutrientes y recupera el producto y los residuos con un dis­positivo de retención celular, lo que se traduce en una mayor concentra­ción de producto. Este tipo de lote se usa especialmente en procesos lábiles, tales como producción de células madre. Los nutrientes y el nuevo cultivo celular se agregan de manera continua, mientras la recu­peración se realiza sin interrumpir el proceso. El proceso sólo se detie­ne para mantenimiento, limpieza/esterilización del tanque o calibra­ción.En caso de lotes que duran varias

semanas, o incluso meses, un sensor de temperatura fuera de especificaciones no detectado podría arruinar todo el lote, a un costo de varios millones de dólares en productos estropeados.

Esto se debe a la temperatura, que suele ser el parámetro medido más importante en los procesos de fermen­tación. La temperatura se utiliza para optimizar el crecimiento y la producti­vidad y para monitorear las condicio­nes en el tanque. La temperatura es importante a la hora de mantener la solubilidad del medio y para conseguir condiciones estables para la produc­ción de proteínas.

Los fermentadores suelen tener múltiples sensores que monitorean la

temperatura en distintos niveles dentro de la solución a fin de conseguir una temperatura uniforme. Los sensores de temperatura también se encuentran en la camisa del tanque para asegurar un nivel adecuado de calentamiento o enfriamiento del tanque.

LimpiezaEs importante que los elementos bioló­gicos indeseados (por ejemplo, bacte­rias extrañas) no crezcan en los tan­ques. La contaminación de los tanques puede provocar la pérdida de lotes o incluso la destrucción completa y la necesidad de reconstruir los tanques. Por lo general, los tanques de fermen­tación se limpian y esterilizan entre cada lote con procedimientos CIP y SIP.

CIP es un proceso de limpieza que consiste en inyectar agua caliente, introducir una base para neutralizar ácidos, seguido por otra inyección de agua caliente. Una vez terminados estos pasos, todo el tanque se enjuaga con agua.

SIP es un proceso de esterilización que consiste en inyectar vapor en el tanque y mantener la temperatura alre­dedor de 121°C durante hasta una hora.

Por lo general, CIP se usa para lim­piar biorreactores, fermentadores, tan­ques de mezcla y otros equipos utiliza­dos en las industrias biotecnológicas, farmacéutica y de alimentos y bebidas.

CIP remueve o elimina componen­tes de anteriores lotes de cultivo celu­lar. Remueve los residuos en el proce­so, controla la biocarga y reduce los niveles de endotoxinas en equipos y sistemas de procesamiento, lo cual se logra con una combinación de calor, acción química y flujo turbulento que elimina los precipitados minerales y los residuos de proteínas. La solución cáustica (base) es la principal solución de limpieza, que se aplica mediante recirculación de un solo paso a través del biorreactor, seguida por un enjua­gue con agua de inyección o agua pura. El lavado con solución ácida remueve los precipitados minerales y los resi­duos de proteínas.

Las termorresistencias de platino de 100 ohms de tres hilos son el tipo de sensor de uso más común. En este sen­

En un tanque de fermentación se usan múltiples sensores de temperatura.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18724

Novedades Temperatura

tido, cabe señalar que una elevada exactitud y una rápida respuesta son factores importantes para la medición de temperatura en fermentadores, de modo que los sensores deben ser cali­brados regularmente para mantener la exactitud de la medición. Los sensores dentro de un tanque también se los compara entre sí para monitorear una posible deriva del sensor.

A diferencia de los procesos CIP/SIP, no siempre se realiza la calibra­ción de sensores entre los distintos lotes. Una razón es que la calibración consume mucho tiempo y requiere que todo el proceso esté detenido, lo que se traduce en una menor producción. Esto da como resultado tener que buscar un compromiso entre exactitud y confia­bilidad de la medición para evitar nive­les inaceptables de incertidumbre en el proceso entre calibraciones. Se debe tener mucho cuidado con estos com­promisos a la hora de establecer un programa de calibraciones.

Los ingenieros de confiabilidad de proceso deben analizar cuidadosamen­te para establecer las frecuencias de calibración. Calibrar con demasiada frecuencia puede llevar a reducciones inaceptables de la producción, mien­tras que calibrar muy rara vez puede dar como resultado un producto fuera

de especificaciones. Se deben apuntar a productos y sensores con una mejor estabilidad a largo plazo, menor deriva y, si es posible, auto­monitoreo para descubrir si un sensor está fuera de tolerancia entre los ciclos de calibra­ción.

Sensores de auto-monitoreoUno de los más recientes desarrollos son los sensores de temperatura de auto­calibración, que incorporan una referencia de alta precisión dentro del propio sensor de temperatura. Esto se consigue utilizando un punto físico fijo conocido como punto Curie o tempera­tura Curie. El punto Curie es la tempe­ratura en la cual cambian abruptamente las propiedades ferromagnéticas de un material. Este cambio en las propieda­des puede ser detectado electrónica­mente, lo que permite determinar el punto donde se llega a la temperatura Curie.

El punto Curie de un determinado material es una constante fija específi­ca en todos los materiales de ese tipo. El sensor utiliza este valor como sen­sor de referencia de dicho material, lo que ofrece un punto físico fijo que se puede usar como referencia de compa­ración con el sensor de temperatura de termorresistencia real.

La temperatura Curie del material para procesos por lotes es de 118°C. Cada vez que se inicia una fase de enfriamiento a partir de una temperatu­ra superior a 118°C (por ejemplo, desde 121°C durante la fase de enfria­miento de todos los procesos SIP), el sensor se calibra automáticamente.

Cuando se alcanza la temperatura Curie de 118°C, el sensor de referencia transmite una señal eléctrica. Al mismo tiempo se realiza en paralelo una medi­ción mediante el sensor de temperatura de termorresistencia. La comparación entre estos dos valores es una calibra­ción que identifica errores en el sensor de temperatura. Si la desviación medi­da se sale de los límites establecidos, el dispositivo emite una alarma o un mensaje de error, que también es des­plegado vía LEDs.

Los datos de calibración adquiridos son enviados electrónicamente y pue­den ser leídos usando un software de gestión de activos, por ejemplo Field­Care de Endress+Hauser. Esto también permite crear automáticamente un cer­tificado auditable de calibración.

Con un tal sensor, la calibración se realiza ahora automáticamente cada vez que la temperatura atraviesa el punto Curie en procesos SIP, lo que reduce el riesgo de errores de proceso relacionados con deriva, que podrían llevar a una costosa pérdida de produc­ción. En algunos casos, esto permitiría que una instalación pueda reducir la frecuencia de los intervalos de calibra­ción manual, aumentando así la pro­ducción.

Calibraciones más rápidasA la larga se deben calibrar todos los sensores. Esto implica remover el sen­sor del proceso, lo cual requiere tiempo y está sujeto a errores. El mayor pro­blema es que, en la mayoría de los sensores, es necesario desconectar los cables mientras se retira el sensor y luego se los vuelve a conectar finaliza­da la calibración. Si bien el procedi­miento es bastante simple, pueden pro­ducirse errores de cableado, ya que las terminaciones de cableado son proble­máticas en cualquier entorno de manu­factura. Tal procedimiento toma nor­malmente alrededor de 30 minutos.

TrustSens de Endress+Hauser es un sensor de termorresistencia con autocalibración durante cada procedimiento SIP.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18725

Temperatura Novedades

Si el transmisor no es recableado correctamente o se daña el cableado, el tiempo total de calibración podría aumentar en 10 a 20 minutos. En algu­nos casos, si el daño en los cables del sensor es demasiado severo, quizás se tenga que reemplazar el sensor de tem­peratura calibrado.

Otro desarrollo reciente tiene que ver con sensores de termorresistencia que no requieren desconectar los cables cuando se retira el sensor. El técnico simplemente tuerce la parte superior del sensor un cuarto de vuelta, y el sensor puede ser removido fácilmente. Eliminar la necesidad de desconectar y reconectar cableado recorta el tiempo de calibración a la mitad. La calibra­ción se puede realizar en aproximada­mente 15 minutos.

ResumenLa temperatura es una medición tan crítica en los procesos biotecnológicos que las regulaciones exigen una cali­bración regular de los sensores de temperatura.

La mayoría de las plantas calibran sensores cada seis meses, pero los sen­sores pueden salirse de calibración durante ese tiempo, echando a perder lotes de alto costo.

La nueva tecnología hace posible que las termorresistencias se calibren ellas mismas al final de cada lote. Y cuando se necesita calibración, otro desarrollo elimina la necesidad de des­conectar cables, recortando el tiempo de calibración a la mitad.

Preparado en base a una presentación de Ehren Kiker, gerente de marketing de Endress+Hauser. Las imágenes son gentileza de Endress+Hauser.

La opción Quick Neck de Endress+Hauser permite remover un sensor sin tener que desconectar sus cables.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18726

Actualidad IIoT

Hacer realidad el poten-cial de IIoT (Industrial Internet of Things) depende principalmen-te de cómo las empre-

sas podrán gestionar y, en definitiva, controlar las complejas interfaces entre los activos industriales conectados, que es justamente el campo de acción del ingeniero de control.

Su tradicional acervo de aptitudes se está ampliando y ahora se ve respaldado por nuevas herramientas, tales como controladores de automatización de pro-ceso (PACs) listos para IIoT. Estos hacen crecer la funcionalidad de un PLC tradicional, incorporando los nive-les de capacidad de procesamiento, conectividad y ciberseguridad necesa-rios para cumplir con los desafíos que plantea el control de borde, con lo cual

los ingenieros de control se convierten en decisores de negocio en tiempo real, lo que equivale a muchos dinero en cuanto a rentabilidad operacional.

Acerca de IIoTAun cuando el concepto de IIoT sea todavía relativamente nuevo, la inter-conectividad por doquier ya se está convirtiendo en una realidad. Tener tantos más elementos en juego signifi-ca más activos y variables para contro-lar, además de exponencialmente más oportunidades para aumentar el valor de la producción y reducir gastos ope-rativos, en especial materia prima, energía y costos de ciberseguridad.

