Juan Gil Technical Marketing Engineer

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1 Tecnologías Esenciales para Control de Máquinas Inteligentes Juan Gil Technical Marketing Engineer

2 El Mundo del Diseño de Máquinas Complejidad y Flexibilidad Economía y Calidad Productos altamente integrados Lotes más pequeños Variaciones específicas por cliente Ciclos de vida de producto más cortos Mayor Producción Mejor Calidad Eficiencia Energética Mejorada Mayor Automatización 2

3 Qué es una Máquina Inteligente? Operación autónoma Evita y corrige errores de procesamiento Equipo modular de manufactura con controles inteligentes Conciencia del entorno Autoanálisis y capacidades de auto reparación Modificaciones de proceso en tiempo de ejecución Aprende y anticipa Interacción con otras máquinas y sistemas Control basado en modelo, Control adaptable Simulación Sistemas interconectados Fábrica inteligente Estructuras de datos en común 3

4 Agregando la Inteligencia Información acerca del proceso, entorno y condición de la máquina Herramientas de análisis Dispositivos de procesamiento de alto rendimiento Temporización y disparos avanzados Conexión en red y almacenamiento de la información Simulación y modelado basados en capacidades de control Integración de diferentes tareas de automatización 4

5 Máquinas Modernas Control Distribuido Colaborativo Cabezal inteligente Visión artificial Monitoreo del estado del proceso y condición de la máquina Controlador de movimiento multi-eje Sistemas de seguridad Integración M2M Controlador principal HMI Local Integración con la planta: SCADA, PLM 5

6 Caso de Estudio - Soldadura por Haz de Electrones PAVAC Industries Inc. es el líder mundial en productos de haz de electrones híbrido. Desarrollan máquinas para la industria energética, de defensa e investigación: Soldadura por haz de electrones Deposición de vapor Tratamiento de gases de escape El Reto: Desarrollar un sistema de control lógico y de control de movimiento multi-eje con generación de señales y sincronización determinísticas. La Solución: Usando hardware NI PXI para reemplazar PLCs tradicionales, integrando transparentemente control de movimiento multi-eje con el modulo SoftMotion, y solucionar requerimientos críticos de tiempo con LabVIEW Real-Time y LabVIEW FPGA. 6

7 Desarrollando un Sistema de Control para una Máquina de Haz de Electrones con LabVIEW y PXI Principales sub-sistemas: Control de vacío Control de movimiento multi-eje Sistema de generación del haz (voltaje y corriente) Manipulación del haz (enfoque y generación de onda) Visión artificial Interacción con usuario Control supervisorio Concluimos que la solución de NI cumplió con todos nuestros requerimientos de control en tiempo real. Este sistema es ampliamente escalable, expansible y fácil de mantener. " - Jie Gao, PAVAC Industries Inc. 7

8 Lidiando con la Creciente Complejidad Sistemas Embebidos Computación Heterogénea (SO en RT y FPGA) Integrar diferentes tareas de automatización E/S Modulares Personalización de bajo nivel Integración de Sistemas Comunicación determinística y nodeterminística Protocolos industriales Integración con TI Computación en la nube 8

9 Integración Consolidar diferentes tareas de automatización - Movimiento - Visión - HMI - Lógica - E/S de alto rendimiento Subsistemas distribuidos - Enfoque de diseño basado en software - Sistemas embebidos potentes - E/S modulares - Capacidades computacionales - Personalización 9

10 Innove con Confianza IP y firmware abierto y personalizable Reemplace circuitos personalizados con lógica de FPGA programable por software Algoritmos personalizados y control de alta velocidad Lógica dedicada en hardware para la mayor fiabilidad Temporización personalizada, disparos, y sincronización de tareas DAQ Co-procesamiento (Visión artificial, procesamiento y análisis de señales) 10

11 El Enfoque de NI para Hardware Flexible A esto le llamamos la Arquitectura LabVIEW RIO. Procesador SO en Tiempo Real Software de aplicación Procesador Controladores periféricos de En E/S Tiempo y de Red Real o Drives Basado de control en PC de bus, interrupción y DMA FPGA IP de Aplicación IP para Control IP DSP Interfaz y FPGA controladores de E/S especializados Controlador DMA E/S Analógicas E/S Digitales E/S Modular E/S Especializadas para Cualquier Señal E/S Personalizadas Protocolos de Bus Entorno de Programación Gráfica de LabVIEW Altamente Productivo para Programar Servidor, FPGA, E/S e Interfaces de Bus Tecnología Comercial 11

12 Obtenga Mejor Información Condición de Máquina Monitoreo del proceso Sistemas autoreparables Mediciones en el lazo de control 12

13 Conexión a Cualquier Sensor Analógicos Acelerómetros Galgas Resistencias Celdas de carga E/S digitales Micrófonos Comunicación Protocolos industriales Señales RF Acondicionamiento de señales avanzado Amplificadores Termopares Corriente RTD Almacenamiento Control de motores Visión artificial Control de movimiento 13

14 Opciones de Hardware de la Arquitectura LabVIEW RIO CompactRIO y Single-Board RIO PXI,PC RIO (Serie R, FlexRIO) Value Valor Rendimiento Alto rendimiento Reúso de software Selecciones el hardware más apropiado basándose en Procesador Rendimiento de E/S Requerimientos de SO Especificaciones de ambiente Tamaño de FPGA Necesidades de E/S Factor de forma Vida útil Dimensiones Consumo eléctrico 14

15 Complementos del Sistema Arquitectura LabVIEW RIO. E/S analógicas Procesador Tiempo real o basado en PC FPGA E/S digitales E/S especializadas E/S personalizadas Protocolos de bus Comunicación Control de Inalámbricos HMI E/S de terceros Visión Alliance Partners IP para control, movimiento análisis, etc. 15

16 Control de Máquinas Inteligentes Está en Todos Lados! Manufactura Conversión de Energía Maquinaria Pesada Celdas de Prueba HIL Física Fabricación de Metales Pruebas y Mediciones 16

17 Conclusiones El control de máquinas inteligentes requiere una amplia red de sensores y sistemas de control Se requieren sistemas embebidos de alto rendimiento para implementar control avanzado Se puede simplificar el desarrollo con herramientas de software que incluyan funcionalidad de simulación e implementación en diferentes sistemas La arquitectura LabVIEW RIO integra toda la tecnología necesaria para desarrollar máquinas inteligentes 17

18 Preguntas? Control y Monitoreo Embebidos /embeddedsystems/esa/ Juan Gil Technical Marketing Engineer 18

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