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CONTROLADORES INDUSTRIALES
Integración de todas las variables del proceso de control
Por Equipo de Prensa de Revista ElectroIndustria
A fines de los sesenta, la industria comenzó a buscar tecnologías más eficientes para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes, comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional. El resultado fueron los PLC (Programmable Logic Controllers), y con el paso de los años, la oferta de controladores industriales se ha ampliado para incluir otros sistemas (como los DCS y los PAS), con mayores capacidades de memoria, comunicaciones, velocidades de procesamiento y cantidad de I/O que manejan.

En la actualidad, podemos encontrar PLCs en múltiples aplicaciones, controlando desde una simple rutina en una máquina hasta en complejos procesos robotizados.

“Hace algunos años era impensable creer que un PLC se podría programar por medio de redes de comunicación como Internet; en un par de años será normal conectarse a cualquier dispositivo de campo, desde cualquier parte del mundo, para revisar parámetros de proceso o modificar su configuración”, aventura Rodrigo Tapia, Gerente de Ventas de Fabelec. “Las tendencias de hoy son la comunicación (directa entre equipos de campo y desde estos a sistemas de gestión, y luego la fusión con el mundo informático) y altos estándares de seguridad”, añade.

Para Leonardo Campodónico, Líder de Marca/Product Manager de Unitronics en Chile, los criterios que lideran el desarrollo de nuevos productos por parte de los fabricantes apuntan a lograr soluciones amigables, compactas, de fácil programación y que cuenten con licencias abiertas que permitan manejar el controlador y la pantalla HMI en un mismo equipo.

“De esta forma, se reducen los costos de programación de manera significativa”, asegura.

Los controladores tienden cada vez a tener más integraciones y formas de comunicarse con varias aplicaciones de control e informáticas; por ende, cada vez se incorporan más protocolos de comunicación y/o buses de campo industriales. “La ciberseguridad es un tema clave, donde creo que una buena medida es que se está incorporando la encriptación de la lógica y configuración de los controladores”, asegura Daniel Andrade, Product Sales Manager de ABB.

Tendencias como Industria 4.0 y el Internet de las Cosas son cada vez más relevantes en el desarrollo de las nuevas generaciones de estos dispositivos. “Además de la escalabilidad, funciones integradas de sistema tales como ingeniería eficiente, alto rendimiento, diseño innovador, diagnósticos fiables, seguridad y tecnología integradas son aspectos claves desde el punto de vista de desarrollo”, enumera Gabriel Castro, Product Manager Factory Automation de Siemens Chile.


Conexión total

Según los expertos, el Internet de las Cosas permite repensar las arquitecturas de control, buscar la posibilidad de integrar todas las variables del proceso y de una planta a un sistema. A su vez, permite tratar esa información de forma segura y que brinde mejores desempeños y disponibilidad de las instalaciones.

“Es una realidad utilizar Internet para interconectar procesos en plantas distantes geográficamente o en la toma de decisiones de producción basados en servicios de meteorología vía Cloud, entre otros”, indica Álvaro Ortega Iriarte, Product Manager IE & IMA Divisions de Phoenix Contact.

Con la interconexión digital, los equipos tienen direcciones únicas y pueden transmitir datos a la nube para su procesamiento, y ser administrados y controlados a través de aplicaciones. “Iniciativas como el Internet de las Cosas están impulsadas por miles de millones de dispositivos inteligentes que generan enormes volúmenes de datos. Convertir estos datos en valor es un factor crítico de éxito”, afirma Castro. “La digitalización será el diferenciador clave que permitirá a las empresas seguir siendo competitivas en el futuro”, añade. De acuerdo a Andrade, ahora existirán cada vez más sensores disponibles en Internet y la gente estará también más integrada, lo que permite pensar que la sociedad comprenderá mejor esta nueva era. “La automatización tiene que ver con la forma de ir integrando estos nuevos sensores y que sea de forma segura; los sistemas tienen que tener cada vez más posibilidades de combinarse con diversas tecnologías y poder pasar toda la data del proceso no solo para que sea tratada a nivel de la planta sino que a nivel de una red o de una industria”, añade.

El control de proceso también se tiene que ajustar a la nueva fuerza laboral más acostumbrada al uso de dispositivos móviles y del "aprender haciendo", más que ser enseñados o guiados.

