Nuevas tecnologías en Automatización en tiempos de Industria 4.0

Transcripción

1 Nuevas tecnologías en Automatización en Expositor: Ing. Fernando Amaya 1

2 Conceptos que debemos entender en Industria 4.0: 1. Digitalización 2. Integración 3. Automatización 4. Experiencia de Usuario 5. Analítica de los datos 6. Conectividad 2

3 DIGITALIZACIÓN Toda información debe estar en formato electrónico (paperless). Ello permitirá: Implementar reportes de avisos y tareas pendientes (workflows) Automatizar recolección de datos (producción, usuarios, mantenimiento, etc.) Obtener información de los procesos (tiempos, flujos, nivel, temperaturas, etc.) para medición y analísis La tecnología actual permite que la digitalización vaya de la mano de la movilidad, facilitando el uso de dispositivos móviles (tablets o telefonos móviles). 3

4 EJEMPLO DE DIGITALIZACIÓN: Mobile App de Yaskawa para variadores de velocidad Video Cada variador tiene código QR en la parte frontal. Al ser escaneado desde un celular con la App Drive Wizard es posible: Establecer los parámetros de operación y comunicación. Inclusive tareas como autotuning de motor Monitoreo de valores de parámetros en línea, descripción detallada de alarmas/fallas Acceso a manuales y datasheet de producto La conexión entre celular y variador se realiza vía Bluetooth. 4

5 INTEGRACIÓN La integración supone el uso de herramientas tecnológicas (HW/SW) que permitan interactuar en tiempo real en 3 niveles básicos: Automatización (Fábrica inteligente) Experiencia de Usuario/Proveedor Analísis a nivel corporativo La integración permite conectar a diferentes sistemas para facilitar el intercambio de información. El objetivo en cada etapa es ganar eficiencia, minimizar errores y homogeneizar el acceso a la información desde otros sistemas. 5

6 AUTOMATIZACIÓN Video Es el uso de sistemas o elementos informatizados y electromecánicos para controlar máquinas y procesos industriales reduciendo al mínimo la intervención humana en las tareas más repetitivas, peligrosas o de alto esfuerzo físico; liberándose para realizar tareas de mayor valor añadido. La automatización en Industria 4.0 se caracteriza por la aplicación de los TIC a los procesos de producción industrial 6

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8 Sensores: IO-Link IO-Link no es bus de campo sino más bien un protocolo de comunicación (IEC ) punto a punto entre un sistema IO compatible y un dispositivo de campo. Debido a que IO- Link es un estándar abierto, los dispositivos pueden integrarse en prácticamente cualquier bus de campo o sistema de automatización. El maestro IO-Link puede transmitir datos a través de varias redes industriales, haciendo que los datos sean accesibles para una acción inmediata o un análisis a largo plazo a través de un sistema de información industrial (PLC, HMI, etc.). Cada sensor IO-Link tiene un archivo IODD (IO Device Description) que describe el dispositivo y sus capacidades IO- Link. 8

9 Video Sensores: IO-Link No requiere cable especial, usa el estándar de 3 hilos de E/S discretas Se dispone de 3 tipos de datos en tiempo real o históricos: De proceso: Ej: distancia, temperatura, etc. De servicio: Ej: Valores de parámetros, números de modelo, de serie, etc. De eventos: Ej: mensajes de error o avisos de mantenimiento Configuración remota y monitoreo a través del software del sistema de control Sustitución simple del dispositivo (plug&play) 9

10 PLC CON SERVIDOR WEB Para acceso inalámbrico desde Celulares o Tablets vía bluetooth o escaneo de código QR Diagnóstico de fallas de equipo Configuración de parametros de operación y/o comunicación Acceso en línea a manuales de equipo Diseño de pantallas WebHMI con herramientas gratuitas Visualización de pantallas WebHMI alojadas en memoria de PLC Fácil acceso a soporte técnico del fabricante Los PLCs tienen mayor capacidad de memoria y hacen uso de memorias de almacenamiento estándar para manejo de mayor cantidad de datos. 10

