La Industria integrada:

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1 Boletín tecnológico de HARTING Artículo del autor invitado: Prof. Dr. Jay Lee La Industria 4.0: la fábrica en el entorno de Big Data Artículo principal: Claus Hilger Organización de servicios Artículo del autor invitado: Prof. Dr. Dr. h.c. Detlef Zühlke "La Industria 4.0": de la visión a la realidad La Industria integrada: Organización de servicios

2 Calidad HARTING en un nuevo espacio: nuestro centro de calidad y tecnología El centro HQT se inaugura el 27 de junio de 2014 El nuevo centro de calidad y tecnología de HARTING (centro HQT) se encuentra en el lugar en el que el fundador de la empresa Wilhelm Harting construyó la primera instalación en Espelkamp. A partir de abril de este año, nuestros productos se someterán a las pruebas más estrictas en un laboratorio ultramoderno con una superficie de más de metros cuadrados, siempre pensando en crear valor para nuestros clientes. El resultado es la base de un futuro de éxito construido a partir de la tradición de nuestra empresa. 2

3 Soluciones inteligentes para la industria integrada. La industria integrada está despegando y ya domina las siguientes etapas, como pone de manifiesto el tema de la feria comercial Hannover Messe. Pero el hecho de que la industria integrada, o Industria 4.0, esté en boca de todo el mundo no hace que la visión sea más real para los usuarios finales. Necesitan ver soluciones, algo que demuestre un beneficio tangible.» Philip Harting, Senior Vice President Connectivity & Networks Estimados clientes y colaboradores: Hablar únicamente no servirá de ayuda, ya que las ideas visionarias también deben aplicarse y probarse. Para hacer realidad la industria integrada hay que desarrollar soluciones y ponerlas en práctica de forma enérgica. Por ello, hemos desarrollado soluciones y las hemos probado en aplicaciones del mundo real. He elegido deliberadamente la forma plural de la palabra, ya que los enfoques de las soluciones tienen tantas facetas como las tecnologías que se emplean. En pocas palabras, la industria integrada es la transformación de las fábricas actuales en fábricas inteligentes, en las que la organización de los servicios representa la solución definitiva para la automatización totalmente modularizada. Lo que nos interesa es saber qué soluciones inteligentes generan los mayores beneficios para usted, y en qué combinación, así que vamos a hablar de esas soluciones específicas. No dude en hablar conmigo o visítenos en una de nuestras próximas ferias comerciales para evaluar de primera mano los beneficios que obtendrá de la industria integrada, directamente del origen. Espero que disfrute de la lectura. Le saluda atentamente, En esta edición de tec.news presentamos una gama completa de nuestras soluciones inteligentes. 3

4 Organización de servicios Integración de Auto-ID: un puente entre mundos distintos Índice Estrategia Soluciones 03 Editorial Soluciones inteligentes para la industria integrada 06 Organización de servicios El las fábricas inteligentes, las unidades de producción modulares se conectan entre sí para formar procesos ejecutables. 08 Artículo de autor invitado Prof. Dr. Jay Lee La fábrica de la Industria 4.0 en el entorno de los macrodatos 18 Concepto de infraestructura neutra con respecto a los módulos para la fábrica inteligente HARTING ofrece configuración de infraestructuras específicas de la aplicación 30 Tecnología 100 Gigabit de alta velocidad HARTING está impulsando con intensidad el proceso de desarrollo hacia Gigabit 12 Cómo el hombre y la máquina aprenden el uno del otro Los métodos de aprendizaje interactivo para el hombre y la máquina contribuyen al desarrollo de los conocimientos necesarios de los procesos 16 Switches PROFINET Ha-VIS mcon 3000 Fiables, adaptables y flexibles 20 El conector: el fundamento de la industria integrada La amplia gama que ofrece Han-Modular cumple todos los requisitos de los módulos de sistema 10 Artículo de autor invitado Prof. Dr. Dr. h.c. Detlef Zühlke La industria 4.0 : de la visión a la realidad 22 Desde los sensores hasta la nube y de vuelta HARTING ha desarrollado un demostrador de mantenimiento preventivo junto con SAP 4

