Fábricas del futuro

Este artículo presenta dos asuntos importantes a los que se enfrentan las fábricas del futuro referentes a la unión de sus departamentos TO y TI: la integración y los grandes datos. Advantech destaca estos dos puntos críticos, revela soluciones y desvela cómo las plataformas de la marca listas para funcionar en el IoT industrial tienden puentes en las fábricas entre TO y TI.

Tradicionalmente los elementos TO como PLC y otros equipos de producción propietarios han ofrecido largos ciclos de vida en comparación con los sistemas TI y, por ello, los dispositivos industriales de hoy en día utilizan una variedad de capas físicas de comunicación, la mayoría de ellas propietarias y relacionadas con el fabricante del controlador industrial, como son Profibus, DeviceNet, Interbus y Modbus.

Para reducir el desarrollo, el tiempo de salida al mercado y los costes de soporte, los proveedores TO tendrán que integrar sus desarrollos derivados de TI, lo que conduce a una demanda de ordenadores industriales fiables de alto rendimiento y equipos de servidores industriales, capaces todos ellos de funcionar en entornos hostiles.

Uno de los primeros pasos para conectar los sistemas industriales tradicionales al IoT es proporcionar una conversión de estos buses físicos dependientes de la aplicación a interfaces de red abierta como Ethernet e inalámbrica. Al contrario que las TO, las redes TI de empresas utilizan los mismos estándares y protocolos abiertos que se encuentran en Internet, como el TCP/IP.

Los protocolos concretos de aplicación como el HTTP/S, SNMP y MQTT están en las capas superiores. Internet utiliza lenguajes de programación como JavaScript y Java y presenta la información mediante tecnologías abiertas como HTML5.

Para obtener el máximo potencial del Internet de las cosas, las tecnologías TO y TI deben converger permitiendo una conexión y comunicación fácil con los dispositivos sensores integrándose en los servicios en la nube. Las TO y TI tienen que superar importantes obstáculos persiguiendo la colaboración, ninguno de ellos mayor que el desafío de alcanzar una seguridad e interoperabilidad sin interrumpir servicios críticos o desviar sumas excesivas de capital de la empresa.

WebAccess/Scada de Advantech es una estructura basada en web para la ingeniería del IoT industrial que proporciona todas las características necesarias para una conectividad TO sencilla, la recopilación de datos y la integración TI en la nube para servicios de grandes datos. WebAccess funciona como una plataforma IoT industrial que proporciona interfaces abiertas a fábricas modernas que desarrollan aplicaciones IoT para diferentes mercados verticales.

Además de las funciones tradicionales Scada, WebAccess tiene un panel inteligente que proporciona a los usuarios el análisis de datos entre plataformas y navegadores, y una interface de usuario basada en tecnología HTML5. WebAccess 8.2 ofrece también con los widgets integrados el Widget Builder para que los clientes puedan diseñar sus propios widgets según la aplicación.

Ventajas de WebAccess

• Diseño, seguimiento y control 100% basado en web
• Panel de control inteligente HTML5 compatible entre navegadores
• Soporte de diferentes controladores incluidos los módulos E/S de Advantech, controladores y la mayoría de PLC, así como los protocolos de estándar Modbus, OPC UA, OPC DA, SNMP y BACnet
• Integración fácil con MES y ERP mediante interfaces abiertas
• Integración con WebAccess/IVS, WebAccess/NMS y WISE- PaaS/RMM
• Integración con el seguimiento de ubicación por GPS de Google Maps
• Nodos SCADA redundantes, puertos y dispositivos para una alta disponibilidad
• Disponibilidad de sensor E/S y seguimiento y control de máquinas.

Más información

Las plataformas IoT producen una cantidad creciente de datos brutos procedentes de sensores, actuadores y otros dispositivos TO. La mayoría de dispositivos del IoT industrial están conectados en el borde de la red, el lugar donde convergen físicamente TO y TI. Para reducir los requisitos de ancho de banda de comunicación, los datos generados por los dispositivos TO deben seleccionarse para sacar los que son útiles para la empresa y reenviarlos luego a sistemas informáticos en la nube para realizar el análisis de grandes datos. La mayoría de instrumentos TO de hoy en día, como los sensores individuales y los dispositivos, no tienen la capacidad ni la potencia informática necesaria para procesar y filtrar los datos recogidos. Otros instrumentos TO más inteligentes, como los PLC, están diseñados para funciones de automatización de tareas sueltas y no han sido diseñados para compartir los resultados de datos de fabricación con otros sistemas. Por esta razón, las aplicaciones IoT actuales precisan de dispositivos informáticos en el borde para que hagan de puerta de enlace de datos entre los instrumentos TO y la nube TI.

