Los fabricantes están formando sus propias ideas e interpretaciones de lo que es una «fábrica inteligente» y lo que quieren que haga por ellos. Pero una necesidad común es que los componentes críticos tengan inteligencia adicional, permitiendo la comunicación y la interacción máquina a máquina.
Al tratar de crear un entorno de fábrica inteligente, primero se trata de aspectos prácticos como la arquitectura general del sistema y de garantizar que la multitud de nuevos sensores y actuadores tengan la capacidad de comunicarse a través de una red.
Las redes industriales deben considerarse como la base de la fábrica inteligente. Utilizados para el control y control de procesos, utilizan protocolos (un conjunto de reglas que el sistema debe cumplir) para controlar el idioma, los medios y la topología de la red. Al usar redes industriales, puede hacer que sus sensores y actuadores sean más inteligentes, lo que eventualmente llevará a un mejor rendimiento, una fabricación más flexible y la capacidad de integrar instalaciones de fábrica con sistemas de TI.
Los dispositivos habilitados para la comunicación se utilizan ampliamente en la fábrica moderna. Los sistemas basados en microprocesadores proporcionan funciones avanzadas tales como monitoreo analógico, control y control de movimiento a alta velocidad, así como el intercambio de datos a través de redes de comunicación.
Seleccionando la red Correcta
Está claro que el cambio hacia el Internet industrial de las cosas (IIoT) está impulsando cambios en el mercado. Las redes Ethernet están ganando popularidad rápidamente. Muchas de estas redes y protocolos están diseñadas específicamente para aplicaciones industriales, ya que ofrecen integración con la infraestructura de TI, conectividad a Internet y monitoreo remoto.
Muchas de las redes y protocolos Ethernet, como PROFINET IO, EtherNet / IP, EtherCat y Modbus TCP, han existido durante los últimos 15 años. Sin embargo, hasta ahora, el costo prohibitivo de instalar estos sistemas limitaba el alcance de las posibles aplicaciones a aquellas que requerían los niveles más altos de sofisticación. Como resultado, las redes de bus de campo más económicas como PROFIBUS DP, DeviceNet, CANopen y la interfaz AS han sido populares en el pasado para operaciones menos complejas.
En todos los tipos de industrias donde se aplica la automatización de procesos, estamos viendo cómo el bus de campo tradicional se exprime lentamente. Esto se debe principalmente al costo de la caída de las redes y los protocolos de Ethernet y al aumento de las tecnologías emergentes en el mercado, como las redes inalámbricas y los protocolos de comunicaciones abiertas.
IO-Link
Uno de estos protocolos de comunicación abierta relativamente nuevo es IO-Link. Iniciado en 2008, IO-Link podría ser el siguiente protocolo industrial significativo, ya que es una extensión local perfecta de una red Industrial Ethernet superior. Es la primera tecnología de E / S para la comunicación con sensores y actuadores que se adopta como un estándar internacional (IEC 61131-9). Esto significa que los dispositivos se pueden integrar de la misma manera en todos los sistemas de bus de campo y sistemas de automatización de uso común, hasta el nivel de planificación de recursos empresariales (ERP).
La interfaz punto a punto de alto rendimiento se basa en la conexión de 3 cables que tiene toda la simplicidad de una instalación plug-and-play. Los módulos IO-Link utilizan cables estándar no blindados para conectar dispositivos esclavos al maestro IO-Link. Esto reduce el costo del cableado en un factor de cinco en comparación con los cables específicos del protocolo. La configuración de cada dispositivo se puede almacenar y descargar en un nuevo dispositivo si se necesita un reemplazo, sin necesidad de programación.
La clave para desbloquear el poder de estos dispositivos inteligentes es hacer que esta información de diagnóstico sea fácil de acceder. IO-Link permite capacidades de intercambio de datos cíclicos para que pueda enviar fácilmente la información valiosa directamente a donde necesita ir, ya sea a una pantalla HMI, una luz de señal o una solicitud de mantenimiento. Si es necesario cambiar o calibrar los parámetros del sensor o del actuador, eso se puede hacer de forma remota, incluso cuando la línea de producción aún está en funcionamiento, y eso significa que se pueden evitar paradas y paros.
Hay más de 130 empresas en la comunidad IO-Link, que representa más de 3.5 millones de nodos logrados en el campo. Factores tales como la facilidad de instalación, un mayor control y las capacidades mejoradas de diagnóstico de IO-Link, han ganado la tecnología una base de usuarios sustancial. Parece que este tipo de tecnología de E / S es un avance definitivo hacia la «fábrica inteligente» de dispositivos inteligentes que los fabricantes han estado esperando ansiosamente.
Haciendo más con menos
Si visita alguna planta automotriz o de empaque, el ‘elefante en la habitación’ suele ser el gran gabinete del controlador que alberga los PLC y los contactores. Estos gabinetes ocupan mucho espacio de piso valioso, pero ahora parece que el gabinete está destinado a contraerse dramáticamente. Las fuentes de alimentación, los PLC y los conmutadores de Ethernet se están volviendo más resistentes, pasando de IP 20 a IP 65 en muchos casos. Con equipos como los relés de seguridad que se mueven cada vez más fuera del gabinete, comenzaremos a ver cómo el PLC se mueve hacia la propia herramienta.
En última instancia, las fábricas recuperarán ese espacio premium que una vez fue ocupado por el gabinete y los maestros IO-Link instalados para que los cables también se descentralicen. Ambos verán una disminución dramática en el costo.
Este modelo de negocio reducido «haga más con menos» alentará a aquellos que aún suelen cablear sus colectores de válvulas a dar ese salto hacia las redes industriales, porque ahora tenemos la capacidad de poner diagnósticos inteligentes en tiempo real en colectores de válvulas. Puede ver fácilmente si una bobina ha sido cortocircuitada o si el voltaje está disminuyendo. Hay mucha información que puede obtener ahora que no pudo antes, simplemente porque hay más inteligencia en esa variedad neumática, lo que permite una fabricación flexible y una mayor seguridad.