5 Han HMC Montajes de cable? M12 presionar y listo! Aplicaciones 24 Experiencia en soluciones de aplicaciones La solución de HARTING: el paquete de aplicaciones Ha-VIS 26 Aplicaciones ferroviarias Los conectores de HARTING cumplen la nueva norma de protección contra incendios 28 Han HMC La nueva familia de conectores de HARTING se ha diseñado para más de ciclos de conexión 32 Montajes de cable? M12 presionar y listo! Los montajes de cable M12 ofrecen flexibilidad e instalación más segura en entornos exigentes 34 Los conectores har-flex cargados selectivamente ofrecen aun más flexibilidad en el diseño de dispositivos La familia de productos har-flex crece 36 Robustez + entorno exigente = M12 El conector M12 también tiene un rendimiento excelente en aplicaciones exteriores 38 Un switch y un cable para potencia y datos Los nuevos switches econ también ofrecen potencia sobre Ethernet (Power over Ethernet) de alto rendimiento 14 Integración de Auto-ID: un puente entre mundos distintos HARTING ofrece integración de Auto-ID especializada de una sola fuente 37 HanOnBoard Ahora HARTING ofrece una alternativa al cableado manual de los conectores Han en la caja 40 La carrera de la RFID dinámica Pruebas de RFID a alta velocidad utilizando coches de carreras del equipo Ignition Racing Team en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Osnabrück En resumen 42 Cuestionario para lectores 43 Calendario de ferias 43 Datos de la publicación 5

6 tec.news 26: Estrategia Organización de servicios La fabricación adaptada al cliente requiere un alto grado de flexibilidad en la producción. En las fábricas inteligentes, las unidades de producción modulares se conectan entre sí para formar procesos ejecutables. Aquí la organización de servicios, su descripción normalizada y la arquitectura de software orientada hacia éstos desempeñan un papel fundamental.» Claus Hilger, Director of HARTING IT System Integration GmbH & Co. KG, HARTING Technology Group, Claus.Hilger@HARTING.com 6

7 tec.news 26: Estrategia Como los sistemas tradicionales son incapaces de satisfacer las necesidades flexibles de los clientes, los procesos de fabricación deben modularizarse y configurarse para cada caso y situación. Esto supone la integración de distintas tecnologías en una fábrica inteligente: tecnología de automatización, sensores, RFID y, por último pero no menos importante, tecnología de la información. Fábrica inteligente En la fábrica inteligente, la producción está controlada por los componentes y los productos de una forma en gran medida autónoma y descentralizada. A través de los sensores, los objetos detectan el estado de su entorno, se pueden identificar de forma exclusiva, poseen memoria integrada e intercambian información con otros objetos, por ejemplo, con respecto a su estado de fabricación. A través de la incorporación de sistemas integrados, los objetos se convierten en sistemas ciberfísicos (CPS). El resultado es la máxima flexibilidad y la capacidad para producir de forma rentable incluso los lotes más pequeños. En la fábrica inteligente, la producción está controlada en gran medida por máquinas, robots, sistemas de cinta transportadora, equipos de carga y productos, descentralizados y autónomos. La coordinación de los CPS individuales en la fábrica inteligente tiene lugar en arquitecturas orientadas hacia los servicios (SoA), que se han empleado con éxito en la tecnología de la información durante años. La idea básica es encapsular los componentes individuales como servicios. Aquí CPS puede funcionar como proveedor de servicios o consumidor de servicios. Existe un deseo cada vez mayor de personalizar los productos, así como de fabricar a medida. Organización Cuando se organizan los servicios, las unidades de producción modulares se configuran en procesos de producción ejecutables. Hay varios enfoques de programación disponibles para el modelado, como por ejemplo, el BPML (Business Process Modeling Language, lenguaje de modelado de procesos empresariales) y el BPEL (Business Process Execution Language, lenguaje de ejecución de procesos empresariales). Además de la organización de los servicios, uno de los mayores retos es la descripción formal de los servicios y su normalización. La integración de sistemas requiere una arquitectura de referencia que permita a proveedores y a usuarios conectar los componentes individuales entre sí con capacidad plug & play (conectar y listo). Esto deberá diseñarse de forma inteligente, ya que la transferencia directa de enfoques de TI a la automatización no será posible. En resumen Mayor flexibilidad en la producción Producción en pequeños lotes según las necesidades de cada cliente 7

