Los operarios de máquinas y plantas utilizan cada vez más el Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Para que los clientes puedan aprovechar al máximo las instalaciones conectadas a la IIoT, la maquinaria y los equipos deben disponer de una conexión a la nube. Para ello se utilizan dispositivos Edge. El consumo energético debe ser rastreado, los equipos deben ser más rápidos y fáciles de mantener, y también debe poderse medir y comparar el rendimiento de los recursos. La IoT industrial promete todo esto y mucho más gracias a una maquinaria y unas líneas de producción altamente automatizadas y ultraconectadas.
El IoT industrial supone muchas ventajas, pero también deben abordarse una serie de desafíos tales como la seguridad, la privacidad, la integridad de los datos y la interoperabilidad. Resolver estos desafíos requiere una planificación cuidadosa, invertir en la tecnología adecuada como el control APROL Edge y trabajar con proveedores de soluciones experimentados como B&R para implementar con éxito la IIoT en las operaciones industriales.
¿Qué es el cálculo Edge? Con el IoT industrial, los usuarios pueden obtener más información de sus máquinas y plantas. Si una pieza de la máquina muestra signos de desgaste, o cuándo es probable que falle, por ejemplo. El cálculo Edge es un método de recopilación de grandes volúmenes de datos cerca de su origen para poder comprimirlos antes de pasarlos a sistemas de nivel superior. Un dispositivo Edge es, por tanto, el vínculo entre el nivel de máquina capaz de trabajar en tiempo real y el nivel de proceso (tecnología operativa, o TO) y la informática.
Detección del potencial de optimización
La necesidad de contar con unos procesos más eficaces y eficientes en la industria es enorme: es necesario recopilar datos de funcionamiento y valores de consumo de energía para identificar el potencial de optimización y mejorar el rendimiento de las distintas máquinas de forma comparable.
Reconocer el potencial de mejora de la calidad
La adquisición y el procesamiento automáticos de una amplia gama de datos de funcionamiento y calidad permiten detectar las desviaciones de los valores objetivo en una fase muy temprana de la producción. Un método útil consiste en comparar datos en tiempo real de la misma máquina.
Flexibilidad y ampliaciones de la planta de producción
Muchas plantas de producción ya existentes han crecido de forma natural con maquinaria adicional. Las ampliaciones de capacidad asociadas provocan cuellos de botella tanto en los procesos anteriores como en los posteriores. Debe examinarse la interacción dinámica de las máquinas en la red de la planta de producción para eliminar los cuellos de botella.
Control APROL Edge: sólido, potente y preparado para los desafíos del futuro
La respuesta a todas estas preguntas y la solución a los desafíos es el control APROL Edge de B&R. El uso del control Edge como parte del ecosistema del IoT industrial permite a las empresas que utilizan la automatización industrial optimizar sus procesos, aumentar la eficiencia y mejorar el mantenimiento aprovechando tanto los datos en tiempo real como la inteligencia local. Ello puede ayudar a aumentar el rendimiento general y la fiabilidad de los equipos de producción.
El control APROL Edge se basa en Automation PC sólidos y potentes. Estos ordenadores están equipados con potentes procesadores Intel de la clase de mayor rendimiento y, por lo tanto, resultan ideales para tareas muy exigentes, como el aprendizaje automático y el análisis de Big Data. El control Edge ejecuta un sistema operativo reforzado que se utiliza para preprocesar los datos. El sistema operativo de uso general (GPOS, por sus siglas en inglés) es una distribución Linux para empresas con garantía de asistencia a largo plazo. Hypervisor de B&R permite utilizar simultáneamente un sistema operativo en tiempo real en el control Edge. El dispositivo Edge es un control industrial plenamente operativo con tiempos de ciclo en el rango de milisegundos. Los programas en tiempo real pueden crearse en todos los lenguajes de la norma IEC 61131. De esta forma se facilita la cartografía, incluso de sistemas de control complejos. Puede conectarse un número ilimitado de módulos de E/S o controles a través del protocolo POWERLINK Industrial Ethernet u otros sistemas de bus de campo.