Una de las soluciones que Advantech ofrece para resolver el asunto de los grandes datos y tender puentes entre TO y TI son las puertas de enlace IIoT Taglink entre las que hay una serie de productos de Advantech como el ADAM-3600, ECU-1152 y ECU-1251. La puerta de enlace IIoT Taglink se puede conectar directamente a los sensores y actuadores y recoge datos de sensores analógicos y digitales, convirtiendo protocolos RTU como el DNP3 y el IEC-60870-5-104 a través de la última tecnología de software de puerta de enlace de Advantech llamada Taglink que ofrece soporte de protocolos principales de bus de campo E/S y controladores PLC, y permite la transferencia de estos datos mediante el protocolo MQTT a los servicios en la nube.

Para posibilitar la comunicación directa entre dispositivos o entre objetos y enlazar realmente TO y TI, los módulos E/S inalámbricos IoT del WISE-4000 de Advantech recogen datos de sitios remotos cableados o de difícil acceso que tengan tecnología TO. Los módulos E/S remotos WISE 4000 combinan la recogida de datos, el procesado y la comunicación de datos sin necesidad de una puerta de enlace, y pueden conectar directamente con los servicios en la nube mediante el protocolo MQTT. Esto contribuye a simplificar la implantación de soluciones IoT para la recogida de información TO de cualquier tipo de sensor. Los módulos WISE 4000 se pueden configurar mediante una interface HMTL5 integrada y son accesibles desde cualquier dispositivo móvil con un navegador web estándar sin necesidad de un punto de acceso. Gracias a que los módulos utilizan RESTful API, los integradores de sistemas pueden personalizar el configurador según sus requisitos concretos.

Más información sobre la puerta de enlace Taglink IIoT de Advantech, aquí

La creación de una infraestructura del Internet industrial de las cosas (IIoT) para su empresa manufacturera que integre todos los sistemas no es una tarea para principiantes. Al integrar los sistemas TI y TO heredados en su infraestructura IIoT lo importante es la sencillez. Seleccionar una solución “siempre conectada” que es sencilla de instalar y fácil de utilizar y gestionar es la forma adecuada de hacerlo porque quiere decir que se puede centrar en asegurarse de que las fábricas inteligentes funcionen a un ritmo óptimo. Si se hace correctamente, las infraestructuras IIoT pueden proporcionar grandes ahorros, mejor valor para el cliente y ofrecer ventajas realmente competitivas. Esta colaboración beneficiosa para todos ofrece un valor al cliente que no se podría alcanzar con socios que trabajaran de forma aislada.

Los servidores y el almacenamiento son, en muchos sentidos, la columna vertebral de las fábricas inteligentes y el IIoT ya que sirven como infraestructura fundamental sobre la que se apoyan una serie de funciones industriales adicionales. Teniendo en cuenta su importancia, no debería sorprender que Advantech, líder de mercado global en IPC y servidores industriales, utilice la última tecnología de servidores y almacenamiento disponible para eliminar el cuello de botella que se produce al conectar TO y TI.

Los IPC y los PC integrados de automatización conectan rápidamente la parte TO con la TI en diferentes aplicaciones industriales en plantas donde se utilizan infraestructuras de disponibilidad virtual alta. La capacidad de los servidores industriales de acceder y procesar grandes cantidades de datos permite la recopilación y el análisis de información de forma rápida y precisa.

La gama completa de servidores de almacenamiento de Advantech, desde los JBOD, NAS o SAN hasta los NVMe, ofrece diferentes e importantes ventajas como el soporte de larga duración con un control estricto de revisión, y el soporte de vibración heredado y superior. Otra importante ventaja adicional de los servidores de almacenamiento de Advantech es la flexibilidad. Los clientes pueden configurar diferentes diseños de chasis, desde 2U hasta 4U, con diferentes tipos de placas madre de Advantech Industrial Server que soportan procesadores Intel Xeon E3 o Single/Dual Xeon E5 para crear una solución optimizada que encaja en los requisitos de espacio, presupuesto y rendimiento.

Las soluciones IIoT de Advantech aceleran la implementación TO y TI proporcionando soluciones integradas que refuerzan el IIoT borde-nube. Las plataformas listas para funcionar de Advantech son de primera clase e integran tecnologías de software flexible y de vanguardia con hardware de primera calidad para servidores y almacenamiento. Gracias a la colaboración con Stratus en su paquete de software EverRun, Advantech crea una infraestructura ‘siempre conectada’ que garantiza una tasa de funcionamiento del 99,999%. Además, la empresa colabora con Microsoft Azure como proveedor de soluciones IaaS y PaaS a través del programa Microsoft CSP (Cloud Solution Provider) para ofrecer diferentes funciones de aplicaciones IoT. Microsoft HPC Pack y Windows Azure proporcionan una solución completa y rentable que ofrece un elevado rendimiento en una solución unificada para ejecutar aplicaciones HPC de cálculo y de gestión intensiva de datos tanto en las fábricas como en la nube.