8 tec.news 26: Estrategia La Industria 4.0: la fábrica en el entorno de los macrodatos 8

9 tec.news 26: Estategia Nuestro artículo de autor invitado: Prof. Dr. Jay Lee, Ohio, erudito eminente, profesor de la cátedra L.W. Scott Alter y director del Centro NSF I/UCRC de sistemas de mantenimiento inteligentes (IMS) Ann Kao, investigadora de doctorado, Centro NSF I/UCRC de sistemas de mantenimiento inteligentes (IMS), Universidad de Cincinnati Después de la celebración de la feria de Hannover 2013 en Alemania, La Industria 4.0 se está convirtiendo en la palabra de moda en el sector de la fabricación. Junto a este nuevo concepto, se están combinando la analítica inteligente y los sistemas ciberfísicos para materializar una nueva forma de pensar la producción y la transformación de las fábricas. En el pasado, la mayoría de los sistemas de fabricación utilizaban un sistema de control centralizado, en el que las máquinas se trataban de forma independiente. Con este sistema, se recogen y utilizan datos de mecanizado para garantizar un proceso de producción normal. Además, cuando la calidad del producto no cumple los requisitos, los datos recogidos pueden servir como pistas para descubrir la causa. Con el fin de conseguir transparencia, el sector de la fabricación debe transformarse para convertirse en fabricación predictiva. Actualmente, en una fábrica de Industrie 4.0, las máquinas están conectadas como una comunidad cooperativa. Una evolución de este tipo requiere la utilización de herramientas de predicción innovadoras para que los datos se puedan convertir sistemáticamente en información que pueda explicar las indefiniciones y de ese modo tomar decisiones más informadas. El marco conceptual del sistema de fabricación predictivo comienza con la adquisición de datos de los activos supervisados. Se pueden extraer distintas señales, como la vibración, la p+d18resión, etc., utilizando las instalaciones de sensores adecuadas. Además, se pueden recoger datos históricos para ampliar la información. Los protocolos de comunicación, como MTConnect y OPC, pueden ayudar a los usuarios a registrar las señales del controlador. Cuando se reúnen todos los datos, el conjunto recibe el nombre de macrodatos. El agente transformador tiene varios componentes: una plataforma integrada, análisis predictivos y herramientas de visualización. Los algoritmos que se encuentran en Watchdog Agent se pueden categorizar en cuatro secciones: procesamiento de señales y extracción de características, evaluación de estado, predicción de rendimiento y diagnóstico de fallos. Mediante el uso de herramientas de visualización se puede obtener información del estado de las máquinas (por ejemplo estado actual, vida útil restante, modo de fallos, etc.) en términos de gráfica de radar, mapa de fallos, gráfica de riesgo y curvas de degradación de estado. Con la transparencia de la fabricación, la dirección cuenta con la información adecuada para determinar la eficiencia general de los equipos (OEE) en toda la instalación. Con la capacidad de predicción, los equipos se pueden gestionar de forma rentable con mantenimiento en el momento apropiado (just-in-time). Finalmente, se puede enviar información del historial de estado al diseñador del equipo para el rediseño del ciclo vital de bucle cerrado. La fábrica actual La fábrica de La Industria 4.0 Fuente de los datos Principales atributos Principales tecnologías Principales atributos Principales tecnologías Componente Sensor Precisión Sensores inteligentes y detección de fallos Autoconsciencia Autopredicción Supervisión de la de gradación y predicción de la vida útil restante Máquina Controlador Producibilidad y rendimiento (calidad y producción total) Supervisión y diagnóstico basados en el estado Autoconsciencia Autopredicción Autocomparación Tiempo de actividad con supervisión de estado predictivo Sistema de producción Sistema de fabricación conectado en red Productividad y e ficiencia general de los equipos (OEE) Operaciones ajustadas: reducción de trabajo y de residuos Autoconfiguración Automantenimiento Autoorganización Máxima productividad Comparación entre una fábrica actual y una fábrica de La Industria 4.0 9

10 tec.news 26: Estrategia La IndustrIa de la visión a la realidad 10

11 tec.news 26: Estrategia Nuestro artículo de autor invitado: Prof. Dr. Dr. h.c. Detlef Zühlke Director científico, sistemas innovadores de fabricación Centro Alemán de Investigación para la Inteligencia Artificial DFKI, Kaiserslautern Desde hace aproximadamente dos años, un nuevo concepto ha estado atrayendo la atención: La Industria 4.0. Lo que subyace es la visión de una cuarta revolución industrial inminente, provocada principalmente por avances en la tecnología de la información y la comunicación. Del mismo modo que nuestros objetos cotidianos (los teléfonos móviles, las cámaras, los coches, etc...) se están volviendo inteligentes y se conectan a la Internet global, también se puede observar un desarrollo similar dentro de nuestras fábricas. Siguiendo el paradigma Internet de las cosas, todos los componentes que constituyen nuestros sistemas de producción se están convirtiendo en nodos de red inteligentes que se pueden integrar en redes basadas en IP de forma sencilla y en gran medida autónoma. La forma en la que actualmente instalamos y administramos impresoras y otros dispositivos a través de plug and play (conectar y listo) también está empezando a reflejarse en la forma en que se construyen, se ponen en funcionamiento y se gestionan las instalaciones de producción. Tareas Pero la realidad no será tan simple como podría sugerir esta comparación. El enfoque integral basado en Ethernet La Industria 4.0 cambiará nuestras arquitecturas de control existentes de forma fundamental. A largo plazo, todos los sensores y accionamientos a nivel de campo serán un nodo de red exactamente de la misma forma que un sistema ERP o un control NC. Como consecuencia, toda la información de la totalidad de la red estará disponible. No obstante, es necesario responder a muchas preguntas abiertas. Por ejemplo, necesitamos normas sobre varios niveles para que los elementos de la fábrica se puedan ensamblar como bloques de Lego. Además, deben resolverse muchos problemas en el área de la seguridad de los datos antes de que se pueda hacer realidad. La industria 4.0. Al menos durante los próximos años, el comportamiento en tiempo real que es tan importante en los controles industriales no se conseguirá en niveles de control inferiores utilizando soluciones basadas en Ethernet. La Industria 4.0 nos ofrece una visión de un futuro más flexible y eficiente. Para convertir esta visión en realidad necesitamos, al igual que cualquier avance espectacular en tecnología, los esfuerzos combinados de la industria y la ciencia. El objetivo es convertir la visión en productos, y como un producto aislado no puede tener éxito en un mundo conectado en red, necesitamos la colaboración entre empresas innovadoras de distintas áreas de productos, todas trabajando juntas para que esto se haga realidad. La fábrica inteligente Bajo el paraguas del proyecto smartfactory KL, con sede en Kaiserslautern (Alemania), nueve socios están trabajando juntos para construir un prototipo de planta de producción. La Industria 4.0.Cada empresa asociada, entre otras el grupo tecnológico HARTING, construirá un módulo del sistema o suministrará tecnología de aplicación transversal. smartfactory KL define las normas mecánicas, eléctricas y de comunicación e integrará los módulos individuales para producir un equipo de demo común para la feria comercial Hannover Messe Esto supondrá un primer paso importante para hacer realidad La Industria 4.0. El eslogan La Industria 4.0 está en boca de todo el mundo y ha generado mucha atención, especialmente en los medios de comunicación. Ahora ha llegado el momento de transformar La Industria 4.0 en una realidad dentro de las fábricas. El compromiso de HARTING. HARTING está participando activamente en la construcción de la nueva instalación de producción smartfactory KL. La participación de la empresa se extiende a dos áreas: La construcción de un módulo de producción Industria 4.0 que emplea tecnologías de automatización avanzadas. Ya se ha visto la integración de un concepto de mantenimiento remoto basado en Ethernet que tiene acceso a todos los componentes del módulo. Las pruebas de nuestros conceptos de infraestructuras a través de la integración de la gestión de energía. Aquí los módulos se se pueden conectar de un modo uniforme a través de Han-Modular. smartfactory KL nos ha proporcionado el entorno para integrarnos en sistemas de automatización innovadores y demostrar sus ventajas a nuestros clientes. 11

