El control basado en PC
Cada día, nuestros clientes nos piden mayor flexibilidad, adaptarnos de una manera rápida a sus requisitos, minimizando el time-to-market sin que ello conlleve una pérdida de calidad en el proceso productivo. En definitiva, pasar de una producción en serie en la que todos los elementos son exactamente iguales a una fabricación customizada y personalizada. Es aquí donde entra en juego la digitalización.
Aestos nuevos retos que nos plantea la Cuarta Revolución Industrial les damos respuesta apoyándonos en soluciones tanto a nivel hardware como software. Ello nos permite acometer estos nuevos desafíos incrementando la inteligencia de nuestras industrias y la transparencia de los datos desde el nivel de campo hasta niveles superiores dentro de la pirámide de automatización, incluyendo soluciones basadas en Cloud, lo que nos permite minimizar el ciclo de vida completo del producto, facilitando así un proceso continuo de mejora.
Control basado en PC:
En el ámbito de las soluciones de control basado en PC, apostamos por un entorno abierto e independiente que nos permita adaptarnos a las diferentes necesidades de la industria cuando se requieren funcionalidades extras a las soluciones estándar de PLC. El controlador Simatic S7-1500 Software combina los beneficios que nos aportan los controladores SIMATIC con la flexibilidad que nos facilita una solución de control basado en PC y todo ello programado dentro de nuestra plataforma de ingeniería TIA PORTAL.
El principal desafío al que nos enfrentamos: disponibilidad y robustez
Hasta la aparición de la nueva plataforma de control basado en PC, se usaba un kernel embebido en Windows para así garantizar un controlador software con capacidad para ejecutarse en tiempo real. El control, por lo tanto, sólo está disponible mientras Windows funcione correctamente. Un reinicio o fallo del sistema operativo se traduce en un fallo del controlador lo que conlleva una parada de la máquina o de la planta completa, con los costes asociados que supo-
ne. Hay muchos factores posibles que pueden causar un fallo del sistema operativo, como pueden ser virus, crashes por sobrecarga o reinicios intencionados por la instalación de nuevo software.
La solución: controlador SIMATIC S7-1500 Software
El S7-1500 Software ofrece la funcionalidad de nuestras CPU S71500 integrada dentro de un PC industrial SIMATIC. Sin embargo, este control no está embebido en el sistema operativo del equipo, sino que se ejecuta en paralelo a él. La capa software Siemens Hypervisor se encarga de distribuir los recursos hardware del PC, como pueden ser núcleos de procesador, interfaces de comunicación o particiones de memoria, exclusivamente para el sistema operativo o para el controlador software. Ésto implica que ante cualquier reinicio o error del sistema operativo no tiene ninguna incidencia sobre el programa de control.
A pesar de la independencia del controlador software de Windows, los datos se pueden comunicar entre ambos de una manera sencilla. En primer lugar, se soporta comunicación nativa entre el 1500 Software y nuestras soluciones de visualización integrada WINCC RT Advanced (que se ejecutaría dentro de la parte Windows) de cara a agrupar en una única plataforma la solución de control y visualización. En segundo lugar, gracias al kit de desarrollo abierto ODK 1500S, tenemos la posibilidad de integrar en el programa de Step 7 programaciones realizadas en lenguajes de alto nivel desarrolladas en entornos como Eclipse o Visual Studio.
A partir de la versión de firmware 2.5, el controlador software dispone además de servidor OPC UA integrado, lo que facilita la interconectividad del sistema dentro de un entorno de comunicación basado en la industria 4.0.
La configuración del equipo se realiza íntegramente desde TIA PORTAL, sin necesidad de realizar ningún ajuste a nivel de Windows, lo que se traduce en una ingeniería eficiente, segura y amigable para el usuario. Además, ofrece protección de know-how, especialmente útil para fabricantes de maquinaria, así como configuración de los niveles de acceso de acuerdo a los requisitos del cliente final.
Dentro del 1500 Software, contamos con la variante que nos permite llevar a cabo funcionalidades de Safety de cara a abordar maniobras de seguridad cumpliendo con las normativas más exigentes. Para el usuario, esto se traduce en un ahorro de espacio en armario, así como los costes asociados a un controlador dedicado a la parte de Safety.
Solución Hardware Siemens se caracteriza por comprender la integración en el concepto más amplio, lo cual lo podemos aplicar también al ámbito del control basado en PC. El 1500 Software se puede ejecutar en plataformas PC caracterizadas por su robustez:
SIMATIC IPCS Ofrecen enorme flexibilidad en su configuración, así como máximo rendimiento para implementación de algoritmos complejos de control y aplicaciones Windows para automatización.
Están pensados para un funcionamiento continuo gracias a los estándares de calidad en el proceso de fabricación y desarrollo, desarrollo propio de placa base y BIOS y sometimiento a pruebas de estrés y resistencia de cada uno de ellos previo a su salida de fábrica.
ET200SP Open Controller Sistema de control compacto y robusto que combina la funcionalidad de nuestra periferia descentralizada ET200SP con una plataforma de control basado en PC.
Permite el 1500 Software en su versión estándar, safety e incluso tecnológica lo que permite implementar aplicaciones exigentes en el ámbito de Motion Control como pueden ser tareas de sincronismos absolutos o implementación de levas.
Campos de aplicación típicos
La combinación del control basado en PC con la programación en lenguajes de alto nivel es especialmente adecuada en todo tipo de industrias, tanto fabricantes de maquinaria como plantas de producción en las que se requieran:
Combinación de múltiples tareas en un único dispositivo, como puede ser el control, la visualización y aplicaciones basadas en PC.
Gestión y comunicación de bases de datos.
Integración de algoritmos complejos.
Integración de código de alto nivel existente.
Integración de software de terceros como puede ser procesado de imagen.
Integración de desarrollos basados en modelos de Matlab Simulink. Alberto Penalba, Product Manager SIMATIC Ipc/control Basado en PC de Siemens España