11 EXPERIENCIA DE USUARIO Hoy en día nuestros clientes y trabajadores (usuarios) están acostumbrados a una serie de aplicaciones (web y móvil ) que les ofrecen una agradable experiencia de usuario (seguros, bancos, etc.). En el mundo industrial todo evoluciona más lentamente, pero uno de los objetivos de la Industria 4.0 es introducir las nuevas tecnologías en las industrias. Algunas de las funciones que responde este área son: Acceso web 100% (html5, js, 3D) Rápido, ágil, multinavegador, multidispositivo Uso de frameworks de desarrollo rápido Desacoplamiento del FrontEnd (visualización) del Backend (lógica) 11

12 Cloud HMI: Para PLCs que tienen Web Server Solución óptima para aplicaciones web HMI ejecutandose en la memoria de PLC. Visualización en HMI vía browser HTML5 Solución de bajo costo para proyectos de mediana a baja complejidad. 12

13 SmartPanel: Para integración con sistemas Windows Sistema operativo Windows CE integrado. Web Server y FTP Server integrados. Aplicaciones Office CE (Word, Excel,PPT) integradas Versión CE de software scada Herramientas de manejo remoto. Ej: VNC Server Solución ideal para proyectos de mediana a alta complejidad. Conectividad con equipos de campo y ofimaticos 13

14 Selección de equipos de planta PLC o Estación Ethernet con conexión de sensores y actuadores convencionales HMI con Windows CE y Ethernet Drives Ethernet o con pasarela (Gateway) Serial (RS485/RS422/RS232) a Ethernet Access Point Industrial Ethernet Switch Industrial Ethernet Router industrial Con acceso a Nube Ethernet es la interface para la integración de equipos de planta. 14

15 ANALÍSIS DE LOS DATOS I Las nuevas tecnologías, han puesto de relevancia el valor de los datos y como traducirlo en información útil. Las herramientas de analísis de datos van muy relacionadas con el concepto de Big Data, aunque dependerá de cada proyecto decidir si aplica o no. Video A nivel de planta el manejo de datos se realiza tradicionalmente con un software SCADA 15

16 (HIPER)CONECTIVIDAD El auge del Internet of Things (IoT) es debido a varios factores: Disminución de los costes de los sensores Disminución de los costes de comunicación Proliferación de plataformas cloud (pago por uso, escalabilidad, onpremise) Standarización de protocolos y APIs (MQTT, API rest, etc) El IoT está llamado a substituir, en algunos casos a herramientas tipo SCADA, o ampliar la información que se dispone de los productos una vez salen de las plantas de fabricación (trazabilidad, condiciones ambientales, etc). También relacionado con analytics, cuanta más información dispongamos, mayor y mejor será el análisis que realicemos (posibilidad de sensorizar más a un precio reducido). El IoT también permite la comunicación con equipos o maquinaria que se tiene remotamente. 16

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18 Router Industrial + Nube: la combinación perfecta Talk2M Servicio Cloud Conectar y dar vida a los dispositivos a través de Internet Servicio gratuito e Ilimitado en el tiempo + ewon Router VPN Industrial Montaje en riel DIN, 24 VDC, Fácil creación de un túnel VPN a través del LAN del cliente, LAN y puertos seriales para conectar equipos (PLC, HMI,...) Módem opcional 18

19 Paso2: Se debe considerar los siguientes segmentos de ECOSISTEMA Industry 4.0 USUARIO REMOTO NUBE PLANTA CLOUD PLATFORM: Se accede a la NUBE a través de Routers Industriales. La funcionalidad permitirá: Acceso Remoto : cuando se requiere programar a distancia un PLC o cualquier equipo conectado a la red Ethernet de planta Monitoreo Remoto : Adquisición de datos de planta con funcionalidades de Datalogger, alarmas y eventos, mensajes sms/ , generación de reportes, etc. Existen routers solamente para Acceso remoto o Monitoreo Remoto. También routers que incluyen ambas 19 funciones. Seguridad