Esencialmente, se trata de un pro-blema de control. Por lo tanto, ¿quién mejor para rescate que el ingeniero de control?

Tradicionalmente, los ingenieros de proceso y los ingenieros químicos operaban a nivel de proceso, aplicando control PID y software avanzado de optimización para resolver procesos con múltiples activos. Pero a medida que la dinámica de la industria se vuel-ve más acelerada, más compleja y de mayor escala, resolver problemas a nivel de proceso se torna cada vez más complicado. Además, la complejidad de una estrategia de control de proceso crece exponencialmente con el número de E/Ss.

Controlar procesos dentro de los activosEn definitiva, para los ingenieros de proceso, hay una sola forma de abordar esta creciente complejidad: No contro-lar todo el proceso, sino tan sólo el

IIoT está cambiando el rol del ingeniero de control

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IIoT Actualidad

activo. Pero esto implica un cambio fundamental a la hora de gestionar los activos.

Los programadores informáticos (IT) alguna vez enfrentaron problemas similares a la hora de integrar la infor-mación de negocio de toda la empresa. La solución: Análisis estructurado, o sea descomponer la complejidad en un cierto número de pequeñas entidades funcionales, resolver cada entidad y luego combinar todo en una solución general.

En la industria, las entidades fun-cionales equivalentes son los activos operativos (equipos, unidades, áreas, plantas y empresas). Se comienza ela-borando una estrategia exhaustiva para cada activo (bomba, motor, compresor, evaporador, etc.). Esto es relativamen-te sencillo gracias al pequeño número de E/Ss asociadas con cada activo.

Una vez controlado de manera autónoma cada activo, pasar al nivel de unidad es un tema incremental de con-trol y comunicaciones, no un tema de proceso. Las estrategias de control para cada activo ya están disponibles. Allí donde alguna vez hablábamos de con-trol de proceso y control de manufactu-ra de manera separada, la próxima generación en este avance industrial tendrá como característica el control de activos en tiempo real.

Para los ingenieros de manufactura, IIoT plantea un desafío diferente. Ellos siempre se han centrado en los activos, aplicando una lógica escalera con PLC para resolver los algoritmos de control activo por activo, controlando de esta forma bombas, motores, compresores, evaporadores, etc. Pero ahora, se espe-ra que estos activos hagan más y abar-quen un mayor espectro de tareas.

El desafío crítico es controlarlos dentro del contexto de cómo se están desempeñando los demás activos y variables, lo que significa balancear riesgo de seguridad/ambiental, confia-bilidad, eficiencia y rentabilidad.

Las herramientas más adecuadasLos ingenieros de proceso y de manu-factura están presionados para conse-

guir rápidos retornos de las inversiones en IIoT. Para responder a estas presio-nes, deberán pensar seriamente en la posibilidad de modernizar las tecnolo-gías que controlan sus líneas de proce-samiento, en especial las más críticas para el éxito del negocio. En las indus-trias híbridas, que combinan operacio-nes continuas, en lotes y discretas, la necesidad es aún más apremiante.

Dentro de este contexto, los inge-nieros de control disponen de muchas herramientas de automatización, inclu-yendo PLCs, PACs y DCSs. En todos, la funcionalidad de control es similar, pero cada uno tiene sus virtudes, por lo que es importante usar la herramienta más adecuada para la correspondiente tarea.

Sea un ingeniero de control de pro-ceso que recurre a un método centrado en activos o un ingeniero de control de manufactura que busca optimizar los desafíos que plantea un mundo con IIoT por doquier, es muy posible que necesiten un PAC más rápido, mejor conectado y más confiable, o sea un PAC específicamente preparado para IIoT. Y para cumplir con las expectati-vas de la gerencia de mayor agilidad para adaptarse a la dinámica del mer-cado y mejorar la disponibilidad del producto, hay una creciente necesidad de contar con un PAC más poderoso, más integrado y más seguro.

Un PAC a prueba del futuro debería tener al menos las siguientes caracte-rísticas: Una CPU de alta performance, una

mayor memoria incorporada y tiempos de barrido más rápidos para poder manejar un procesa-miento complejo y comprimir pasos en operaciones industriales;

Conectividad Ethernet para poner la información de producción a disposición de otras aplicaciones en tiempo real;

Protección de ciberseguridad incor-porada para poder usar una compu-tación abierta y minimizar el riesgo de un ciberataque.Tales sistemas darán el mejor resul-

tado cuando se los implementa dentro de un entorno de ingeniería flexible,

abierto y basado en objetos. Además, para aprovechar al máximo las nuevas características con un mínimo riesgo y costo, es clave implementar un rápido camino de migración.

Con los años, la tecnología de con-troladores ha ido avanzando fuerte-mente en esta dirección. Los PACs son implementados cada vez más con bibliotecas de aplicaciones preprogra-madas y entornos de ingeniería abier-tos, avanzados y orientados a objetos, con lo que los PACs han logrado acep-tación en el mercado, principalmente como alternativa a DCSs no tan sofis-ticados.

En los últimos años, los PACs siguieron evolucionando. Por ejemplo, Modicon M580 ePAC de Schneider Electric viene con comunicaciones Ethernet y una protección actualizada de ciberseguridad. Llámelos PLCs avanzados, PACs listos para IIoT o ePACs, estos modernos controladores con las características mencionadas permiten controlar los riesgos más importantes, trátese de una operación de proceso, en lotes o híbrida. Esto ya es una realidad irrefutable…

Lograr valor de negocioLos controladores modernos de proce-so ya están demostrando que pueden promover importantes aumentos en el valor de negocio a medida que la industria se transforma, mejorando la rentabilidad de las operaciones y la seguridad, lo cual incide directamente en los resultados finales de la organiza-ción. Los beneficios incluyen: Aumentar la productividad; Mejorar la visibilidad operacional; Lograr una gestión eficiente de

energía; Acelerar el tiempo de llegada al

mercado; Reforzar la ciberseguridad.

El mayor valor de negocio que se deriva a partir de esta nueva genera-ción de controladores justifica fácil-mente una actualización, incluso en estos tiempos de fuerte presión sobre los costos de capital. Con los modelos adecuados, las empresas involucradas en proyectos de modernización con

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Actualidad IIoT

automatización podrán ver retornos del 100% de su inversión en controladores incluso en sólo tres meses.

Mayor productividadIIoT hace crecer las expectativas del usuario para todo, desde una entrega más rápida y más personalización hasta una mayor calidad. Todo a menores precios.

Sorprende cuánta ayuda puede sig-nificar incluso actualizaciones de auto-matización relativamente modestas a la hora de satisfacer estas demandas. Por ejemplo, introducir mejoras impor-tantes en la producción implica nor-malmente eliminar pasos en el proceso de manufactura, lo cual podía requerir un rediseño completo del proceso. Pero ahora, recientes desarrollos en la tec-nología de controladores aceleran estos pasos.

Con tiempos de barrido considera-blemente más rápidos (6 milisegundos por barrido comparado con 30 ms en anteriores controladores), un ePAC puede terminar cada paso en menos tiempo, lo que se traduce en 969 ciclos por turno versus 960 con el modelo anterior. Suponiendo turnos de ocho horas, cinco días a la semana y 50 semanas al año, el nuevo controlador podría ayudar a producir nueve pro-ductos adicionales por turno, o sea 2.250 más productos por año.

En definitiva: En aplicaciones industriales discretas, un proyecto de automatización que incorpore PACs listos para IIoT podrá acelerar conside-rablemente los tiempos en la línea de producción.

Acortar el tiempo de llegadaal mercadoAdemás de simplificar las operaciones de producción, estos controladores modernos ayudan a responder a los nuevos requerimientos y presiones del mercado.

Al acortar el tiempo de adaptación de los procesos, los controladores per-miten a los usuarios aprovechar nuevas oportunidades de negocio y expandir operaciones, e incluso implementar automatización en proyectos totalmen-te nuevos.

Normalmente, implementar auto-matización en proyectos totalmente nuevos requiere programación para escribir un código personalizado en cada nueva instalación. Al respecto, los controladores más recientes suelen ofrecer amplias bibliotecas de software preprogramado para un buen número de aplicaciones comunes, lo cual puede acelerar en mucho el tiempo de pro-yecto y reducir sustancialmente los costos.

Los ingenieros de proyecto que usan controladores modernos en entor-nos abiertos de programación pueden integrarlos con el resto de la empresa mediante un backplane abierto y conectividad Ethernet estándar embe-bida, lo que se traduce en una arquitec-tura transparente de arriba abajo con una fácil configuración tipo ‘plug-in’.

Este método permite tener operan-do proyectos de reconversión o total-mente nuevos en mucho menos tiem-po. Por ejemplo, usando PACs listos para IIoT, es posible recortar hasta tres semanas en un proyecto de auto-matización normal de tres meses de duración.

Mejor visibilidaden las operacionesPequeños problemas no detectados se suelen sumar al déficit de ganancias. Más dispositivos conectados significa más chances de que los problemas pasen inadvertidos. Por ejemplo, en una planta de manufactura discreta/híbrida típica, la información acerca del desempeño de un activo, por ejem-plo una bomba, se encuentra confinada al nivel de control. No hay disponibles resultados granulares en todos los niveles de la planta, de modo que es probable que los ingenieros y gerentes no conozcan el desempeño que les per-mitan tomar mejores decisiones y más rápidas.

Los estimados señalan que adole-cer de datos precisos acerca de aspec-tos como ubicación de activos, estado de proceso y otros, puede costar hasta un 3% de las ventas anuales. Esto puede generar un impacto sustancial en los resultados finales. Afortunadamente, una tecnología avanzada de PAC puede

aportar detalles de producción granula-res a los usuarios interesados. La visi-bilidad operacional que se obtiene de esta manera permite detener pérdidas y brinda un aumento de rentabilidad.

Los PACs listos para IIoT con Ethernet incorporado facilita el acceso a arquitecturas avanzadas de automati-zación colaborativas e integradas y a entornos de integración orientados a objetos. Esto permite conectar los con-troladores con otras redes y visibilizar toda la información necesaria en empresas de manufactura inteligentes conectadas.

