TECNOLOGÍAS
La integración de todas las comunicaciones, desde el nivel ERP hasta el nivel de campo, es un requisito esencial para los actuales sistemas de producción más avanzados. Para atravesar las barreras entre IT y la automatización, los propietarios de equipos
La integración de todas las comunicaciones, desde el nivel ERP hasta el nivel de campo, es un requisito esencial para los actuales sistemas de producción más avanzados. Para atravesar las barreras entre IT y la automatización, los propietarios de equipos recurren cada vez más al estándar OPC UA abierto.
Cuando se trata de procesos complejos con requisitos de tiempo real, sin embargo, OPC UA tiene sus limitaciones. Eso podría cambiar pronto, gracias a las redes sensibles al tiempo (TSN).
Como las tareas resueltas mediante la automatización industrial crecen en complejidad, la tendencia hacia arquitecturas de control descentralizadas continúa. Este enfoque permite que las tecnologías de automatización individuales, flexibles y modulares, como por ejemplo, los dispositivos periféricos inteligentes conectados via Ethernet industrial, sean cada vez más importantes. Cada vez es más común, por ejemplo, equipar subsistemas y módulos individuales con sus propios controles y agruparlos para formar una máquina completa.
La comunicación es decisiva
"Una comunicación eficaz entre los componentes individuales es un factor determinante en la productividad de este tipo de soluciones", explica Stefan Schönegger, director de marketing de B&R. "Para los fabricantes de maquinaria y equipos, es muy importante que su capacidad de implementar un proceso determinado no quede limitada por soluciones propietarias". Desde el nivel de campo hasta el sistema ERP, el estándar abierto OPC UA es un protocolo de comunicación idóneo.
OPC UA ha sido implementado
por todos los principales fabricantes de sistemas de control. Este estándar garantiza que máquinas con controladores de distintos fabricantes se puedan gestionar fácilmente con un único sistema. Además, el protocolo es independiente de la plataforma, permitiendo exportar la información a cualquier sistema operativo o hardware embebido. "OPC UA es el único protocolo que combina todas estas ventajas de forma efectiva", comenta Schönegger.
Tiempo real para la máxima productividad
Mientras las máquinas de una fábrica continúen funcionando como unidades relativamente autónomas, enviando y recibiendo comandos y datos de diagnóstico aislados, OPC UA seguirá siendo una excelente opción para la comunicación M2M. "No obstante, las fábricas del futuro serán muy distintas", explica Schönegger. "Las máquinas, los robots y las cintas transportadoras deberán comunicarse entre sí en tiempo
real con el fin de maximizar la productividad".
"Lo más probable es que técnicamente sea posible añadir capacidades de tiempo real al propio OPC UA, pero hacerlo supondría un considerable esfuerzo y seguiría teniendo inconvenientes", añade Schönegger. Por este motivo, un gran grupo de fabricantes de automatización y robótica unieron sus fuerzas para avanzar en otra dirección. Su objetivo: hacer que OPC UA utilice las TSN, una extensión del estándar IEEE 802.1 Ethernet que actualmente se encuentra en fase de desarrollo.
La industria de la automoción está impulsando el desarrollo de TSN
Las redes sensibles al tiempo (TSN) son un conjunto de extensiones actualmente en desarrollo y que se incluirán próximamente en el estándar IEEE 802.1. El objetivo es conseguir una transmisión de datos en tiempo real a través de Ethernet. "Una enorme ventaja del estándar TSN es que cuenta con el apoyo de la industria automotriz. Ello significa que los componentes semiconductores necesarios estarán disponibles en poco tiempo y serán relativamente económicos", explica Schönegger.
La cantidad de datos que se transmiten en los automóviles se ha disparado en los últimos años. "Los sistemas de bus convencionales no disponen ni de lejos del ancho de banda necesario para gestionar la situación", comenta Schönegger. El primer paso para la industria automotriz fue la adopción del estándar 802.1 AVB (Audio Video Bridging), que permite realizar un streaming de archivos audiovisuales de manera sincronizada y prioritaria. Ello permite transmitir a través de Ethernet las imágenes de las cámaras de visión posterior montadas en el parachoques trasero.
Para lograr el objetivo de llegar a nuevas industrias y ampliar el espectro de aplicaciones, el grupo de trabajo AVB pasó a utilizar la iniciativa TSN. La industria automotriz también aspira a gestionar todas las aplicaciones y tareas de control que requieren seguridad funcional a través de Ethernet. Para que esto sea posible, se necesitan unos tiempos de ciclo en el intervalo de tiempo real y un comportamiento determinístico de la red. "Son exactamente los mismos requisitos a los que nos enfrentamos en la automatización de las líneas de producción", explica Schönegger. Es por ello que tanto nosotros como otros proveedores de automatización hemos decidido dar a OPC UA la capacidad de tiempo real con TSN.
La informática se une a la automatización
"Con OPC UA TSN estamos construyendo un puente entre el mundo informático basado en IP y los protocolos para las demandas de tiempo real duro, tales como POWERLINK", explica Schönegger. OPC UA TSN es la solución perfecta para todas las aplicaciones de automatización de fábricas. Con una sincronización de submilisegundos, ofrece la precisión suficiente para aplicaciones como la sincronización de líneas, la integración de sistemas SCADA, las tareas de control básicas o incluso el funcionamiento de la cinta transportadora y la integración de E/S.
OPC UA y POWERLINK son protocolos basados exclusivamente en software, con pilas libremente disponibles y que pueden exportarse a cualquier plataforma. "La combinación de OPC UA y POWERLINK ofrece total libertad en el diseño de equipos y sistemas.", dice Schönegger.