20 Acceso remoto Útil para el departamento de automatización, Fabricantes de maquinarias, OEMs, integradores que ofrecen servicios: Programación remota de equipos Soporte técnico a distancia Implementación de mejoras, calibración de equipos, asignación de parámetros, etc. Rapidez de comunicación similar a conexión directa con el equipo de planta 20

21 Monitoreo remoto de datos Los navegadores web se convierten en nuestros ojos del proceso: Eyes Watching Over the Network! Visualización de displays de proceso desde web browsers como Internet Explorer, Mozilla, Google Chrome, etc. Los formatos html permiten visualizar y/o controlar desde cualquier dispositivo, inclusive Tablets o Smartphones 21

22 Aplicaciones integradas orientadas al usuario ALM: Sistema de Alarmas (4 niveles/tag) con varias opciones de notificación (SMS, , ) LOG: Registro en intervalos de tiempo de valores de tags. Son grabados en DB interno (Hasta 1.5 millones de puntos). Dos modos de registro: Histórico y en tiempo real. WEB: Servidor Web embebido para monitoreo de datos y HMI. BASIC/JAVA: Para aplicaciones personalizadas desarrolladas por el usuario. 22

23 Informes El cliente mantiene el control y la visibilidad: o El acceso puede ser controlado por una llave externa o My Talk2M ( provee un reporte de conexiones para poder dar seguimiento a cada conexión 23

24 Acceso Mobile Web: M2Web Porqué? o Para conectar de manera sencilla y remota el tablero de instrumentos de la máquina en HTML (paneles, Paginas de monitoreo, HMI web, etc) Cómo? o Habilitar para acceder al servidor web ewon remoto desde un iphone, ipad o cualquier dispositivo con Android o y también para acceder a cualquier servidor web (en HTML) situado en el lado LAN del ewon (Machine LAN) 24

25 Remote Data Collection: 1. El router toma datos localmente 2. EL router almacena en su memoria 3. Luego envia (pushes) los datos regularmente a servidor central 25 Access MS SQL Oracle

26 SCADA + Servidor VPN: enlace permanente vía Internet Túneles VPN entre el sitio central y RTUs Sitio central = servidor VPN visible en Internet Cada sitio necesita un ewon pero la visibilidad en Internet no es obligatoria El tráfico es encaminado desde el centro de aplicación a cada nodo 26

27 Ciberseguridad La fabrica del futuro implica que la empresa esté conectada con los riesgos de seguridad que esto conlleva ante la posibilidad de sufrir ataques informáticos. La ciberseguridad permite blindar todos los procesos y el acceso a cualquier intruso. La tendencia en automatización es usar los mismos protocolos de seguridad utilizados por el sector financiero a nivel mundial. El primer caso de virus en equipos de automatización industrial (PLCs y SCADA) se dio con STUXNET. Se utilizó para atacar centrales nucleares de Irán reprogramando los PLCs Siemens y el 27 SCADA Wincc

28 mbnetfix: El primer Firewall para protección de equipos de planta El concepto de Ciberseguridad de las máquinas es un nuevo e inevitable cambio para la industria. Al introducir el primer firewall para automatización industrial, MB Connect ayuda a fabricantes y usuarios de máquinas a dar seguridad a sus redes sin necesidad de dominar las complejas tecnologías involucradas en ciberseguridad. El Firewall mbconnect permite: Controlar acceso para la red de producción y redes industriales de máquinas Separación sencilla de redes de producción y redes industriales de máquinas Proteger sus máquinas de ataques de Internet 28

29 Paso2: Seguridad en todos los niveles de planta Ejemplos: Firewalls industriales en equipos de planta, seguridad certificada en la Nube y protecciones en Apps de nivel usuario 29

30 Gracias!!! Tel.: Cel.: