Conectividad sin codificación para una transformación digital asequible

Las empresas de sectores como fabricación, gestión de instalaciones y distribución eléctrica pueden extraer enormes beneficios de las oportunidades que se presentan. Las herramientas digitales y la inteligencia artificial (IA) resultan beneficiosas en iniciativas diseñadas para reducir los costes operativos y mejorar la seguridad, así como para incrementar la eficiencia gracias al aumento de la disponibilidad y la utilización de las máquinas. La información extraída de los datos también fomenta la mejora continua y el desarrollo de nuevos productos.

Un requisito fundamental en cualquier proyecto de digitalización es la recogida y unificación de los datos necesarios. No obstante, establecer las comunicaciones entre el dominio IT y los equipos operativos de una fábrica, edificio o ubicación remota representa varios retos de ingeniería cuya superación puede exigir mucho tiempo y mucha mano de obra. Muchos de los equipos tienen unas capacidades de comunicación limitadas que a menudo se basan en protocolos propietarios y representaciones de datos. Es posible que en algunos casos su diseño no permita compartir datos remotamente, de ahí que se necesite una solución rápida y eficiente a estos retos con el fin de concentrar los recursos del proyecto hacia el nivel de la aplicación en el que se crea valor.

Históricamente, las soluciones disponibles no han sido ideales ya que exigían escribir drivers a medida para la conexión a antiguos dispositivos propietarios. Esto ha requerido conocimientos de software de los que podrían carecer las empresas cuya externalización es costosa. Un problema añadido es que una implementación típica suele incluir la conexión a muchos dispositivos diversos y exige la creación de muchos drivers diferentes.

Aunque se hayan desarrollado los drivers, el trabajo que representa la recogida de datos no acaba aquí. Los datos recuperados deben convertirse en un formato unificado e idóneo para IT. También hay que prestar atención a lo que supone transmitir los datos resultantes en un entorno IT moderno, especialmente cuando esto exige comunicaciones en un área amplia. Es preciso abordar la autenticación de dispositivos, la seguridad de los mensajes, la latencia de los datos, la transmisión de costes y las condiciones de errores potenciales. A un nivel más fundamental también hay que determinar qué datos se envían para almacenamiento y análisis, y también cuándo llevarlo a cabo. Estos requisitos han llevado al concepto de puerta de enlace distribuida, que proporciona la conexión crítica entre los entornos IT y OT.

De lo anterior se deduce que hace falta una importante inversión de tiempo y dinero simplemente para recopilar los datos necesarios para un proyecto antes de que se pueda extraer un valor real de la información recogida. Es esencial disponer de una solución más rápida, de bajo riesgo y económica a estos puntos críticos para que haya más empresas capaces de aprovechar la transformación digital con el fin de modernizar y mejorar el rendimiento de su negocio. Esto es especialmente cierto para empresas más pequeñas que no dispongan de un gran equipo de IT para desarrollar el software o de presupuesto para contratar a especialistas.

El middleware WISE-Edgelink de Advantech ofrece precisamente esta funcionalidad a los usuarios en diferentes industrias.

Por ejemplo, un fabricante de sistemas centralizados de aire acondicionado destinados a edificios de oficinas deseaba mejorar la eficiencia energética, el análisis de rendimiento y el mantenimiento predictivo mediante la recogida integral de los datos procedentes de subsistemas dispersos ubicados en las instalaciones del cliente (figura 1).

La recogida de datos exigía monitorizar el estado de hasta 256 subsistemas de aire acondicionado instalados en un edificio. La ejecución de WISE-EdgeLink en un ordenador Advantech Edge permite recoger los datos procedentes de estos subsistemas mediante una combinación de protocolos estándar y propietarios de PLC, protocolos específicos para automatización de edificios como BACNET y datos de los sensores recogidos por medio de los módulos de E/S remotos de la serie ADAM-4000. Se encarga de la conversión del protocolo de comunicación y del preprocesamiento de los datos. Los datos convertidos se utilizan mediante protocolos IoT estándar en aplicaciones ejecutadas en plataformas privadas en la nube como Microsoft Azure y AWS con el fin de proporcionar los requisitos específicos del fabricante en cuanto a procesamiento de datos y control. La transferencia bidireccional de los datos permite enviar las señales de control al sistema de aire acondicionado para conmutar la potencia, así como para ajustar la temperatura y la velocidad del ventilador.

En el sector eléctrico, una compañía eléctrica necesitaba gestionar los equipos en un gran número de armarios remotos de distribución eléctrica de baja tensión instalados a lo largo de su infraestructura de transmisión y distribución (figura 2).

La interacción remota con los equipos en estos armarios permitió a la compañía mejorar la seguridad de los activos críticos, monitorizar el estado de los equipos y su uso de forma continua, así como gestionar su vida útil con mayor eficiencia.

En este caso, su compatibilidad con los protocolos de comunicación utilizados habitualmente en el sector eléctrico, como IEC 60870 y DL_645, constituyó un factor importante. De nuevo gracias al middleware WISE-EdgeLink ejecutado en el hardware de la puerta de enlace optimizado para aplicaciones de comunicación industrial se pueden intercambiar los datos de todos los equipos en los armarios con los servicios de la nube que proporcionan aplicaciones de gestión remota. El personal de servicio de la compañía eléctrica interacciona con la plataforma de la nube desde un dispositivo de sobremesa o móvil para conocer el estado del sistema y recibir mensajes de alerta.

En ambas aplicaciones, WISE-EdgeLink es la clave para el éxito del proyecto. Junto con el ordenador Advantech Edge proporciona un componente potente y versátil para procesamiento distribuido que combina comunicación, seguridad y capacidades de control embebido en tiempo real. Con sus más de 200 PLC, RTU, contadores y otros modelos de dispositivos y drivers incluidos logra eliminar la necesidad de desarrollar drivers, un proceso complicado que además lleva mucho tiempo. En lugar de ello, la conversión del protocolo, el enriquecimiento de datos y el filtrado de eventos pasan a ser un proceso de configuración dentro de un entorno sencillo de apuntar y pulsar que libera de esta carga al Integrador del Sistema y le permite concentrarse en el valor real para el usuario. 

La captura de los datos procedentes de equipos antiguos de OT puede convertirse en un reto que consuma muchos recursos y fondos destinados al proyecto, así como tiempo de desarrollo, que se pierden en aspectos relacionados con el valor real de la transformación digital. La amplia variedad de drivers de PLC y protocolos de comunicación antiguos que utilizan en el ámbito de OT es un problema particular que ahora se puede solucionar a través de una plataforma sin código que requiere unos mínimos conocimientos especializados, liberando así a los usuarios de laboriosas tareas de desarrollo de software. El resultado es una reducción del coste, la duración y el riesgo del proyecto.

Daniel Sun, Product Sales Manager, Advantech.

Suministrar la captura de datos inicial, el enriquecimiento y la detección de eventos solo constituye una parte de la historia al implementar una solución completa que integre elementos en la propia instalación y basados en la nube. Además de Edgelink, Advantech también ofrece un conjunto coordinado de soluciones destinadas a gestionar el intercambio de los datos y el procesamiento de aplicaciones en plataformas distribuidas y en la nube privada o pública.

InsightAPM/M2I es una solución inteligente para la conectividad entre máquina e inteligencia que permite el funcionamiento y el mantenimiento remoto de los equipos conectados. Entre las funciones que incorpora se encuentran la monitorización de equipos y alarmas en caso de fallo, así como herramientas para gestionar recordatorios de mantenimiento, generar órdenes de trabajo, conservar registros y generar informes basados en varias plantillas que se pueden escoger y configurar para adaptarse a varias aplicaciones.

En aquellas situaciones en las que los usuarios son no son capaces o no desean utilizar servicios públicos de la nube de proveedores bien conocidos, Advantech creó WISE-STACK Edge como una arquitectura integrada, escalable y privada en la nube de tipo híbrido. Cuando WISE-STACK Edge, que ha sido diseñada para permitir que empresas grandes y pequeñas configuren una solución que cobra sus necesidades con unos costes ajustados, se combina con plataformas asociadas para conectividad IoT, gestión del rendimiento de los activos y servicios en el entorno IA, permite disponer de soluciones con poco código, desde visualización de datos hasta inferencia de IA. Ofrece un diseño en contenedores basado en servicio que añade portabilidad a servicios privados o públicos en la nube.

Además, el despliegue de aplicaciones de inteligencia y análisis en la nube de alto valor en dispositivos distribuidos se ve simplificada gracias al reciente lanzamiento de la serie de plataformas de inteligencia distribuida ESRP-AWS IoT Greengrass de Advantech. Estos dispositivos, con WISE-EdgeLink embebido para facilitar la recogida de datos en campo, ofrece la posibilidad de los clientes usen las funciones lambda de AWS en aplicaciones como análisis de flujo, aprendizaje automático y reconocimiento de imágenes en dispositivos distribuidos.

Un requisito fundamental en cualquier proyecto de digitalización es la recogida y unificación de los datos necesarios. No obstante, establecer las comunicaciones entre el dominio IT y los equipos operativos de una fábrica, edificio o ubicación remota representa varios retos de ingeniería cuya superación puede exigir mucho tiempo y mucha mano de obra