Por ejemplo, si la lectura de un controlador excede parámetros prees-tablecidos, el ingeniero o el operador recibe un mensaje de texto que lo aler-ta en su smartphone o tablet, desde donde puede clickear para llegar a la bomba o motor en cuestión. Su ubica-ción, codificación y toda la documen-tación están disponibles al instante, sin necesidad de ir a la sala de control o al PLC/PAC del piso de planta, consi-guiendo así una rápida y eficiente identificación, investigación y resolu-ción de problemas. Y al haber menos idas al piso de planta, disminuye la probabilidad de incidentes adversos y mejora el control de las variables de seguridad.

Con esta tecnología, los ingenieros también pueden ofrecer a la gerencia general los frutos de las más sofistica-das mediciones y herramientas finan-cieras en tiempo real de hoy en día. Las redes nativas transparentes y abiertas embebidas en un PAC listo para IIoT pueden llevar directamente a mejoras del negocio en el mundo real.

Gestión económicade la energíaHoy en día, el precio de la energía en una planta es tan sólo un elemento más dentro de una compleja relación entre activos, materia prima y costos de los servicios públicos.

Es un concepto equivocado tratar de recortar tan sólo el consumo de energía, ya que, aunque se lo recorte, la factura de electricidad seguirá subien-do si los activos de alto costo no se desempeñan con su eficiencia máxima.

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IIoT Actualidad

No desconecte sus máquinas, sino que trate simplemente de tener una mejor visibilidad.

Los nuevos controladores listos para IIoT pueden ser integrados dentro de arquitecturas de automatización colaborativas utilizando Ethernet incorporado.

“Con estos nuevos controladores listos para IIoT, se pueden visualizar los datos cuándo y dónde se los nece-site,” explicó Sylvain Thomas, de Schneider Electric. “Las conexiones integradas hacen que los flujos de datos sean visibles a los usuarios que los necesiten. La gestión de energía está incorporada en el proceso, de modo que los gerentes podrán aprove-char al máximo las variaciones de costos, mientras los activos podrán alcanzar una eficiencia productiva óptima para la energía consumida.”

Tomando decisiones inteligentes en base a los datos transparentes que entrega ingeniería, los gerentes podrán recortar la energía en hasta 30%, aho-rrando así mucho dinero.

Protección de ciberseguridadLa posibilidad de usar tecnologías abiertas e interconectar cada vez más activos a nivel de planta (y a nivel mundial) se traduce en muchos benefi-cios. Pero también muestra una posible faceta negativa de IIoT: la aparición de temas de ciberseguridad.

De hecho, los estudios muestran que puede haber ahora un 32% de chance de que se produzca un evento cibernético hostil o un ciberataque cada año. Por lo tanto, es probable que una planta promedio experimente un ataque exitoso al menos una vez cada tres años. Las severidades varían y ese riesgo está creciendo.

Los enemigos constantemente van sondeando los puntos débiles. El tan mencionado gusano Stuxnet, por ejem-plo, infectó PLCs ingresando a través de una memoria USB. Hoy en día, la interconectividad IIoT abre la posibili-dad de un ataque a través de la Internet. Sea cual sea su origen, las brechas de ciberseguridad pueden degradar o detener la operación de máquinas, cau-sando una parada inesperada y una

pérdida de productividad, y también amenazar la seguridad del personal de planta o de la comunidad, incluso dis-parar desastres ambientales catastrófi-cos.

Los ciberataques de alto perfil han llevado a consecuencias muy graves en todo el mundo. Pero hay buenas noti-cias… Ahora puede haber una ciberse-guridad avanzada en cada controlador y desde el comienzo.

Los controladores ciberequipados bloquean las comunicaciones desde dispositivos no autorizados; firman digitalmente el firmware para evitar falsificaciones; protegen los programas de aplicación para prevenir alteracio-nes vía un malware no autorizado; y pueden ser configurados para inhabili-tar puertos USB, requerir contraseñas, etc. Si ocurren intrusiones o errores, los controladores equipados con ciber-seguridad pueden rechazar la acción y enviar alarmas.

Para ampliar la protección, algunos proveedores combinan todo esto con servicios avanzados, tales como eva-luación de ciberseguridad, remedia-ción y mantenimiento. De esta forma, las plantas podrán aprovechar IIoT para mejorar la productividad de mane-ra segura.

Utilizando PACs listos para IIoT en roles clave dentro de las estrategias generales de ciberseguridad de toda la

planta, es posible bajar drásticamente la probabilidad de que se produzcan ciberataques, lo que conlleva a impor-tantes ahorros en una planta discreta o híbrida y ayuda a prevenir consecuen-cias perjudiciales para producción, seguridad y el medio ambiente.

ConclusiónAprovechar las ventajas de IIoT utili-zando las más avanzadas tecnologías de PAC ha probado que ofrece impor-tantes beneficios a nivel de negocio.

Como ejemplo, la plataforma ePAC Modicon M580 habilitada por Ethernet de Schneider Electric aporta velocidad de procesamiento y memoria, como así también ciberseguridad embebida. Además, sus capacidades Ethernet núcleo permiten un acceso más rápido a los datos de operaciones en toda la empresa.

Recomendar estos PACs avanzados convierte al ingeniero de control en el héroe del proyecto IIoT de una planta. También contribuye a un asombrosa-mente rápido retorno de la inversión junto a importantes resultados en la rentabilidad de los años por venir.

Preparado en base a una presentación de John Boville, de Schneider Electric.

El controlador de automatización programable Ethernet (ePAC) Modicon M580 se destaca por su velocidad de procesamiento y memoria, además de un mayor nivel de ciberseguridad embebida. Sus capacidades núcleo Ethernet permiten un acceso más rápido a los datos de operaciones en toda la empresa. En la industria híbrida se lo considera el PAC con la mejor performance para aplicaciones de IIoT hoy y en el futuro.

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Actualidad Gestión de activos

Descubra el poder delos activos conectados¿Sus activos críticos se desempeñan de la mejor manera? ¿Una parada no planificada debilita los resultados de su empresa? ¿Qué se puede hacer para mejorar la eficiencia de activos y procesos? Deje de reaccionar y comience a predecir, reexaminando lo que se consigue con los enfoques tradicionales de gestión del desempeño de activos.

Todos estamos de acuerdo en que la disponibilidad y el desempeño de los activos, frente al control de costos de mantenimiento y las paradas progra-madas, son los factores que contribu-yen a lograr una mejor productividad. El desafío que se plantea es definir cómo se equilibran estos factores.

Comprender la estrategia es el pri-mer paso. Una estrategia de gestión del desempeño de activos (APM según sus siglas en inglés) es la dirección correc-ta cuando se la compara con el método tradicional reactivo de ‘funcionar hasta que falle’.

La APM tradicional ha estado enfo-cada en reducir el riesgo y el costo de confiabilidad y mantenimiento de los equipos utilizando básicamente méto-dos convencionales de monitoreo de activos. La implementación de una APM tradicional es considerada com-pleja y costosa y, en consecuencia, se la implementa sólo en activos de mucho capital. Al mismo tiempo, man-tener un tal sistema actualizado y segu-ro requiere una inversión importante en IT y experticia operacional y suele involucrar múltiples proveedores. Además, a pesar de los datos valiosos que generan estos sistemas, suelen estar desconectados y no sirven para que los gerentes de planta puedan tomar decisiones convencidos de cómo operan.

Una APM más inteligenteSi bien la mayoría de las plantas ope-ran de manera eficiente, siempre hay oportunidades de mejora, especialmen-

te cuando la producción implica muchos activos o hay restricciones de capacidad, o si es imperioso aumentar los márgenes de ganancia.

Para evaluar esta situación, hay que responder a algunas preguntas: ¿Hasta dónde llega el impacto eco-

nómico de un desempeño subópti-mo de los equipos?

¿Conviene bajar el rendimiento para extender la vida de los equipos críticos? ¿O se debería exprimir aún más los equipos existentes para maximizar la respuesta a las demandas de producción actuales?

¿Hay un exceso de inspección de ciertas piezas de los equipos que se puede reducir para ahorrar en el presupuesto de mantenimiento?

¿Es posible que los potenciales ahorros en el costo de manteni-miento sean superados por las pér-didas (estadísticas) causadas por posibles paradas no programadas?

Tener una conectividad segura con un mayor conjunto de activos, monito-rear continuamente tanto la salud de los activos como el desempeño del proceso, y la capacidad de combinar analítica predictiva con experticia de dominio, se traducen en una APM más inteligente y garantizan una toma de decisiones más convencida.

Una estrategia de APM digitalmen-te transformada y conectada mejora la certidumbre de la producción, aumenta las ganancias al eliminar silos y cierra el lazo entre operaciones y manteni-miento.

Para extender el tiempo de opera-ción es necesario reunir datos de acti-vos, datos de proceso y ajustes opera-cionales en un entorno conectado y seguro. En este contexto, los expertos en activos y procesos podrán usar ana-lítica para eliminar paradas no progra-madas y optimizar el mantenimiento de los equipos.

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Gestión de activos Actualidad

Mientras se evalúa la situación, es importante tener en cuenta que proceso y equipos son inseparables. Las fallas de los equipos no pueden ser completa-mente analizadas, pronosticadas o reducidas mirando sólo los datos de medición de activos. La confiabilidad de un activo depende de comprender cómo está operando un proceso y si al activo se lo mantiene de manera ópti-ma. En definitiva, las fallas de los equipos inducidas por operación y mantenimiento explican la mayoría de las paradas no programadas.

Los mejores niveles de desempeño y eficacia de los equipos son el resulta-do de combinar conocimiento de pro-ceso con experticia en equipos dentro de un ecosistema de software colabora-tivo y conectado.

Conceptos básicos de una estrategia de desempeño de activos conectadosHay varios factores a tener en cuenta a la hora de planificar una estrategia de desempeño de activos conectados: Darse cuenta de que la APM está

experimentando rápidamente una transformación digital. Una APM tradicional requiere una gran inver-sión de capital, interfaces persona-lizadas y conjuntos de datos dupli-cados. También suele estar acom-pañada por una administración de sistema compleja, actualizaciones y el imprescindible entrenamiento del usuario final, todo lo cual puede desalentar posibles mejoras y sobrecargar los recursos de una planta.

