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Operando sistemas Industrie 4.0 de forma segura

Las líneas de producción son cada vez más modulares, inteligentes, adaptables, y se comunican cada vez más. Pero lo que normalmente no se encuentra en estas líneas es una estrategia de seguridad adecuada con dispositivos de seguridad complementarios, que coincidan con las interfaces de comunicación, el software del usuario y documentación de certificación de seguridad.

En Europa, los equipos accionados a motor, tales como la maquinaria, están sujetos a la Directiva de Máquinas. Los fabricantes están obligados a certificar que sus productos cumplen con la directiva con la marca CE y una Declaración de Conformidad CE. Hasta la fecha, las máquinas han tendido a ser estáticas. A menudo no se hicieron disposiciones para ponerlas en contacto con otras máquinas adyacentes en la fábrica. Este proceso requiere la evaluación y validación de las interfaces relevantes desde una perspectiva de seguridad. Una marca CE general, incluyendo una declaración de conformidad CE, debe entonces ser emitida para todas las máquinas. Este enfoque es necesario ya que las interfaces e interdependencias de las subunidades de la máquina no se conocen de antemano. Es necesario reconsiderar este enfoque, el concepto de comunicación y la gestión de datos en el transcurso del proyecto Industrie 4.0 a futuro.


Plataforma para la transferencia de conocimiento y tecnología

Industrie 4.0 abarca una serie de proyectos de investigación a efectos de la elaboración de los requisitos para los sistemas técnicos, la implementación de estrategias de solución, y realizar ensayos de funcionamiento. Esto incluye SmartFactoryOWL, una iniciativa de la Sociedad Fraunhofer y la Universidad Ostwestfalen-Lippe de Ciencias Aplicadas, que cuenta tanto con una unidad de investigación como con una planta de producción real, que incluye desde innovadoras técnicas de fabricación aditiva hasta el montaje final de un producto listo para el mercado.

De este modo, SmartFactoryOWL funciona como una plataforma para la transferencia de conocimiento y tecnología, apoyando a las pequeñas y medianas empresas manufactureras, fabricantes de plantas y equipos, y proveedores de equipos del área de digitalización. Aquí se pueden establecer líneas de producción piloto y equipar y probarlos con módulos de solución Industrie 4.0, lo que les permite optimizar sus sistemas y procesos de producción o para capacitar a los empleados.

Desde una perspectiva mecánica, la planta piloto SmartFactoryOWL consiste en un sistema de transferencia de piezas de trabajo y varias estaciones de tratamiento modulares. El sistema de montaje modular demuestra funcionalidades y características como adaptabilidad, plugn- play, y facilidad de uso. En este escenario, diferentes productos y soluciones fueron comparados buscando un sistema adecuado para interconectar de forma segura las estaciones de procesamiento con el sistema de transferencia.

Los expertos en seguridad propusieron el uso de una tecnología propietaria en combinación con el protocolo en tiempo real Profinet IO Ethernet. Cada una de las máquinas se puede interconectar mediante esta solución de seguridad independientemente de la red y del controlador- y el estándar de comunicación.


Interconexión automática y activación de las funciones de seguridad

Cada estación de procesamiento tiene su propia lógica de control seguro, que se conecta automáticamente al sistema de transferencia (al acoplarse a este) y activa las funciones generales de seguridad (como, por ejemplo, la parada de emergencia).

La estación de procesamiento comienza la producción una vez que se ha establecido una comunicación segura con el sistema de transferencia. Un botón se pulsa para indicar que una estación de procesamiento está siendo desconectada, lo que deja al operador tiempo suficiente para terminar la conexión. El sistema de transferencia continúa funcionando sin interrupciones.

No obstante, apretar este botón no tiene ningún impacto en el proceso si no se termina la conexión. Si la terminación de la conexión no se señala o se retrasa, esto desencadena una parada de emergencia del sistema de transferencia y de la estación de procesamiento. Las estaciones de procesamiento también disponen de un modo especial de “mantenimiento”, el que permite reparaciones y otros tipos de mantenimiento que se llevarán a cabo en las estaciones del sistema de transferencia sin causar interrupciones en el proceso de producción.

Con más de 2.000 m2, SmartFactoryOWL está ubicada en Lemgo, en Renania del Norte-Westfalia, Alemania. Fuente: Centrum Industrial IT (CIIT).

Reducción significativa de la burocracia

Esta estrategia de seguridad se utiliza para estandarizar las interfaces entre las máquinas y pre-identificar, analizar y tener en cuenta las interdependencias. Todas las máquinas también se comprueban, liberan y se documentan en la fábrica. De este modo, las estaciones de procesamiento pueden ser declaradas como “un equipo intercambiable” (en los términos de la Directiva de Máquinas). Los usuarios pueden acoplar las estaciones de transferencia y ponerlas por sí mismos en operación de acuerdo a sus propias necesidades.

Este enfoque de declarar que una máquina es “un equipo intercambiable”, ya ha demostrado su eficacia con los accesorios de montacargas y de maquinaria agrícola y de construcción. Definir las estaciones de procesamiento como “equipos intercambiables” exime al usuario de los requisitos burocráticos impuestos por la Directiva, y puede operar las máquinas de forma segura y como se pretende, sin hacerles modificaciones importantes o interconectándolas.

El concepto de seguridad presentado destaca por ser modular y rentable, y una vez que este se demuestre adecuadamente en una aplicación específica, puede ser adoptado como una solución de control universal y segura.


Artículo gentileza de Phoenix Contact Chile. www.phoenixcontact.cl
Octubre 2016
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