Evolución de alto nivel para sistemas de control distribuidos. Han pasado más de 50 años desde el desarrollo del primer PLC (control lógico programable) y el DCS (Sistema de control distribuido). Además, hoy en día la industria 4.0 nos guía sobre cómo mejorar nuestros sistemas de control y monitoreo. Donde el principal objetivo es que sean abiertos, escalables -que estén preparados para los siguientes pasos de actualización-, y que se puedan integrar de manera agnóstica (sin importar la marca).
Evolución de alto nivel para sistemas de control distribuidos.
Por / By: Roberto Carlos Tépoz, Arquitecto de Soluciones, Schneider Electric Systems México.
Primero, el no adoptar estándares de la automatización industrial que realmente sean abiertos es costoso en todos los sentidos. Esto representa gastos innecesarios, perdidas de producción, retrasos en la implementación de diseños innovadores de plan- tas de fabricación y pérdida de oportunidades comerciales. Segundo, la IEC61499 nos da la oportunidad de evolucionar nuestros sistemas. Es decir, se define un lenguaje de diseño de sistemas de alto nivel para sistemas de control distribuidos. Los PLCs y los DCS de hoy en día se están volviendo obsoletos, por así decirlo, porque los avances tecnológicos están topados por los desarrollos de los proveedores de los cuales compramos “cierta marca”; y estamos amarrados a cada uno de ellos por sus limitaciones de integración.
También, el problema más latente es que hoy en día la toma de de- cisiones para cualquier industria está basada en el activo más valioso, el cual son los “datos”. Y seguramente te surgirá la pregunta: “pero ¿si esos datos vienen de distintas marcas? ¡¡Es casi imposible sacarle el máximo provecho, porque no todos mis controladores se integran como uno solo o en un solo sistema!! ¿Qué más puedo hacer?”.
A continuación, responderemos a esas preguntas basados en la IEC61499.
1. Componentes de software basados en contenedores
La norma IEC 61499 se basa en bloques DFB, pero dentro del bloque no define el lenguaje de programación (se puede utilizar cualquier tipo de programación que menciona la IEC61131: escalera, lista de instrucciones, secuencial flow chart, bloques o texto estructurado). El bloque de función es un contenedor donde el desarrollador tiene la opción de encapsular su propiedad intelectual. Así, los desarrolladores de aplicaciones pueden utilizar el lenguaje de programación que quieran para encapsular y comercializar los algoritmos de control en forma de componentes.
2. Portabilidad del código de la aplicación
Al proponer un modelo de aplicación independiente del hard- ware utilizado, la IEC 61499 permite la portabilidad del código de aplicación a través de múltiples plataformas y herramientas de ingeniería. De esta forma, las aplicaciones diseñadas para ejecutarse en el sistema de un proveedor también pueden ejecutarse en el sistema de otro (solo se requerirán parámetros mínimos como memoria RAM, puertos de comunicación y espacio en disco duro).
Esto es especialmente importante para el futuro, ya que los casos de uso de la Industria 4.0 se resolverán principalmente con innovación en sistemas de software. El futuro de los controladores como hoy los conocemos será dis- tinta, ¡porque desaparecerán!… y se convertirán en software; cada parte de la lógica se podrá resolver de manera distribuida, pero podrá interactuar como un solo sistema integrado.
3. Basado en eventos
La naturaleza basada en eventos de la IEC 61499 es perfecta para interactuar con sistemas IT transaccionales. Los desarrolladores pueden combinar funciones OT en tiempo real y funciones IT no críticas en una sola aplicación; por ejemplo, un bloque de control de bombeo puede iniciar la creación de una orden de mantenimiento en base a análisis predictivos integrados.
4. Distribución de la información y control
La IEC 61499 propone un modelo para distribuir aplicaciones de automatización a dispositivos heterogéneos de una forma transparente: desde instrumentación y actuadores de campo hasta controladores y potentes ordenadores en Edge para aplicaciones de cálculo intensivo, como inteligencia artificial o machine learning.
5. Ciberseguridad
El protocolo abierto que se propone para integrar los sistemas de manera vertical es el OPC-UA, este protocolo integra a los participantes a través de certificados de manera cruzada (el cliente recibe un certificado por parte del servidor, y el servidor recibe y valida todos los certificados de los participantes cliente en el sistema) para acreditar el cruce de información.
6. Conectar y Producir
Combinar las ventajas anteriormente mencionadas da como resultado un enfoque de automatización de “Plug and Produce” o Conectar y Producir. De esta forma, los componentes de software que combinan funciones en tiempo real y funciones no críticas, del entorno IT, se conectan entre ellas para crear aplicaciones de procesos y maquinaria.
Esto permite reducir gradualmente las horas de ingeniería, facilita enorme- mente la implementación de casos complejos y simplifica el mantenimiento para aumentar el tiempo de actividad de cada uno de los activos.
Conclusión:
En conclusión, la norma IEC 61499 establece una base para la portabilidad de aplicaciones de automatización industrial que crea una amplia gama de ventajas. Adicionalmente, en ello, está incluido la fácil convergencia de sistemas de IT/OT, un mejor retorno de la inversión en aplicaciones de software que pueden ejecutarse, independientemente de cualquier plataforma de hardware, y la eficiencia de diseño que acelera radicalmente el tiempo de comercialización de nuevos productos.
Schneider Electric tiene una solución basada en IEC 61499 y se llama Ecostruxure Automation Expert, visítanos en nuestro stand o búscanos en internet.