Aprovechar la simplicidad y velo-cidad del software conectado traba-jando con un proveedor que posea una profunda experticia en el tema para acelerar la implementación de APM. El tiempo de implementa-ción se debe medir en días o sema-nas y no meses o años. Hay que pensar en un enfoque que mezcle conectividad segura, analítica avanzada y configuración automa-tizada de software.

La ciberseguridad no es opcional. Las amenazas de ciberseguridad están por doquier y van creciendo. No puede haber excepciones; la

estrategia de desempeño, operación o automatización de cada activo debe involucrar métodos de seguri-dad amplios y escrupulosos.

La gente es la inversión más impor-tante. El mejor software APM del mundo sirve tan sólo como guía para lo que se deba hacer. Las mejoras no se concretan sin super-visores, ingenieros y operadores capacitados para mantener y operar los equipos. La próxima generación de profesionales en la industria de procesos gestionará la planta de un modo totalmente diferente, aprove-chando el software conectado para mejorar las operaciones más allá de lo logrado hasta ahora.De esta forma, el usuario podrá

evitar fallas de activos críticos y para-das no programadas y mejorar los resultados implementando una estra-tegia de gestión de desempeño de activos conectados. Con las tecnolo-gías adecuadas, el personal de planta podrá colaborar de manera más eficaz para monitorear y gestionar proactiva-mente la producción. Desplegar una estrategia de APM inteligente y conectada simplificará la implementa-ción, eliminará los silos y cerrará el lazo para optimizar operaciones y mantenimiento.

Asset Performance Insight“No es que los activos mueran, sino que se los mata.” Es lo que opina Dan O'Brien, director de estrategias y comer-cialización de Honeywell Connec ted Plant. Los operadores pueden matar sus activos si no entienden los signos tempranos de falla. "La posibilidad de eliminar alarmas de consola e inte-rrupciones mejora la confiabilidad y disminuye las paradas no programa-das."

Asset Performance Insight es una nueva herramienta de la familia Honeywell Connected Plant que conec-ta los activos y equipos de una opera-ción a la nube y aplica modelos analíti-cos para respaldar a sus clientes para comprender mejor la salud de sus acti-vos a fin de evitar paradas no programa-das y mantenimiento innecesario.

La nueva tecnología permite conec-tar un mayor número de activos, lo que

lleva a IIoT a otro nivel. Según O’Brien, “IIoT, durante años, tuvo que ver con conectividad. Pero ahora la conectivi-dad dejó de ser el problema. Es acerca de cómo usar esa conectividad con una mayor gama de activos y un mayor número de operadores utilizando una mayor variedad de analítica.”

“La analítica predictiva no se refie-re a información temporal absoluta, sino que es una proyección a futuro que permite entender el desempeño del activo en el contexto de lo que se hace con el activo,” explicó O’Brien.

Con ese objetivo en mente, la industria ha incorporado últimamente estrategias de gestión del desempeño de activos, que son críticas para res-ponder al aumento de las demandas de producción y ante la necesidad de una mayor disponibilidad de datos de dis-positivos en todas las instalaciones. Debido al aumento de la demanda, cualquier parada no programada, falla de equipos o mantenimiento innecesa-rio impacta directamente en los resul-tados finales de una empresa.

Con referencia a la muerte de los activos, las fallas de los equipos, tanto operacionales como las inducidas por el mantenimiento, explican la mayoría de las paradas no programadas. Por esta razón, las empresas recurren a una transformación digital y a la Internet Industrial of Things (IIoT) para apro-vechar las enormes cantidades de datos disponibles.

Asset Performance Insight conecta no solo activos y sus datos asociados, sino también gente y procesos. Es un concepto que cubre toda la empresa. Otras incorporaciones recientes en esta dirección son Immersive Competency, que combina una mezcla de realidad con analítica de datos para conformar una herramienta de simulación basada en la nube destinada a capacitación y entrenamiento, y los detectores de gas portátiles Personal Gas Safety, que se integran con Experion Process Knowledge System de Honeywell.

Asset Performance Insight puede ser implementado rápidamente por medio de templates preconfigurados, que reúnen conceptos avanzados de conectividad, ciberseguridad, conoci-miento de gente y de proceso.

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

El monitoreo remoto wireless resuelve desafíos en la automatización de petróleo y gas

Los precios del petróleo, los altos costos de explo­ración y el cumplimiento estricto de regulaciones medioambientales obli­

gan a la industria de petróleo y gas a adoptar una política más agresiva para implementar automatización a fin de optimizar procesos en pos de mayores ganancias en productividad, economía de costos y contención de emisiones.

En el pasado, los trabajadores reco­rrían el yacimiento de petróleo para

monitorear manualmente métricas de operaciones, tales como niveles de tanques, caudal de petróleo y posición de válvulas. La automatización y la conectividad ofrecen buenas oportuni­dades para implementar soluciones más inteligentes en la gestión de yaci­mientos de petróleo y proceso.

Cuando se piensa en introducir controles automatizados en la industria de petróleo y gas, los sistemas wireless de monitoreo y control tienen la capa­cidad de seguir, gestionar y conectar

automáticamente activos diferentes y remotos para mejorar operaciones y reducir costos.

Estos sistemas de control con sen­sores wireless permiten a los operado­res estar informados acerca del estado en tiempo real de caudalímetros y bombas, presiones en cabezales de pozos, niveles en tanques y emisiones, además de facilitar una mejor utiliza­ción de los equipos y el cumplimiento de las regulaciones medioambientales vigentes.

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

Además de automatizar la recolec­ción de datos, estos sistemas remotos de telemetría están configurados para interrumpir operaciones o alertar a operadores en el momento en que los parámetros llegan a umbrales progra­mados. Los datos históricos pueden aportar tendencias para una mejor ges­tión de los activos, por ejemplo garan­tizar que los tanques de almacenamien­to nunca se rebalsen o que las bombas operen en sus niveles óptimos.

Con un sistema wireless remoto de monitoreo y control, los operadores pueden seguir las condiciones en forma remota, resolver problemas, cambiar parámetros de monitoreo y detener operaciones específicas desde la como­didad de una computadora remota.

Por ejemplo, en una exploración upstream, las compañías deben gestio­nar y disponer el agua producida desde los pozos. Un método de disposición es despachar camiones para vaciar los tanques de almacenamiento. Monito­reando los caudales de cada pozo y teniendo en cuenta las capacidades de los tanques de almacenamiento, un operador podrá anticipar cuándo pro­gramar la tarea de vaciado de los tan­ques.

Cableado versus wireless

Si bien la industria de petróleo y gas usa predominantemente sistemas cableados que conectan sensores a un sistema de recolección de datos, los sistemas wireless de monitoreo remoto probaron ser el método más económico y versátil en instalaciones existentes que se encuentran en las ubicaciones hostiles y de difícil alcance de los yaci­mientos de petróleo.

El uso de telemetría wireless remo­ta para el monitoreo de caudalímetros ofrece importantes ventajas respecto de sus contrapartes cableadas: El electricista no necesita tender

alimentación, cables o ductos, lo que simplifica la instalación y la configuración del medidor.

La ausencia de requerimientos de cableado reduce costos.

El operador puede fácilmente redestinar un medidor a un nuevo

proceso sin preocuparse por cómo retornan las señales al sistema de control.

Ante protocolos de comunicación que cambian sin cesar, los operado­res pueden actualizar cada disposi­tivo del sistema a HART, Modbus u otro protocolo intercambiando el gateway en lugar de cada dispositi­vo.

sin CablesUna importante ventaja de usar un

sistema wireless es que no requiere cables. Un sistema cableado requiere el tendido de cables para conectar distin­tos puntos finales. De acuerdo a la ubicación del sistema cableado, tender conductos en grandes áreas puede vol­ver prohibitivo el costo de una red cableada. Además, si un sistema cablea­do de monitoreo requiere reparación o reconfiguración, se necesita un nuevo cableado para completar la tarea.

Los sistemas wireless remotos de monitoreo y control simulan la arqui­tectura de un sistema cableado usando enlaces en lugar de cableado para transmitir datos. Por ejemplo, en una aplicación de monitoreo de nivel de tanques, común en la industria de petróleo y gas, los radio nodos alimen­tan y reciben datos de los sensores de nivel ubicados en el tanque sin necesi­dad de cables o líneas de alimentación. Los nodos transmiten los datos a un gateway que los formatea en cuanto a accesibilidad por medio de un PLC en una sala de control o a través de una conexión de Internet.

Un sistema wireless tiene un costo competitivo con los sistemas cablea­dos, que implican requerimientos cos­tosos de instalación. Además, es posi­ble configurar y testear sistemas wire­less, junto con sus sensores, en entor­nos controlados, lo que reduce el traba­jo in situ en 50 a 70%.

opera en una gran variedad de terrenos y entornos

La mayoría de los yacimientos de petróleo y gas incluyen muchos kilóme­tros de terreno accidentado y entornos difíciles que complican el acceso de los

operadores y muchas veces lo torna peligroso. Los sistemas wireless remo­tos de monitoreo y control correctamen­te especificados pueden operar en con­diciones difíciles, territorios accidenta­dos y también sobre rutas, vías de agua, edificios u otras estructuras que suelen limitar la conectividad cableada.

Las radios de un sistema wireless remoto de sensado soportan transmi­siones robustas de datos en bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) sin licencia a través de distin­tos terrenos, estructuras y climas, y continúan operando durante años sin verse afectados por elementos climáti­cos. Un sistema wireless remoto de monitoreo y control para operación en áreas peligrosas también puede traba­jar en entornos cáusticos o explosivos.