Más información acerca de los servidores de Advantech, aquí

Al eliminar la distancia entre TO y TI y ofrecer una gama completa de plataformas listas para funcionar de hardware y software de ingeniería para aplicaciones IoT industrial, Advantech capacita a los integradores de sistemas TI/TO para implementar soluciones rápidas y sencillas del IoT y la Industria 4.0.

Las empresas de fabricación industrial están adoptando las tecnologías inteligentes y el mundo conectado, cambiando la imagen de las fábricas modernas de una forma más notable que nunca. Ahora que los departamentos de TI y TO tienen instaladas infraestructuras en la nube y redes de comunicaciones se puede hacer realidad toda esta integración. Mientras que la industria todavía ve barreras entre el potencial que ofrece esta nueva tecnología y el punto en el que están los fabricantes con sus trabajadores, tender puentes entre TI y TO en las fábricas es fundamental para crear hoy la fábrica inteligente conectada del futuro.

Arquitectura IoT lista para funcionar de Advantech.

El grupo de automatización industrial (Industrial Automation Group, IAG) de Advantech se complace en anunciar el lanzamiento de su serie completa de módulos WISE-4000 de I/O en WIFI IoT de 2,4 G que revolucionará la forma en que se recopilan los datos desde ubicaciones remotas o difíciles de cablear.

Ahora Advantech ofrece una solución I/O en WIFI completa que incluye modelos con puerto RS-485, señales analógicas y digitales. Esto combina las tres funciones básicas de adquisición, procesamiento y edición de datos en un único módulo I/O para satisfacer las necesidades de una amplia gama de industrias como la supervisión ambiental y de máquinas y las ciudades inteligentes (smart cities).

El nuevo Advantech WISE-4051 es un módulo I/O que puede utilizarse sin necesidad de pasar por una pasarela para proporcionar la información. Esto significa que la implementación es más fácil porque los módulos WISE I/O se pueden usar para recopilar datos de cualquier dispositivo esclavo Modbus/RTU de terceros y conectarse a una red existente.

Con la entrada digital y el RS-485 integrados en el mismo módulo, el WISE-4051 proporciona una combinación flexible de I/O para adquirir señal digital y datos de los dispositivos esclavos Modbus/RTU. El puerto RS-485 del WISE-4051 también puede soportar las funciones de registro de datos procedentes de los dispositivos esclavos Modbus/RTU con marca de tiempo (de ejecución), lo que evita la pérdida de datos en comparación con los puertos COM Ethernet transparentes tradicionales (COM virtual de servidores de dispositivos serie). Consigue datos más fiables durante la comunicación. Por lo que puede proporcionar adquisición de datos de alta eficiencia para soluciones de adquisición de gran cantidad de datos (big data) para fábricas y ciudades inteligentes.

En comparación con los tradicionales puertos transparentes COM Ethernet, en que los datos deberían obtenerse desde el controlador maestro, el Wise-4051 puede enviar automáticamente datos a varias nubes. El registrador de datos (Data Logger) de los Wise-4000 puede enviar información de fecha y hora a una cuenta de Dropbox o a una nube privada según la configuración y también puede almacenar en búfer (temporalmente) los datos de los dispositivos, de modo que en caso de fallo de red no se pierdan datos antes de enviarse al administrador. La nueva función de servidor privado (Private Server) permite a la serie Wise-4000 enviar datos a un servidor web específico mediante el servicio web Restful y el protocolo MQTT con WebAccess. Esto ayuda a los integradores de sistemas a reducir el esfuerzo en la adquisición de grandes cantidades de datos (big data).

Modelos de la serie Wise-4000

• Wise-4051 es un módulo de I/O Wifi IoT de 8 canales de entrada digital con 1 puerto RS-485
• Wise-4012 es un módulo de I/O Wifi IoT de 4 canales de entrada universal y 2 canales de salida digital
• Wise-4050 es un módulo de I/O Wifi IoT de 4 canales de entrada digital y 4 canales de salida digital
• Wise-4060 es un módulo de I/O Wifi IoT de 4 canales de entrada digital y 4 canales de salida de relé
• Wise-4012E es un módulo de I/O Wifi IoT de 6 canales de entrada/salida para desarrolladores con WebAccess.