12 tec.news 26: Soluciones Modelos de proceso adaptables para tecnología de producción flexible: Cómo el hombre y la máquina aprenden el uno del otro La producción individualizada requiere plataformas de software y hardware integradas verticalmente. La modularización y el modelado de procesos integrados permitirá la configuración sencilla de sistemas de producción personalizados. Los métodos de aprendizaje interactivos para el hombre y la máquina ayudan al desarrollo de los modelos de procesos necesarios.» Dr. Volker Franke, Director of Applied Technologies, HARTING Technology Group, Volker.Franke@HARTING.com» Dr.-Ing. Sebastian Wrede, Group Leader Cognitive Systems Engineering, CoR-Lab & CITEC, Bielefeld University 12

13 tec.news 26: Soluciones La individualización de los sistemas de producción basados en las necesidades de clientes específicos requiere soluciones de fabricación flexibles. Los clientes de HARTING cya pueden configurar y solicitar conectores personalizados a través de Internet. Los sistemas de producción inteligentes del futuro, las llamadas fábricas inteligentes, derivarán las órdenes de producción de estos pedidos y las programarán de forma autónoma. Los sistemas de producción estarán totalmente conectados en red y se basarán en datos digitales de fabricación y productos con módulos de fabricación flexibles. Para eso se necesitan plataformas de fabricación modulares que se puedan configurar con la misma eficiencia que los smartphones actuales pero que posean la fiabilidad y la eficacia de los procesos de las líneas de fabricación modernas. El modelado de procesos como base para la producción flexible Dentro del marco del grupo avanzado it's OWL, HARTING está realizando investigaciones en estrecha colaboración con la Universidad de Bielefeld en el proyecto FlexiMon con el fin de hacer realidad esta visión. Un objetivo fundamental es el desarrollo de células de fabricación flexibles con capacidades plug-andproduce que se puedan configurar con tiempos de cambio mínimos e integrar verticalmente en la TI corporativa a través de normas abiertas. Un componente esencial de este concepto es un modelo de proceso que mantiene su coherencia en todas las capas y pasos del proceso, lo que permite una descripción completa de la lógica de producción. Como parte de FlexiMon, la norma de notación del modelado de procesos empresariales (BPMN 2) se amplía con este fin y se utiliza para modelar los procesos de producción hasta el nivel de la máquina. Debido a la ubicuidad de BPMN en TI empresarial, promete una representación clara de la lógica de producción hasta el nivel de ERP. No obstante, una cuestión central es qué extensiones y transformaciones de modelos son necesarias para que los modelos de BPMN sean ejecutables en el nivel de la máquina. La idea básica es que, si un ordenador lo solicita, un proceso de producción descrito en BPMN se pueda configurar al propio nivel de ERP y ampliar sucesivamente con información sobre el proceso de producción. Por ejemplo, si falta información para la ejecución al nivel de la máquina, un experto en el proceso de producción puede añadirla al modelo del proceso directamente en la máquina a través de una interfaz de usuario fácil de utilizar. Un objetivo básico es el desarrollo de células de fabricación flexibles con capacidades plug-and-produce que se puedan configurar con tiempos de cambio mínimos. Optimización incremental a través del aprendizaje interactivo Con el fin de gestionar mejor el riesgo de los errores debidos a la mayor complejidad técnica, los empleados que trabajan con el sistema de producción en los modos de configuración o producción reciben el apoyo de las funciones de asistencia. La interfaz hombre-máquina permite la designación intuitiva en línea de las condiciones operativas y su asociación con los datos de producción y los pasos del proceso activos. Estos datos permiten la aplicación de métodos de aprendizaje de máquinas para la optimización de parámetros y procesos o para la supervisión de condiciones. Finalmente, estos métodos facilitarán la mejora automática de los modelos de procesos, además de apoyar mejor al trabajador humano durante la configuración y el funcionamiento interactivos del sistema de producción. De este modo, los empleados pueden participar en formas de producción más flexibles, además de conformarlas y contribuir a mejorar los procesos. En resumen Proyecto de investigación conjunta entre HARTING y el CoR-Lab (Instituto de Investigación de Cognición y Robótica) de la Universidad de Bielefeld Proyecto realizado dentro del marco del grupo avanzado Sistemas técnicos inteligentes OstWestfalenLippe Financiación del Ministerio Federal de Investigación y Tecnología (BMBF) Imagen izquierda: Prototipo de un módulo de fabricación configurable con sistema de manipulación flexible y HMI móvil. 13