Puesto que los sensores y otros componentes no están conectados físi­camente, los sistemas wireless pueden aguantar las descargas eléctricas que destruyen los sistemas cableados. Si un rayo llegara a golpear un sensor en un sistema cableado, los efectos se propa­gan a lo largo del cable, muchas veces destruyendo los equipos adosados. Las redes wireless aguantan mejor los rápi­dos cambios que se producen en los campos eléctricos en caso de descargas eléctricas. Mientras nada sobrevive a una descarga eléctrica directa, un siste­ma wireless en ese caso sólo pierde un activo y no toda la red.

aCepta multiples y variados sensores

A la hora de monitorear distintos parámetros en la misma red, un sistema cableado necesita que cada sensor esté cableado al controlador y conectado a un puerto de interface. Las redes cableadas de mayor tamaño podrían necesitar un panel considerable con distintos tipos de interfaces.

Un sistema wireless ofrece una interface de comunicaciones digitales (4­20 mA, Modbus RS485, HART) que permite conectar múltiples senso­res al controlador en un solo puerto sin el gasto de tener un conducto. Un módulo de interface Ethernet puede reunir información del gateway en una red Wi­Fi local para acceso local o en

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

un modem que conecte la Internet y un proveedor de servicio de nube.

Además, un sistema wireless versa­til de monitoreo y control es agnóstico en cuanto al sensor, lo que le permite al usuario implementar una red completa­mente wireless usando los mejores sensores. Por ejemplo, algunas aplica­ciones implican el monitoreo de diver­sos parámetros (presión, nivel, tempe­ratura y caudal) de distintos activos. Otras requieren sensores específicos para abordar las condiciones particula­res de cada aplicación.

La conectividad inalámbrica resuel­ve el problema de mezclar múltiples tipos de interface de sensor para que puedan coexistir dentro de la misma red y proveer nodos con distintas inter­faces de sensor. Los operadores pueden agregar o sacar rápidamente sensores según necesidad para medir distintos parámetros. La red lleva los datos de diferentes sensores a un punto único con una sola interface de datos.

Puesto que los sensores representan una parte importante del uso de ener­gía, los sistemas wireless permiten reducir los costos de energía al poner­los en el modo de reposo desconectán­

dolos o colocando todo el sistema wireless de telemetría en un estado de baja energía y ‘despertándolos’ según un programa o iniciados por un evento.

gran esCalabilidadEn los yacimientos de petróleo, la

distancia de las comunicaciones puede ser importante. Los gateways robustos de un sistema wireless remoto de monitoreo aceptan cientos de nodos transceptores, lo que permite que la red cubra una gran área geográfica y se puedan lograr comunicaciones a gran­des distancias entre activos amplia­mente desperdigados.

Antes de elegir un sistema wireless remoto de monitoreo y control, hay que estar seguros de que se respetan todos los requerimientos operativos. Muchas soluciones inalámbricas comerciales no pueden operar en entor­nos peligrosos. Algunos fabricantes requieren sensores específicos. Si bien el costo es un factor, se trata tan sólo un ítem a la hora de elegir un sistema de control de sensores wireless capaz de abordar las necesidades de opera­ción hoy y en el futuro.

soluCiones wireless signalFire

A la hora de agregar mediciones en una planta existente o instrumentar un nuevo sitio remoto (playa de tanques, batería de producción, separador, puente de inyección, etc.), la instru­mentación inalámbrica es indudable­mente una alternativa a considerar.

Esta tecnología se ha vuelto muy atractiva gracias a importantes venta­jas, tales como ahorro de cableado, facilidad de instalación, posibilidad de uso en áreas clasificadas, etc.

La solución SignalFire está basada en una arquitectura tipo malla o “mesh”, que se denomina SFRSS (SignalFire Remote Sensing System). La arquitectura incorpora un concen­trador comunicado con nodos o senso­res remotos. Esta tecnología confiere robustez y confiabilidad al sistema, dado que la información de un nodo puede llegar al concentrador por varios caminos, a diferencia de las soluciones punto­multipunto donde la comunica­ción es por una sola vía.

Los nodos suelen alimentarse con baterías internas; para prolongar su

Soluciones wireless SignalFire.

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

duración, se mantienen en un modo de muy bajo consumo y, en un intervalo configurable, transmiten la informa­ción a la red. Esto permite lograr una autonomía de varios años, disminuyen­do los costos de mantenimiento del sistema. En caso de que se necesite una frecuencia de refresco de la informa­ción muy alta, es posible alimentar el dispositivo de campo con un panel solar, también apto para áreas clasifi­cadas.

SignalFire ofrece transmisores de campo inalámbricos para señales ana­lógicas (4­20 mA y 1­5 V) y discretas, sensores de temperatura (termorresis­tencias y termocuplas), pulsos (cauda­límetros), presión, nivel e interfase con sensor magnetoestrictivo, dispositivos HART o Modbus, etc.

Toda la información de los disposi­tivos se concentra en un gateway, que ofrece comunicación Modbus RTU o TCP hacia el sistema de control de la planta, PLC, RTU o radio de largo alcance.

solución realmente económicaMuchos usuarios han intentado imple­mentar una solución inalámbrica como WirelessHART o ISA100 pensando tan sólo en los ahorros que iban a conse­guir en la instalación, pero llegando tristemente a la conclusión de que dichos ahorros no eran tales luego de considerar los altos costos de los dis­positivos de campo (mayores a los de un transmisor convencional), del

gateway y, en algunos casos, de las licencias de software necesarias.

Pero los ahorros se notan desde la implementación del sistema, ya que el precio de un dispositivo de campo ina­lámbrico es similar al de uno conven­cional con salida 4­20 mA + HART mientras el costo del gateway se justi­fica rápidamente con los ahorros logra­dos en mano de obra, cableado y todos sus accesorios (zanjeo, cañeros, bande­jas, soportes, cajas de paso, borneras, selladores, terminaciones, etc.).

El software SignalFire Toolkit, que permite la configuración de los dispo­sitivos de campo y de los gateways, se entrega y actualiza en forma gratuita.

integración con otros sistemasCada sistema está compuesto por un gateway con comunicación Modbus (RTU o TCP), y los dispositivos wire­less asociados (hasta un máximo de 240 por cada gateway).

Cada dispositivo de campo debe configurarse con una dirección particu­lar, que terminará siendo el ID de Modbus del mismo.

A su vez, el gateway también ten­drá su propio ID a través del cual el sistema de la planta podrá acceder a información de la red inalámbrica.

Por lo tanto, para que el sistema de la planta pueda leer un valor, sólo tiene que interrogar al esclavo correspon­diente (por ejemplo, al ID del sensor de presión instalado en la bomba) y pre­guntar por la variable de proceso.

transmisión confiable, robusta y seguraUna red de tipo mesh garantiza la transmisión de datos entre dispositivos de campo activos y el gateway a través de un gran número de caminos posi­bles.

De esta forma, ofrece un altísimo nivel de confiabilidad, ya que, con cada nuevo dispositivo instalado, se crea un camino para la transmisión de la información, aumentando así la robustez de la red.

Otro mecanismo destinado a garan­tizar la seguridad de la solución es la posibilidad de encriptación de los datos transmitidos. Al respecto, SignalFire permite la configuración de una clave para encriptar los datos, garantizando que la informacion no pueda ser inter­ceptada o modificada.

La información que los dispositi­vos de campo reportan al gateway incluye parámetros de diagnóstico, por ejemplo el nivel de la batería, la cali­dad de la señal inalámbrica y otros valores que pueden usarse para detec­tar fácilmente problemas de comunica­ción o programar un mantenimiento preventivo.

Preparado con el asesoramiento del Ing. Pablo A. Batch, Gte. Ingeniería de Aplicaciones, Esco Argentina S.A.

Esquema de la configuración de un sistema wireless remoto de monitoreo y control. Los nodos transmiten los datos recolectados de manera inalámbrica desde los sensores y los envían a un gateway que formatea la información en cuanto a accesibilidad por medio de un PLC en un centro de control o conexión de Internet a través de una laptop. Con gateways que aceptan hasta 10.000 nodos, una red wireless de control de sensores puede cubrir un área geográfica de cientos de kilómetros cuadrados.

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

La saga de TSNhacia el futuro de la automatización

Entre las nuevas tenden­cias y tecnologías para máquinas y procesos, con frecuencia se men­ciona el concepto de

TSN (Time Sensitive Networking). Por ser una tecnología relativamente nueva, muchos se preguntarán ‘¿Qué es?’ y ‘¿Tiene algo que ver con mi empresa?’.

TSN y el fuTuro de laS redeS eTherNeT iNduSTrial

Como quizás ya lo sepa, esta nueva tecnología transforma Ethernet están­dar en una tecnología de comunicacio­nes que garantiza temporización en aplicaciones de misión crítica. Con esto se podrá lograr un nivel completa­mente nuevo de determinismo en redes Ethernet IEEE 802.1 e IEEE 802.3.

Muchas aplicaciones de automati­zación industrial de hoy en día, por

ejemplo control de movimiento en fabricación discreta, establecen reque­rimientos estrictos de retardo para garantizar que las transmisiones de datos en tiempo real puedan soportar las demandas de diversas aplicaciones. Para cumplir con estos requerimientos, muchas soluciones actuales de control de automatización recurren a Ethernet convencional. Sin embargo, para la comunicación en tiempo real, desafor­tunadamente incorporan mecanismos técnicos adicionales, tales como mejo­ras de protocolo, que son incompati­bles entre sí.

El resultado es un mercado de solu­ciones Ethernet en tiempo real severa­mente fragmentado, que simplemente no admite futuros desarrollos. Algunos de estos desarrollos se refieren a un mayor ancho de banda y también a una mayor transparencia de la información entre el nivel de campo y el nivel de empresa, tal como lo sugiere Industrie

4.0. Y es allí donde aparece en escena TSN, que responde a estos desarrollos y representa el siguiente paso en la evolución hacia una tecnología de comunicación industrial confiable y estandarizada.

TSN y las redes iioTdel futuroDurante algún tiempo (e incluso hoy en día), la automatización industrial ha estado en un período de transición. Todos estamos luchando por lograr instalaciones de producción más flexi­bles y dinámicas, mucho más de lo que es posible actualmente.