Monitores
Ordenadores de control
Ethernet estándar/industrial
Visualización en múltiples pantallas
Tarjetas de interface de red
Control de bus OPC UA / Puerta de enlace IIoT
El control de bus X20BC008T ofrece un procesamiento de certificados integrado y, por lo tanto, es uno de los primeros dispositivos de campo que cumple con los requisitos de seguridad de los sistemas informáticos modernos. Esta es la clave para una verdadera convergencia de las tecnologías informática/operativa y muchas aplicaciones de IoT.
Recopilación y compresión de datos
Para que el análisis de datos facilite una información útil, debe basarse en datos de operaciones y producción que se recopilen de una forma fluida y centralizada. Con la función PDA (Adquisición de datos de proceso) del control APROL Edge, pueden recopilarse en tiempo real todos los datos sin procesar que sean relevantes para la producción.
Archivar datos
El control APROL Edge está equipado con una base de datos NoSQL (APROL ChronoLog) para registrar señales y eventos continuos. El usuario también tiene a su disposición una base de datos SQL (MariaDB) para utilizarla con la aplicación.
Analizar datos
El control APROL Edge ofrece numerosas opciones para evaluar los datos recopilados. Las respectivas funciones están disponibles en módulos de control, lo que permite al usuario seleccionar de manera modular los módulos de control necesarios para la aplicación.
Visualizar la información
En caso necesario, el control APROL Edge también puede utilizarse para visualizar datos, resultados y evaluaciones. La solución de HMI integrada en tiempo real basada en la web, mapp View, facilita la creación de páginas de HMI. Dado que mapp View se basa en HTML5, CSS3 y JavaScript, las aplicaciones de HMI resultantes son independientes de la plataforma utilizada, están preparadas para el futuro y pueden visualizarse en cualquier dispositivo habilitado para la navegación web.
Orquestación
El objetivo de la arquitectura de cálculo Edge es que los algoritmos procesen los datos de las máquinas de forma segura y fiable en tiempo real, con unos tiempos de ciclo en el rango de ms, independientemente del estado de la infraestructura. Para ello, la aplicación debe disponer de todas las funcionalidades de un sistema de control moderno. Ello no supone ningún problema, ya que el control APROL Edge también es un control industrial plenamente operativo.
Seguridad industrial
Los dispositivos Edge se sitúan en el umbral entre la tecnología de la información y la tecnología operativa, lo que los convierte en un objetivo prioritario para los hackers que buscan acceder a estos sistemas. Por este motivo, el control APROL Edge dispone de múltiples protecciones contra las amenazas informáticas.
Control
El control APROL Edge dispone de numerosos modelos preconfigurados para las tareas de control. Para procesos con interdependencias complejas, el control Edge puede confiar en su función de control avanzado de procesos. Para ello se utiliza el control predictivo basado en modelos (MPC, por sus siglas en inglés). Utilizando un modelo del proceso, el control realiza automáticamente cálculos para optimizar el control. Los errores de control se minimizan automáticamente.
Conexión a la nube a través de MQTT
El control APROL Edge ofrece una amplia gama de opciones de comunicación: los dispositivos y sistemas de otros fabricantes pueden conectarse fácilmente al control Edge. Para la comunicación con sistemas de nivel superior, el control Edge incluye de serie un servidor y cliente de OPC UA, así como un cliente MQTT. El reducido tamaño del código y sus bajos requisitos de ancho de banda han convertido a MQTT en el protocolo estándar para los proveedores de servicios en la nube.
Procesado y enlatado de alimentos
En el procesado de alimentos se utilizan máquinas especiales de diversos fabricantes. Los controles integrados en las máquinas se rigen por distintos protocolos de comunicación. El control APROL Edge se utiliza para la recopilación y procesamiento de datos, así como para evaluar la eficacia global del sistema (OEE, por sus siglas en inglés). Ello también permite un seguimiento completo de los productos y los lotes. La visualización gráfica de las líneas de producción ayuda a controlar el estado del sistema.
Recopilación de datos en trenes de laminación
Un proveedor mundial de trenes de laminación ha equipado a varias docenas de centros distribuidos por todo el mundo con controles APROL Edge que envían sus datos de funcionamiento a través de MQTT a un sistema central de recopilación de datos mediante una solución en la nube. Esta base de datos global no solo se utiliza para determinar la productividad y la calidad, sino que también constituye la base central para planificar los trabajos de mantenimiento.