Para Tapia, el rol del Internet de las Cosas aún es limitado, pero estamos a pocos pasos de que se haga común el uso de soluciones industriales con funcionalidad IoT en la automatización y el control de procesos. “En el caso del PLC, la mayoría utiliza equipos externos para realizar la comunicación IoT; la tendencia es que este hardware esté incorporado en los mismos PLC”, enfatiza.


¿Antes o ahora?

Respecto a las funcionalidades de los actuales controladores en relación a los disponibles hace una década, Andrade explica que estos han tenido su propio desarrollo, el que ha sido fuertemente influenciado por las tecnologías de informática y telecomunicaciones.

“La informática aporta herramientas estándares para tareas de programación y configuración, y ha permitido también reestructurar el manejo de información y datos de los controladores, haciendo cada vez más poderoso el manejo de la misma”, aclara. “La evolución de las telecomunicaciones estandarizó la Ethernet para sistemas de control y generó la aparición de nuevos protocolos industriales”, agrega.

Los desarrollos propios de la automatización aplicados a los controladores permiten incorporar, por ejemplo, algoritmos de autosintonía, controladores de lógica difusa, sistemas expertos, predictores, y redes neuronales. “Lo importante es que exista conectividad, que sean equipos que puedan ‘conversar’ con otros sin necesidad que sean del mismo proveedor, permitiendo aplicaciones donde los sistemas actúen, ya sea como maestro o como esclavos de otros controladores”, enfatiza Campodónico.

Potencia y más eficiencia son otras funcionalidades destacables de los nuevos dispositivos, que además se caracterizan por rápidos procesamientos de señales que hacen posibles tiempos de reacción más breves y una alta productividad. Además, advierte Castro, ofrecen funciones tecnológicas y seguridad integradas: “están diseñados para facilitar su uso al máximo y cuentan con una ingeniería eficiente gracias a unas completas funciones de software y hardware”.

A juicio de Ortega, lo más relevante son las capacidades de conexión entre equipos con protocolos industriales multimarca, tales como Modbus TCP, OPC y Profinet. “Muchos clientes que ya tienen familiaridad con herramientas IT, nos solicitan capacidades de interacción con protocolos no industriales. Todo esto con la conocida robustez de funcionamiento de un PLC para tareas 24/7”.

Como una manera de tener una lógica de evolución sin obsolescencia, los programas para configurar los controladores no difieren mucho de sus versiones iniciales y se hacen más complejos cuando se les debe realizar la configuración de un protocolo. “No me atrevo a decir si es más sencillo o no, pero antes se realizaban más configuraciones físicas en el controlador, mientras que ahora la mayoría se cargan a través de un software hacia el controlador”, afirma Andrade.


Estándares y buenas prácticas

Los estándares internacionales de certificación de equipos son un buen parámetro a revisar cuando se decide por una marca u otra, resistencia a vibraciones, temperatura o uso en gran altura geográfica, entre otros.

“Para un cliente es importante también que el soporte local sepa en detalle cómo resolver problemáticas que se presenten en una puesta en servicio, que los mantenedores estén correctamente capacitados o incluso tener contratos de mantenimiento con empresas certificadas”, explica Ortega.

En tanto, Andrade recomienda “siempre leer y aplicar bien los manuales de configuración y uso de los controladores, asistir a cursos de perfeccionamiento y aprender de los ingenieros de más experiencia”.

En la especificación técnica, indica, es importante tener en cuenta el tipo de proceso y el ambiente donde será utilizado el controlador, los requerimientos de cantidad de entrada y salida a utilizar, tipos digitales y/o análogos, si se requiere redundancia, qué tipo de protocolos industriales se va a requerir, qué tipo de alimentación eléctrica y con qué sistemas se van a comunicar.

En términos generales, y a nivel de programación, un estándar es el IEC 61131-3 el cual trata los lenguajes de programación, aunque por la simpleza de entendimiento y de hacer seguimiento de la lógica, el más utilizado y aceptado es el lenguaje de bloques de funciones.

También podemos encontrar la norma IEC 62443-4-1, del proceso interdisciplinario de desarrollo de productos de automatización y accionamientos, incluyendo el software industrial. Otra es la certificación Achilles Level 2, relacionada con la robustez de la comunicación de los controladores industriales y protección de infraestructuras contra amenazas cibernéticas.

“PLCopen IEC 61131-3, que tiene relación con los lenguajes de programación, es la única norma válida a nivel mundial para los lenguajes de programación de los controladores”, concluye Castro.

Junio 2018
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