Lo cierto es que esto se consigue sólo cuando la infraestructura de comu­nicaciones, para responder a todos estos requerimientos de IIoT, puede propor­cionar dos servicios esenciales al mismo tiempo y en la misma red: Comunicación estricta y confiable

en tiempo real que facilite la imple­

Las redes TSN pueden manejar las comunicaciones en forma determinística incluso si las comunicaciones se originan desde o están destinadas a dispositivos no determinísticos.

Determinístico?

Dispositivoextremo

Ingreso en / Egreso de la red TSN

El determinismo depende

de las capacidades de los

dispositivosEl determinismo depende

de las capacidades de los

dispositivos

TSN edge switch TSN edge switch

Dispositivoextremo

RedTSN

Determinístico?Completamente determinístico

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

mentación de aplicaciones exigen­tes (por ejemplo, control de movi­miento) a gran escala, distribuidas de manera flexible a través de las redes de automatización en su tota­lidad.

Gran ancho de banda en las redes de automatización para aceptar la gran cantidad de sensores y datos de fondo que se requieren para implementar aplicaciones de IIoT, tales como mantenimiento predicti­vo y análisis de Big Data.Ya que TSN responde a este plan­

teo, su importancia crecerá en infraes­tructuras de comunicaciones a medida que se conecte un mayor número de dispositivos en el contexto de la revo­lución de Industrie 4.0 e IIoT y se diversifiquen aún más los requerimien­tos de comunicación.

desde la Pirámide de automatización a la Columna de automatizaciónA raíz de los requerimientos que plan­tea IIoT, es muy posible que la familiar Pirámide de Automatización se trans­

forme en una Columna de Automa­tización.

La Pirámide de Automatización separa redes y aplicaciones industriales complejas en niveles funcionales que se destacan por una fuerte interacción horizontal. Dentro de cada capa de la pirámide, los dispositivos conectados en red interactúan entre sí y con las capas adyacentes. Sin embargo, era raro ver una comunicación directa a través de las múltiples capas del siste­ma de automatización completo; los sistemas basados en esta estructura eran estrictamente jerárquicos y no muy flexibles.

En cambio, la última tecnología permite que las redes se alejen del estricto modelo de pirámide, que ya no puede soportar estos requerimientos, e ingresen a un nuevo modelo, denomi­nado Columna de Automatización, que es más abierto y flexible y puede soportar nuevos requerimientos, tales como una fuerte comunicación vertical y una red troncal industrial robustecida con un importante poder computacio­nal.

¿Qué significa esto en las redes del futuro? Funciones de planificación de red, configuración y monitoreo más robustas, una comunicación tolerante a fallas y una mejor ciberseguridad, combinadas con TSN, que garantiza la transmisión de un tráfico de red de alta prioridad y bajo ancho de banda, y que permite, al mismo tiempo, la utiliza­ción plena del gran ancho de banda ofrecido por Ethernet para un tráfico de red con requerimientos de latencia débiles o inexistentes.

¿oPC ua TSN PrevaleCerá Por Sobre eTherNeT iNduSTrial?

OPC UA es un protocolo de comu­nicación independiente del proveedor y diseñado para uso industrial. Time­Sensitive Networking (TSN) es un desarrollo de los estándares Ethernet IEEE. Juntos, apuntan a conformar el primer estándar de comunicación Ethernet de tiempo real determinístico realmente independiente del proveedor.

La familiar pirámide de automatización se está convirtiendo en una columna de automatización para reflejar mejor las ubicaciones cambiantes de los sistemas de control y poder compartir datos en todos los niveles en lugar de hacerlo secuencialmente de una capa a la otra.

DispositivoExterno

Mayor interacciónERP

MES/SCADA

Control/PLC

Field/IO

Tiempo

Backbone (Fábrica)

Las funciones de control están cambiando

Enorme incremento en el número de dispositivos

PLCs virtuales

PLC virtual

Conexión a la nube(controlador denube de borde)

Acceso remotoseguro

E/Ss de campo

Nube de automatización local

Uplink anube global

Cone

ctiv

idad

Carg

a de

dat

os

TSN:

Red

de

alta

velo

cida

d y b

aja

frecu

enci

a

Unidad de control distribuídose junta con PLC y módulo E/S

Control distribuído

Supervisión centralizado/MES integrado

Industrie 3.0 Industrie 4.0Transición

Pirámide de automatización Columna de automatizaciónSe transforma en

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

Ante esta posibilidad, muchos expertos en automatización se preguntan si OPC UA TSN podrá reemplazar las redes existentes de Ethernet industrial.

¿un mejor ethernet industrial?Es el mercado quien, en definitiva, decidirá si OPC UA TSN podrá reem­plazar el mercado existente de Ethernet industrial, lo cual plantea otro interro­gante más: ¿Quiénes integran ese mer­cado y por qué habrán de pasar de Ethernet industrial a OPC UA TSN?

Los integrantes del mercado de auto­matización incluyen proveedores de equipos de automatización y acciona­mientos, fabricantes de máquinas para automatización de fábricas y proveedo­res de equipos para las industrias de procesos, además de los usuarios finales.

Los proveedores de automatización que han desarrollado la gran variedad de buses de Ethernet industrial existen­tes hoy en día iniciaron sus desarrollos con un protocolo estándar. Pero a la hora de implementar aplicaciones de tiempo crítico, por ejemplo control de movimiento de alta velocidad usando servo accionamientos, tuvieron que recurrir a una solución más allá de Ethernet estándar introduciendo modi­ficaciones de hardware en dispositivos de automatización y accionamientos para alcanzar el nivel necesario de con­fiabilidad y desempeño robusto en tiempo real. Además, esos proveedores solían seguir una estrategia propietaria, sumando un problema más a los fabri­cantes de máquinas, que tenían que responder a los diferentes requerimien­tos de sus usuarios finales.

Abordar la gran variedad de proto­colos se convirtió en un problema real, incluso entre los distintos grupos de proveedores que soportan ciertos ‘estándares’, tales como PROFINET, EtherNet/IP, Sercos, Powerlink, EtherCAT y CC­Link IE.

Los proveedores de automatización suelen seguir las principales tenden­cias, de modo que es más que seguro que implementarán protocolos OPC UA TSN basados en Ethernet. Sin embargo, a causa de las enormes inver­siones y la gran base instalada de Ethernet industrial, estos sistemas

seguirán estando por muchos años más.

Se espera que los proveedores de automatización que ofrecen aplicacio­nes con servo accionamientos rápidos testeen si OPC UA TSN está en condi­ciones de responder a los requerimien­tos de las aplicaciones actuales con servo accionamientos en tiempo real, lo que incluye seguridad, robustez, longitud máxima de cable y número de dispositivos conectables. Una vez tes­teado OPC UA TSN y sus característi­cas de seguridad aprobadas por las autoridades competentes, su imple­mentación avanzará en paralelo con nuevos dispositivos, o sea un proceso incremental y evolutivo que seguirá el camino de la aceptación.

En cambio, los fabricantes de máquinas para automatización discreta y los proveedores de equipos de auto­matización de procesos se encuentran en posiciones algo diferentes respecto de OPC UA TSN.

Mercado de automatización discretaLos fabricantes de máquinas apuntan normalmente a la funcionalidad de la máquina, por ejemplo tiempos rápidos de reacción. Si vemos la máquina de producción como una isla funcional y tenemos en cuenta la inexistencia actual de ofertas de automatización y accionamiento con OPC UA TSN, está claro que los fabricantes de máquinas no encuentran razón alguna para reem­plazar sus actuales sistemas de Ethernet industrial.

En cambio, para cumplir con los requerimientos de comunicación de datos de Industrie 4.0/IIoT y enviar datos desde la máquina a una arquitec­tura informática aguas arriba, los fabri­cantes de máquinas incorporan nuevos sensores y extraen más datos de los controladores y accionamientos, ade­más de entregar estos datos a la red informática vía un gateway o una com­putadora de borde. Esto podría conse­guirse por medio de una interface OPC UA TSN incorporada en el PLC o una PC industrial. La posibilidad de usar un protocolo estándar para conseguir interoperabilidad ayudaría a bajar los costos de ingeniería.

Mercado de automatización de procesosEn comparación con el mercado de automatización discreta, el número de proveedores de sistemas de control dis­tribuido y de sensores y actuadores para automatización de procesos es mucho menor. Las industrias, tanto de procesos como de manufactura discreta, necesi­tan un desempeño en tiempo real, pero ‘tiempo real’ en estas industrias tiene diferentes significados, con requeri­mientos más exigentes de desempeño en el control discreto de máquinas.

En las industrias de procesos, aun cuando los requerimientos de desempe­ño no sean tan exigentes, se necesita una disponibilidad 24/7 y un gran ancho de banda para operar todo el tiempo sin paradas y para recolectar y analizar las grandes cantidades de datos de proceso. Teniendo en cuenta que las industrias de procesos nunca tuvieron realmente una solución de fieldbus de proceso con un ancho de banda ade­cuado, el paquete técnico que ofrece OPC UA TSN sobre Ethernet debería resultarles sumamente atractivo, aun­que es probable que muchos tarden en adoptarlo.

usuarios finalesLos usuarios finales serán quienes más se beneficiarían de un protocolo Ethernet común basado en estándares. Lo cierto es que la extrema variedad de fieldbuses industriales de hoy en día implica una red de comunicación per­sonalizada y costosa a la hora de reco­lectar y transferir datos a equipos informáticos aguas arriba. Agrergando OPC UA TSN como puente entre las islas de fieldbus, los usuarios podrán implementar instalaciones interopera­bles a un costo más que razonable.

No es la única apuestaOPC UA TSN no es la única tecnología que amenaza desplazar los protocolos existentes de Ethernet industrial. El estándar DDS (Data Distribution Stan­dard) de Object Management Group (OMG), también mejorado con TSN, es ampliamente utilizado en defensa e infraestructura energética, y se extien­de ahora a robótica y fabricación de máquinas.

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INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18739

Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

La colaboración entre OPC Founda­tion, FieldComm Group y OMG apun­ta a establecer interoperabilidad entre DDS y OPC UA. Los proveedores de automatización de todo el mundo verán con buenos ojos la posibilidad de ofre­cer ambos estándares de comunicación en el futuro, sea como dos protocolos diferentes o como un solo paquete de software de comunicación si la intero­perabilidad OMG­OPC se traduce en una solución fácil y consistente que pueda ser configurada para ser compa­tible con DDS u OPC.