14 tec.news 26: Aplicaciones Integración de Auto-ID: un puente entre mundos distintos Integración significa conectar mundos diferentes. Como HARTING es especialista en la realización de conexiones fiables, nos sentimos como en casa en este ámbito. Pero, qué es capaz de hacer cada tecnología de Auto-ID y qué aspecto puede tener esta integración? La integración puede ser simple o compleja según la aplicación, desde los relés hasta SAP.» Claus Hilger, Director of HARTING IT System Integration GmbH & Co. KG, HARTING Technology Group, Claus.Hilger@HARTING.com» Dr. Jan Regtmeier, Product Manager RFID Reader, HARTING Technology Group, Jan.Regtmeier@HARTING.com Cuando se transfieren medios, por ejemplo del papel a los sistemas de TI, se pueden perder muchos datos e información. Como consecuencia, el potencial de ganancias de eficiencia y reducción de costes puede quedar a un lado. Sin embargo, en el caso de los procesos de producción con altas expectativas y presiones sobre los costes, esto es inaceptable. Las tecnologías de Auto-ID pueden reducir al mínimo estas pérdidas de datos, pero para conseguirlo deben estar lo suficientemente integradas en los dos mundos que conectan. Actualmente se utilizan tres tecnologías de Auto-ID: código de barras (incluido QR), reconocimiento Las tecnologías de Auto-ID tienen el potencial de reducir al mínimo la pérdida de datos durante las conversiones de medios y así pueden optimizar los procesos. de imagen y RFID. Cada uno de estos sistemas tiene sus puntos fuertes: el código de barras es extremadamente favorable en cuanto a costes y facilidad de instalación. El reconocimiento de imagen no requiere ninguna información adicional. No obstante, RFID es la única tecnología que permite la identificación exclusiva y al mismo tiempo confiere memoria al objeto y permite la comunicación bidireccional entre el objeto y el mundo de las TI (ver tabla). La información obtenida por medio de Auto-ID debe prepararse de tal modo que el sistema de TI de destino pueda procesarla. En función de la aplicación, para esto se necesitan componentes de software totalmente diferentes: un bloque de funciones PLC, middleware, el conjunto de aplicaciones o la infraestructura de Auto-ID del módulo SAP (AII). Los siguientes son algunos ejemplos de integración, que pueden ser simples o complejos, en los que se utilizan distindesignación en toda la industria código de ID exclusivo sin impresión cambiable Memoria comunicación bidireccional sensores 14

15 tec.news 26: Aplicaciones Ejemplo 4: RFID se utiliza para los productos entrantes tos componentes para la integración en cada caso. Ejemplo 1: Los trenes de cercanías son cada vez más largos, pero los andenes no. Naturalmente, solo se deben abrir las puertas que dan al andén. Esto se puede detectar mediante RFID. El lector de RFID activa un relé que muestra al conductor del tren las puertas que puede abrir. Ejemplo 2: Las máquinas modernas se componen de numerosos módulos. La ejecución de un programa de PLC que no coincida con la configuración del módulo actual puede causar daños graves en las máquinas. El lector de RFID reconoce los módulos y se comunica con el PLC mediante un bloque de funciones, con lo que garantiza que solo se ejecutan los programas autorizados. Ejemplo 3: Las visitas de mantenimiento son caras, lo que aumenta la importancia del procesamiento y las secuencias sin problemas. Por ejemplo, se utiliza un dispositivo portátil para identificar una máquina que debe someterse a mantenimiento. Una aplicación guía al técnico de mantenimiento en el proceso paso a paso (a través del conjunto de aplicaciones Ha-VIS). Cada paso se documenta y se archiva simultáneamente en una base de datos. Ejemplo 4: En la actualidad, la recepción de productos debe comunicarse de forma automática. Mediante el uso de RFID, cientos de objetos se pueden detectar simultáneamente y enviar al módulo AII de SAP a través del middleware Ha-VIS. En este ámbito, HARTING ofrece los productos más prácticos del mundo, desde transpondedores hasta los paquetes de software, además de los servicios de asesoría e integración tradicionales, lo que permite la integración de Auto-ID a partir de una única fuente. Ejemplo 1: RFID en el transporte y el tráfico ferroviario Ejemplo 2: RFID en la maquinaria moderna Ejemplo 3: El mantenimiento simplificado del grupo de aplicaciones Ha-VIS 15

16 tec.news 26: Soluciones Ha-VIS mcon 3000 Switches PROFINET: fiables, adaptables y flexibles La transferencia de datos estable, segura y fiable es uno de los factores más importantes en la tecnología de la automatización. Las exigencias crecen en paralelo a la flexibilidad de los sistemas modernos y a la necesidad de reutilizar los componentes en una disposición modularizada del sistema. Ethernet y PROFINET son normas válidas a nivel internacional y permiten la construcción de una plataforma de comunicación no propietaria.» Oliver Opl, Product Manager, HARTING Technology Group, Oliver.Opl@HARTING.com 16

17 tec.news 26: Soluciones Las soluciones de comunicación específicas del fabricante se han adaptado a cada cliente para dar respuestas a sus necesidades particulares. En muchos casos, ser capaces de utilizar estas ventajas en campo requiere un esfuerzo significativo en cuanto a la selección de los componentes, además de una planificación precisa, lo cual no siempre es posible. Las soluciones propietarias también pueden dar lugar a limitaciones adicionales si son incompatibles con los componentes o máquinas existentes. Por otro lado, se puede prever un aumento de los costes de los componentes a medida. Los switches HARTING mcon 3000 garantizan una alta disponibilidad de la comunicación de datos y, por lo tanto, una infraestructura industrial fiable. Como consecuencia, los componentes normalizados como los switches Ethernet de la nueva familia Ha-VIS mcon 3000 ofrecen ventajas decisivas en cuanto a diseño, rendimiento y costes. Cumplen con la norma de Ethernet IEEE y también cumplen todos los requisitos de la clase de conformidad B de PROFINET (CCB). De este modo se garantiza la compatibilidad global con todos los componentes que también cumplen estas normas internacionales. PROFINET combina todas las ventajas de los sistemas de bus de campo clásicos (sistemas de ciclo rápido) y Ethernet (libre elección de topología). La calidad del servicio de transmisión de datos se garantiza mediante métodos como el QoS (calidad del servicio). Esto hace posible transmitir paquetes de datos críticos e importantes para el control con alta prioridad e instalar aplicaciones con tiempos de ciclo muy cortos. La norma incluso garantiza la transferencia de datos rápida y puntual cuando se enfrenta a grandes volúmenes de datos. Los tiempos de ciclo más cortos y los procesos más rápidos suelen requerir la sincronización temporal de todos los participantes dentro de un sistema. El protocolo Precision Time Protocol (PTP versión 2, IEEE 1588) es compatible con los nuevos switches Ha-VIS mcon 3000 y permite la sincronización en microsegundos. El resultado es que en muchos casos no se necesitan soluciones de automatización patentadas diseñadas especialmente para el funcionamiento en tiempo real. Las amplias funciones del software permiten a los usuarios configurar perfectamente los switches para cada situación de aplicación. Los nuevos switches significan que, además del protocolo RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol), también está disponible el protocolo MRP (Medium Redundancy Protocol) cuando se configuran topologías de red redundantes. La redundancia de red es la capacidad para superar un fallo de los enlaces sin que se interrumpa la comunicación. Los switches HARTING mcon 3000 garantizan una alta disponibilidad de la comunicación de datos y por lo tanto una infraestructura industrial fiable. En resumen Switches Ethernet PROFINET CCB Amplias funciones del software 17

