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OPC UA sobre TSN – De una visión compartida a un estándar global

El surgimiento de una solución de comunicación abierta para la automatización industrial pone fin a la complejidad de las interfaces en redes de protocolo mixto. Los fabricantes de equipos originales ya no tienen que diseñar y construir múltiples variantes de sus máquinas con diferentes sistemas de control y bus.

Las limitaciones de los protocolos patentados de Ethernet industrial son cada vez más evidentes. Más allá de los problemas con el ancho de banda y los tiempos de ciclo, los requisitos de la IoT industrial han sido el principal impulsor de la demanda de una nueva tecnología. Las redes heterogéneas presentan desafíos adicionales importantes y la ausencia de un estándar global unificado ha planteado desafíos adicionales notables. OPC UA sobre TSN sustituirá la multitud de sistemas propietarios dispares con una solución única para conseguir una conectividad perfecta. El desarrollo será mucho más fácil.

Un estándar para el IoT

En septiembre de 2016, B&R y el especialista en redes TTTech tomaron la iniciativa: Junto con un grupo de otros proveedores de automatización y compañías de TI, comenzaron a desarrollar un estándar global unificado. El resultado fue la iniciativa OPC UA TSN, cuyos miembros se conocerían más tarde como los "Shapers".

Ello marcó el nacimiento de un estándar 100% abierto basado en OPC UA y la ampliación TSN Ethernet, así como el comienzo de una nueva era en la que los fabricantes y operarios de máquinas ya no estarían obligados a luchar con la existencia paralela de muchos protocolos de comunicación diferentes.

Los Shapers dieron a conocer por primera vez sus planes para un estándar de comunicación unificado basado en OPC UA y TSN en la feria SPS IPC Drives 2016.

Perfecta conectividad

La idea era conseguir una comunicación abierta y sin interfaces desde el sensor hasta la nube, incluyendo las capacidades de tiempo real necesarias para ejercer un control de movimiento altamente sincronizado. Otro de los objetivos principales era aumentar el rendimiento en un factor de 18 en comparación con las tecnologías existentes, una hazaña que los prototipos ya demostraron en 2017. Como estándar de comunicación unificado, OPC UA sobre TSN ofrece un rendimiento 18 veces superior a las soluciones convencionales.

A medida que se fueron desarrollando los detalles técnicos, el grupo de los Shapers continuó creciendo. En el transcurso de 2018, varios de los principales fabricantes del sector de la automatización se unieron a la iniciativa, comprometiéndose a validar OPC UA sobre TSN como un estándar común.

En la feria SPS IPC Drives 2018, representantes de todas las principales empresas de automatización anunciaron que utilizarían OPC UA sobre TSN como estándar uniforme para la comunicación en la IoT industrial. Fuente de la imagen: Fundación OPC

El papel de la Fundación OPC

En noviembre de 2018, la Fundación OPC declaró que empezaba a utilizar aplicaciones a nivel de campo con OPC UA sobre TSN. Se creó un comité directivo formado por 24 pesos pesados de la industria dentro de la organización centrada en la nueva tecnología. Además, se unieron a la junta directiva de la Fundación OPC tres actores globales en el campo de la automatización: Schneider Electric, Rockwell y la empresa matriz de B&R, ABB.

Los primeros productos

Desde entonces, se han completado las especificaciones fundamentales para el mecanismo de publicación-suscripción de OPC UA y los subestándares esenciales para TSN. Estos incluyen IEEE802.1AS para sincronización horaria e IEEE802.1Qbv para tiempos de transmisión garantizados para datos en la red. Los primeros dispositivos funcionales con OPC UA sobre TSN se presentaron en la feria SPS IPC Drives 2018. En 2019, B&R fue uno de los primeros fabricantes que presentó una cartera de productos integral para la comunicación utilizando una solución de comunicación abierta y con gestión en tiempo real. La cartera de productos de B&R incluye PLC X20, controles de bus, PC industriales, Panel PC y un conmutador de máquina TSN.

En el futuro, las nuevas máquinas solo vendrán equipadas con OPC UA sobre TSN, lo que facilitará enormemente a los fabricantes de máquinas y a los operarios de las mismas la implementación de sistemas de fabricación conectados y soluciones de IoT industrial. Mientras tanto, las especificaciones complementarias, como las que se establecen entre POWERLINK y OPC UA, facilitarán una transición fluida, garantizando que las máquinas y plantas ya existentes puedan incorporarse fácilmente a las nuevas redes.

En 2019, B&R fue uno de los primeros fabricantes que presentó una cartera de productos integral para la comunicación utilizando una solución de comunicación abierta y con gestión en tiempo real.

OPC UA sobre TSN - Cómo empezó todo

  • Septiembre de 2016: Fundación de la iniciativa OPC UA TSN por invitación del especialista en conexiones de red TTTech y el especialista en automatización B&R. Las compañías implicadas serían conocidos más adelante como los "Shapers".
  • Abril de 2017: Belden/Hirschmann y Phoenix Contact se unen a los Shapers.
  • Noviembre de 2017: Pilz, Hilscher y Wago se unen a los Shapers.
  • Abril de 2018: Rockwell Automation anuncia que se ha unido a los Shapers.
  • Noviembre de 2018: La Fundación OPC anuncia su expansión hacia la comunicación a nivel de campo con OPC UA sobre TSN.
  • Noviembre de 2018: ABB, Schneider y Rockwell se unen a la junta directiva de la Fundación OPC.
  • Noviembre de 2018: Se presenta el comité directivo para las comunicaciones a nivel de campo OPC UA sobre TSN: ABB, Beckhoff, Bosch-Rexroth, B&R, Cisco, Hilscher, Hirschmann, Huawei, Intel, Kalycito, KUKA, Mitsubishi Electric, Molex, Omron, Phoenix Contact, Pilz, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, TTTech, Wago y Yokogawa.
  • Noviembre de 2018: Los primeros dispositivos funcionales con OPC UA sobre TSN se presentan en la feria SPS IPC Drives.
  • Noviembre de 2019: B&R presenta una amplia cartera de productos compatibles con la comunicación OPC UA sobre TSN. La cartera de productos de B&R incluye PLC X20, controles de bus, PC industriales, Panel PC y un conmutador de máquina TSN.

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