TSN iNTegrado eN ProfiNeT

Cada vez tiene más fuerza una nueva tecnología IEEE para Ethernet que combina el ancho de banda de las redes de IT (Information Technology) con la latencia de las redes de OT (Operational Technology). Estamos hablando de TSN (Time­Sensitive Net­wor king), que consiste de un toolkit de mecanismos estandarizados que se pueden usar en redes basadas en Ethernet.

Al respecto, el grupo de trabajo PI (PROFIBUS & PROFINET Interna­tional) ‘Industrie 4.0’ ha elaborado un conjunto de requerimientos y objetivos para el uso futuro de TSN en PROFINET. El trabajo apunta a facili­tar a los usuarios de PROFINET la utilización de la nueva tecnología en sus dispositivos o sistemas mientras aprovechan el conocimiento existente. Además, servicios como diagnóstico, parametrización, etc. deberán ser idén­ticos a los de este momento. Por su parte, la ingeniería, o sea la configura­ción de la red, deberá realizarse de manera similar a cómo se hace hoy en día. De esta forma, PI logrará una fácil transición al nuevo paisaje de Ethernet y podrá asegurar una amplia acepta­ción entre usuarios.

PI recurre a la tecnología estándar de Ethernet para disponer de una amplia selección de chips Ethernet para la implementación de la interface PROFINET en dispositivos y también beneficiarse de futuros desarrollos de la tecnología IEEE, tales como anchos de banda en el orden del gigabit.

Además, con TSN, es posible

implementar redes sincrónicas en apli­caciones isocrónicas. Anteriormente, las redes tenían que configurarse por separado e integrarse en chips dedica­dos en los dispositivos. Esta es la única forma de garantizar que PROFINET permanezca a prueba del futuro y, al mismo tiempo, simplificar los ajustes.

Además de una arquitectura tipo pila, que es fácil de integrar y escalar, otro objetivo crucial para el uso de la tecnología es un alto grado de determi­nismo y robustez de un tráfico basado en IP que no es capaz de funcionar en tiempo real. La confiabilidad aumenta, ya que TSN permite reservar ancho de banda en la red para tareas individuales de modo que no puedan ser interrumpi­das por otro tráfico. Esto es especial­mente importante teniendo en cuenta que en las redes de Industrie 4.0 se usará una gran variedad de protocolos uno al lado del otro. De esta forma, PI incorpora comunicación paralela vía OPC UA entre estaciones a nivel de sistema o desde dispositivos a nivel de campo hasta la nube ya desde el comienzo.

Con la introducción de TSN, se simplifica la ingeniería de la red en sistemas más complejos, hasta lograr redes tipo ‘plug-and-work’ que permi­tan la reconfiguración durante opera­ción. Además, los mecanismos de TSN disponibles con el protocolo en tiempo real ofrecen opciones que PI ha busca­do desde siempre.

Según Karsten Schneider, presi­dente de PI, "PI amplia PROFINET con los mecanismos de TSN en la capa 2, conservando la capa de aplicación en los niveles superiores. Esto permite migrar aplicaciones a la nueva tecno-logía de manera sencilla e incremental y aprovecha las ventajas de una tecno-logía IT abierta y estandarizada".

Preparado por Víctor Marinescu, director de la revista Instrumentación & Control Automático.

Protocolo de aplicación6. Presentación

7. Aplicación

5. Sesión

4. Transporte

3. Red

2. Enlace de datos

1. Física

hoy

e.g. 100 Mbit/s / 1 Gbit/s

IP

UDP TCP

futuro

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

Emerson y sus 10 años de innovación wireless

Ya van más de 10 años desde el advenimiento de los primeros transmiso-res wireless presentados por Emerson. Después

de una década de liderar tecnologías wireless para la industria, Emerson pronostica otros 10 años de crecimien-to exponencial en la adopción de apli-caciones de wireless y Pervasive Sensing destinadas a maximizar la seguridad y la confiabilidad, optimizar la producción y habilitar la implemen-tación de estrategias de IIoT (Industrial Internet of Things).

Wireless industrial y Pervasive Sensing conforman la tecnología digi-tal que permitirá a la industria acceder

a datos esenciales que servirán para tomar mejores decisiones y mejorar tanto las operaciones como la seguri-dad.

“Wireless quizás sea la tecnología que más impactó en la industria desde la aparición de la instrumentación digital hace más de treinta años,” comentó Bob Karschnia, vicepresiden-te de wireless de Emerson Automation Solutions. “En los últimos 10 años, la tecnología wireless industrial, combi-nada con sensores inteligentes, ha aportado la base para soportar aplica-ciones basadas en la nube, monitoreo remoto e IIoT en la próxima década.”

Colaborando con sus clientes en las primeras instalaciones, Emerson logró introducir el primer estándar de auto-matización wireless industrial en el mundo en 2007. A la fecha, Emerson ha sobrepasado 10 mil millones de horas de operación wireless a través de más de 32.000 redes, aportando confia-bilidad, robustez y seguridad.

Si bien la adopción inicial tenía que ver con entornos severos, remotos y de difícil alcance, la tecnología wire-less ha extendido su ámbito de imple-mentación para automatización desde funciones básicas, tales como de monitoreo de variables de proceso, a nuevas aplicaciones, tales como moni-toreo acústico, detección de corrosión y monitoreo de consumo de energía. Las nuevas plantas aprovechan la tec-nología wireless en aplicaciones a nivel de empresa, tales como monito-reo de la salud de equipos y gestión de energía.

“Teniendo en cuenta los nuevos precios del petróleo y el foco puesto en obtener más valor a partir de los acti-vos existentes, las empresa apuntan cada vez más a wireless como tecnolo-gía de costo económico y altamente eficiente para optimizar el desempeño

de toda la instalación,” agregó Karschnia. “En los próximos 15 años, las plantas podrían llegar a ser 100% wireless, como lo son muchos hogares hoy en día que han dejado atrás el servicio telefónico cableado.”

En los últimos 10 años, Emerson introdujo una amplia gama de senso-res, aclaró Peter Zornio, director de tecnología en Emerson Automation Solutions. “La tecnología wireless es un aspecto sumamente importante de Pervasive Sensing, ya que los sensores wireless son fáciles de implementar y mantener y también fáciles de conectar y comunicarse con ellos,” explicó Zornio.

Zornio describe el concepto de Pervasive Sensing como una genera-ción completa de sensores que se dife-rencian de las mediciones tradicionales en plantas de proceso por su capacidad de soportar directamente aplicaciones en otras áreas, tales como seguridad,

Monitor wireless de gases tóxicos Rosemount 928.

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

de una instalación en aplicaciones consideradas hasta ahora como dema-siado costosas y difíciles de monito-rear.”

Otra mejora es la certificación a prueba de explosión en Estados Unidos y Canadá del adaptador Wireless THUM. Es un dispositivo que puede ser adosado a todos los dispositivos HART existentes de dos, tres y cuatro hilos y convertirlos en dispositivos wireless. Extrae una pequeña cantidad de la energía del lazo desde el disposi-tivo, permitiendo su montaje donde-quiera en la instalación y facilitando la visibilidad de las áreas peligrosas.

Emerson también lanzó el transmi-sor de radar de onda guiada (GWR) wireless Rosemount 3308 para el monitoreo continuo de nivel e interfa-se, rediseñado para alcanzar una exac-titud de ± 3 mm. “Este GWR mantiene alejada a la gente de los tanques,” explicó Zornio. “Hay muchas áreas en la industria de petróleo y gas donde se debe salir al exterior y medir tanques en forma manual. No es algo muy seguro trepar y bajar de tanques o trabajar cerca de un gas peligroso. Esta instrumentación de nivel exacta y confiable ayuda a evitar estos peligros asociados con la medición de tan-ques.”

gestión medioambiental, energía y con-fiabilidad. Esta red cada vez más

Transmisor wireless de radar de onda guiada Rosemount 3308.

robusta de tecnologías de sensado y automatización está conformada por más de 50 dispositivos wireless y capa-cidades de medición wireless de tem-peratura, presión, corrosión y energía.

La familia Pervasive Sensing inclu-ye ahora capacidades de sensado de gases peligrosos, la posibilidad de extender datos cableados a una red wireless y sensado de nivel.

Emerson presentó recientemente un nuevo monitor wireless de gases tóxicos Rosemount 928. “Este sensor wireless de gas puede monitorear gas sulfhídrico tóxico en cabezales de pozos, parques de tanques y otras ubi-

caciones remotas,” señaló Zornio. “Permite eliminar tareas del personal en áreas peligrosas. Antes, un trabaja-dor tenía que ingresar en un área para determinar si había gas tóxico. Una red permanentemente instalada de sen-sores que monitorean la presencia de gas tóxico mejora la seguridad global

El mundo avanza y también las necesidades de información…Para responder a estas necesidades, la revista Instrumentación & Control Automático decidió preparar un boletín digital mensual con noticias comentadas y perspectivas, donde la objetividad y la actualidad serán premisas ineludibles en su elaboración.Para más información: [email protected]

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18742

IO-Link a la hora de implementarIndustrie 4.0 e IIoT

Una de las claves para que Industrie 4.0 y las fábricas inteligentes se hagan realidad es la comunicación bidirec-

cional entre sensores de bajo nivel y actuadores, por un lado, y controlado-res de mayor nivel, sistemas de auto-matización y sistemas MES, por el otro. Y esto es justamente lo que hace IO-Link…

Los dispositivos habilitados por IO-Link no sólo transmiten datos de máquina a los sistemas de gestión de negocio, sino que también permiten que un sistema de control pueda cargar datos de parámetros en el dispositivo, el cual, a su vez, puede enviar de vuel-ta información de estado al controla-dor. De esta forma, los dispositivos

IO-Link facilitan el comisionamiento y la puesta en marcha de máquinas, pue-den realizar ajustes mientras funciona una máquina y ofrecen capacidades de monitoreo y diagnóstico. El resultado final es una mayor flexibilidad en máquinas y procesos, un aumento de la productividad y menos paradas.

¿Qué es IO-LInk?IO-Link es la primera tecnología de

E/S en ser adoptada como estándar internacional (IEC 61131-9). Es un protocolo de comunicación serie abier-to que permite el intercambio bidirec-cional de datos desde sensores y otros dispositivos que soportan IO-Link y están conectados a un maestro. El maestro IO-Link puede transmitir estos datos sobre distintas redes, fieldbuses o

buses de backplane, facilitando el acce-so a los datos para tomar una acción inmediata o para un análisis a largo plazo mediante un sistema de informa-ción industrial (PLC, HMI, etc.).

Cada sensor IO-Link tiene un archivo IODD (IO Device Description) que describe el dispositivo y sus capa-cidades de IO-Link.

Cabe señalar que IO-Link no es otro fieldbus, sino un protocolo de comunicación punto a punto entre un sistema IO compatible y un dispositivo de campo. Puesto que IO-Link es un estándar abierto, los dispositivos pue-den ser integrados prácticamente en cualquier fieldbus o sistema de auto-matización.

Tradicionalmente, integrar una interface de fieldbus hasta un dispositi-vo ubicado en el nivel más bajo de campo resultaba costoso. IO-Link es un sistema sencillo y económico que trans-mite datos binarios, analógicos, de para-metrización y de diagnóstico a través de un cable de tres hilos sin blindaje.

Un sistema IO-Link básico consiste de un maestro; dispositivos como sen-sores, actuadores, arrancadores de motor y lectores RFID; cables de hasta 20 metros de largo (normalmente con conectores M12 instalados en fábrica); y herramientas de software de configu-ración.

El maestro IO-Link se comunica con los dispositivos IO-Link, recolecta allí los datos y los transmite a un siste-ma de bus de mayor nivel. El protocolo de comunicación IO-Link no incluye definición alguna en cuanto a este pro-tocolo de mayor nivel.

El master IO-Link puede tener varios canales, uno para cada dispositi-

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Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18743

vo conectado, y puede ser integrado dentro de un PLC o controlador para servir como gateway a distintos fiel-dbuses, tales como DeviceNet, PROFI-NET y EtherNet/IP. En consecuencia, se lo puede utilizar como conexión entre dispositivos individuales y el sistema de automatización de planta.

Ventajas de IO-LInkMenos cableado y estandarizadoUn beneficio importante de IO-Link en muchas industrias es que no requiere un cableado especial o complicado. Por el contrario, los dispositivos IO-Link pueden ser conectados utili-zando los mismos cables de tres hilos sin blindaje estándar de las E/Ss dis-cretas convencionales, lo que simplifi-ca el cableado y reduce la variedad de cables que requieren los sensores, aho-rrando en costos de inventario.

IO-Link también soporta una confi-guración maestro-esclavo con puntos de conexión pasivos, lo que recorta aún más los requerimientos de cableado.

Mayor disponibilidadde datosLa disponibilidad de datos es una potente ventaja de IO-Link con un gran número de consecuencias. El acceso a

datos a nivel de sensor garantiza una operación óptima de los componentes del sistema, simplifica el reemplazo de dispositivos y habilita la implementa-ción de programas optimizados de mantenimiento de máquinas, todo lo cual ahorra costos y reduce el riesgo de una parada de máquina.

Hay tres tipos principales de datos disponibles a través de una comunica-ción IO-Link, que se pueden clasificar como datos cíclicos (datos automática-mente transmitidos en forma regular) o datos acíclicos (datos transmitidos según necesidad o a pedido): Datos de proceso – Se refieren a la

información que el dispositivo lee y transmite al maestro, por ejemplo la lectura de distancia en un sensor de medición láser. Los datos de proceso también pueden referirse a la información transmitida al dis-positivo desde el maestro, por ejemplo mensajes enviados a una columna luminosa indicando qué segmentos de color deben ilumi-narse. Los datos de proceso son transmitidos en forma cíclica den-tro de un marco definido de datos. Junto con los datos de proceso, también se transmiten datos del estado del valor, o sea indicaciones acerca de la validez o no de los datos de proceso.

Datos de servicio – También deno-minados datos de dispositivos, se refieren a la información acerca del propio sensor, por ejemplo valores de parámetros, números de modelo y serie, descripciones de dispositi-vos, etc. Los datos de servicio puede ser escritos al dispositivo o leídos desde el dispositivo en forma acíclica.

Datos de eventos – Se refieren a notificaciones, tales como mensa-jes de error o alertas de manteni-miento, por ejemplo por sobreca-lentamiento de un dispositivo o lentes sucios, que son transmitidos

Pirámide de automatización.

Nivel de control de proceso MESHerramienta de ingeniería, sala de control, HMI

Ethernet

Comunicaciónentre los niveles

Ethernet industrial

Sistema de fieldbuso Ethernet industrial

Señal de conmutación binariaSeñal analógica10-LinkHART

Nivel de controlControl de lazo abierto/cerrado (PLC)

Nivel de campoE/S remotas, IO-Link Master

Nivel de sensor/actuador10-Link Device, sensores/actuadores binarios/analógicos

Nivel de gestión ERPServidor de datos, visualización de la productividad

IO-Link es un sistema sencillo y económico que transmite datos

binarios, analógicos, de parametrización y de diagnóstico a través de un cable

de tres hilos sin blindaje.

Page 46: Your Global Automation Partner IO-Link Simple, sin ... · WinCC. Esta librería de bloques permite a los usuarios resolver rápida y eficien-temente una amplia gama de tareas de automatización,

Comunicaciones en la era de Industrie 4.0 e IIoT

INSTRUMENTACION CONTROL AUTOMATICO 18744

en forma acíclica desde el disposi-tivo IO-Link al maestro siempre que ocurra un evento.Esta abundancia de datos valiosos

que se consigue con IO-Link es inte-gral para Industrie 4.0 e IIoT.

detección y parametrización automáticas de un dispositivo IO-Link Durante la puesta en marcha inicial, los parámetros operativos de un dispositi-vo se encuentran guardados en el maestro. Una vez conectado, el maes-tro reconoce el dispositivo y habilita su puesta en marcha automática. Si un dispositivo, por ejemplo un sensor, falla, puede ser cambiado y los datos de parametrización guardados en el maestro descargados automáticamente en el dispositivo de reemplazo.

diagnósticos extendidosIO-Link permite a los usuarios ver los errores y estado de salud de cada dis-positivo, o sea ver no sólo lo qué está haciendo el sensor sino cuán bien lo hace, algo crítico a la hora de conocer la eficiencia de una máquina. Además, los diagnósticos extendidos permiten a los usuarios identificar fácilmente cuando un sensor está mal funcionando y diagnosticar el problema sin detener la línea o la máquina.

Funciones remotas de configuración y monitoreo Con IO-Link, los usuarios podrán leer y cambiar parámetros de dispositivos utilizando el software del sistema de control, lo que se traduce en una rápida configuración y comisionamiento que ahorra tiempo y recursos. Gracias a IO-Link, los operadores podrán modi-ficar dinámicamente los parámetros de los sensores desde el sistema de con-trol según necesidad, por ejemplo en el caso de un cambio de producto, lo que reduce paradas y permite que las máquinas acepten una mayor diversi-dad de productos. Esto resulta espe-cialmente importante en aplicaciones con paquetes donde la exigencia de variar el empaque es cada vez más frecuente.

Asimismo, la posibilidad de moni-torear salidas de sensores, recibir aler-

tas de estado en tiempo real y ajustar desde prácticamente cualquier lugar permite a los usuarios identificar y resolver al instante los problemas que surgen a nivel de sensor. Esto también significa que los usuarios podrán tomar decisiones en base a datos en tiempo real desde los propios componentes de máquina, lo que recorta paradas costo-sas y mejora las eficiencias.

datos en tiempo real e históricosLa combinación de datos en tiempo real e históricos que se consigue con un sistema IO-Link, además de simpli-ficar la resolución de problemas cuan-do surge un inconveniente, también facilita la optimización de los progra-mas de mantenimiento de máquinas, ahorrando costos y aumentando la efi-ciencia a largo plazo.

Cambios sobre la marcha Los parámetros de los dispositivos ins-talados pueden ser ajustados rápida-mente mientras la máquina está funcio-nando. Por ejemplo, piense en un regu-lador de presión que controla la fuerza que un cilindro neumático aplica a un producto. Si el siguiente producto requiere una fuerza diferente, los usua-rios podrán reconfigurar los setpoints de presión del regulador sobre la mar-cha y no interrumpir la producción. Esto difiere sustancialmente del proce-so convencional bastante lento donde un operador de máquina resetea pulsa-dores o tornillos de ajuste. La capaci-dad del controlador de cambiar de manera rápida y remota los ajustes de los dispositivos es una característica clave de IIoT, ya que minimiza el tiem-po de transición de un tipo de opera-ción a otra y le brinda a la máquina una mayor flexibilidad para manejar una gama más amplia de productos y lotes de producción, llegando a fabricar una sola pieza de algún producto (Lote 1).

Reemplazo sencillode dispositivosAdemás de la posibilidad de ajustar remotamente el sensor, la capacidad de almacenamiento de datos de IO-Link también permite una reasignación automática de parámetros en caso de

reemplazo de dispositivos; esta funcio-nalidad se conoce también como ADR (Auto-Device Replacement). De esta forma, los usuarios podrán importar valores de parámetros de los sensores existentes en el sensor de reemplazo para simplificar el reemplazo, con lo que el nuevo dispositivo estará operan-do lo más rápidamente posible.

Menores costos de repuestosGracias a las capacidades de configu-ración de IO-Link, un dispositivo puede ser configurado para ofrecer distintas funciones de salida.

COnCLusIón

Todas estas ventajas, que se suman a la independencia de proveedor e inte-roperabilidad, hacen que IO-Link sea una herramienta importante a la hora de implementar Industrie 4.0 e IIoT.

Preparado en base a material suministrado por Turck. Representante en la Argentina: Aumecon S.A.

IO-Link ahorra tiempo, optimiza espacio y recorta

costos.

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