18 tec.news 26: Estrategia Concepto de infraestructura neutra con respecto a los módulos para la fábrica inteligente Los cambios revolucionarios que ha traído la industria integrada afectan al diseño específico de las instalaciones de producción industrial. Las plantas, los sistemas y las instalaciones se construyen cada vez más de forma modular. Las estructuras de planta modulares requieren una infraestructura neutra con respecto a los módulos, es decir, una que sea genérica. Además, la futura infraestructura de las fábricas inteligentes será ampliable, tendrá una alta disponibilidad y ofrecerá todas las topologías necesarias.» Andreas Huhmann, Strategy Consultant Connectivity + Networks, HARTING Technology Group, Andreas.Huhmann@HARTING.com Por qué las fábricas inteligentes requieren infraestructuras neutras con respecto a los módulos? El motivo se puede deducir de los cambios tecnológicos que ha traído la industria integrada. La automatización industrial se inició con el bus de campo y sin infraestructura neutra con respecto a los módulos. La tarea del bus de campo se limitaba inicialmente a recoger información de E/S de una forma centralizada. Los módulos de E/S individuales no eran capaces de hacer accesibles los servicios integrales en el proceso de producción. Solo se trataba de ahorrar en cableado a los sensores y accionadores. En un cambio de rumbo radical, el servicio en la producción de la industria integrada se desarrolla a partir de la posición ventajosa del producto que se va a fabricar, lo cual puede incluir el procesamiento mecánico, la impresión o el embalaje del producto. En una fábrica inteligente, estas tareas se realizan en módulos de producción, que a su vez utilizan un sistema de comunicación (el bus de campo) para crear una estructura interna. Como tal, la infraestructura genérica de una planta modular está situada fuera del módulo de fabricación real, mientras que el bus de campo se encuentra principalmente dentro del módulo. Durante la era del diseño no modular, estos límites no existían. Por lo tanto, se empleaba el bus de campo de forma universal. En la era de la industria integrada, los módulos individuales y el servicio que prestan están en primer plano. Estos módulos pueden ser suministrados por distintos fabricantes. Son flexibles y variables, lo que significa que se pueden instalar en distintos lugares y en procesos de producción diferentes para fabricar distintos productos. La conexión con las líneas vitales esenciales se puede normalizar en gran medida. Para hacer posible la integración flexible se requiere una infraestructura independiente de los módulos. Por lo tanto, este enfoque difiere significativamente del enfoque de descentralización de los buses de campo. Sin embargo, existen sinergias. El uso de redes convergentes 18

19 tec.news 26: Estrategia Estructuras de planta modulares: Infraestructura neutra con respecto a los módulos: Estructuras de planta modulares: Líneas vitales ofrece enormes ventajas para la integración de TI hasta el nivel de campo, ya que el resultado es el intercambio rápido y sencillo de datos entre TI y automatización, es decir, la industria integrada. En la era de la industria integrada, los módulos individuales y el servicio que prestan están en primer plano. Qué puede ofrecer la infraestructura neutra con respecto a los módulos? La infraestructura ofrece a cada módulo un enlace de comunicación con todos los demás módulos junto a todas las aplicaciones, además de suministrar los medios necesarios como energía, aire y seguridad. independiente de los módulos y poseer interfaces normalizadas. La topología de línea distribuida y la independencia de los módulos de la infraestructura llevan a unidades de suministro de módulos activas desde las cuales se puede suministrar a 1 o 2 módulos y/o que se pueden ramificar en otras líneas. Para cada configuración de infraestructura específica de una aplicación, HARTING ofrece las unidades de suministro de módulos, los componentes adecuados desde el sistema Han-Modular hasta los componentes de red Ethernet. La unidad de redes de potencia inteligentes HARTING incluye un switch Ethernet que incorpora ranuras SFP y también está equipado con las interfaces adecuadas y permite la adquisición de datos de energía con almacenamiento y análisis de datos centralizados. La infraestructura es ampliable y tiene un alto nivel de disponibilidad, al mismo tiempo que proporciona las tipologías necesarias. La funcionalidad de la infraestructura debe ser 19

20 tec.news 26: Soluciones El conector: el fundamento de la industria integrada Los módulos del sistema de la fábrica inteligente requieren una conexión sencilla con la infraestructura. Con Han-Modular estas conexiones se realizan con uniformidad al mismo tiempo que ofrecen personalización.» John Witt, Sales & Business Development Manager, HARTING Technology Group, Con frecuencia la industria integrada se suele considerar exclusivamente desde la perspectiva de las tecnologías de TI y por lo tanto como un simple problema de software, pero en realidad no es menos dependiente de los componentes de hardware. En particular, estos incluyen las interfaces electromecánicas que permiten la conexión con la infraestructura, es decir, el fundamento del conector. Conectores modulares Una fábrica inteligente requiere el uso de un conector modular normalizado. El conector debe ser adecuado para todos los medios presentes en un módulo del sistema y también para los medios que se suministrarán externamente. Como consecuencia, el conector funciona como una conexión de potencia, un Normas de comunicación Normas de base electromecánica Aire presurizado Parada de emergencia 20