Para implementar unos procesos de producción cada vez más complejos, los fabricantes y operarios de sistemas de fabricación de última generación confiarán en una nueva generación de soluciones de automatización.

La nueva generación reemplazará la gran cantidad de sistemas patentados con una única solución para conseguir una conectividad perfecta.

La fabricación industrial está evolucionando desde la producción a gran escala pura hacia unos niveles de individualización que ya no pueden ser manejados por las líneas de producción tradicionales, diseñadas para producir grandes cantidades de un mismo producto. Para hacer frente a la reducción del tamaño de los lotes a nivel económico, se necesitan unas unidades de producción más pequeñas y modulares que puedan adaptarse y reconfigurarse fácilmente, en cualquier momento y con un esfuerzo mínimo.

Incluso dentro de estas unidades de producción modulares, las tareas cada vez más complejas que se realizan requieren una mayor cantidad y variedad de componentes de alta tecnología. A pesar de haber sido construidos por diferentes fabricantes, estos componentes deben comunicarse entre ellos para obtener los datos que necesitan.

El enlace crítico para un salto cualitativo

El peldaño fundamental en el camino hacia la fabricación adaptativa será un cambio hacia una comunicación independiente del proveedor. "Para dar el salto a innovaciones como la personalización a gran escala y poder producir lotes de una sola unidad", comenta Konstantin Klein, director de productos y soluciones de red IIoT de B&R, "se necesita una red uniforme y con gestión en tiempo real que ofrezca una interoperabilidad total y que unifique los estándares de IT con los de la fabricación industrial".

Interfaz única

Para una conectividad perfecta, se necesita una comunicación abierta con capacidad de gestión en tiempo real. "Los días en que los fabricantes de máquinas estaban obligados a seguir un protocolo patentado han pasado a la historia", comenta Klein. La nueva generación reemplazará la gran cantidad de sistemas patentados con una única solución para conseguir una conectividad perfecta. Una interfaz que intercambia datos estandarizados entre todos los nodos de la red. Trabajando con una sola interfaz, todo el proceso de ingeniería se simplifica radicalmente. Los datos brutos se enriquecen con descripciones semánticas estandarizadas que permiten la interpretación automática de sistemas, dispositivos y variables.

Los principales fabricantes de tecnología de IT y automatización están avanzando hacia la comunicación independiente del proveedor con OPC UA sobre TSN. Hasta ahora, los fabricantes de máquinas han invertido multitud de esfuerzos y de recursos para definir una gran variedad de interfaces e incorporar toda la información de su sistema. OPC UA sobre TSN prescinde de todo eso. A diferencia de otros protocolos que transmiten solo datos brutos, esta solución enriquece esos datos con una semántica que cualquier nodo de la red pueda entender fácilmente. Así se eliminan todo tipo de posibles fuentes de error y facilita la implementación de conceptos de máquina flexibles y adaptables.

Los principales fabricantes de tecnologías de información y automatización están avanzando hacia la comunicación independiente del proveedor con OPC UA sobre TSN. B&R ofrece una amplia cartera de productos compatibles con la comunicación OPC UA sobre TSN.

Conectar y producir

Con OPC UA sobre TSN, cada dispositivo tiene su propio modelo de información que contiene todos los datos relevantes para cada dispositivo. Esto significa que puede conectar rápidamente cualquier servoaccionamiento a cualquier máquina, por ejemplo, independientemente del fabricante de la misma. El mantenimiento y las actualizaciones se simplifican notablemente.

Alta velocidad, precisión inferior a un microsegundo

Sin embargo, una interfaz y un protocolo unificados son solo la mitad de la ecuación. El tiempo de ciclo y el ancho de banda juegan un papel igualmente importante. Las aplicaciones basadas en el tiempo, como la sincronización de un robot con un sistema de pistas inteligentes, requieren unos tiempos de ciclo de tan solo microsegundos. OPC UA sobre TSN ofrece un rendimiento 18 veces superior a las soluciones convencionales. "OPC UA sobre TSN ofrece el rendimiento suficiente como para resolver todas las aplicaciones actuales y futuras", destaca Klein.

Para permitir esta diferencia de rendimiento, el estándar de Ethernet en el que se basa la solución de comunicación se ha ampliado para incluir redes sensibles al tiempo (TSN). "La ampliación de TSN garantiza la transmisión determinística en grandes redes convergentes que reducen la brecha entre los sistemas OT y IT", comenta Klein. Ya sean rápidas y centralizadas o inteligentes y distribuidas, las soluciones de servoaccionamiento pueden adaptarse a las necesidades de la aplicación más fácilmente con OPC UA sobre TSN que con cualquier otra solución. El resultado es un aumento tanto de la productividad como de la calidad del producto.

OPC UA sobre TSN facilita la integración de cualquier dispositivo en la máquina, independientemente del fabricante.

Nivel de campo a la nube

Basado en una capa física Gigabit Ethernet, los productos compatibles con OPC UA sobre TSN ofrecen unos anchos de banda notablemente superiores. Los datos de funcionamiento en tiempo real pueden recopilarse y compartirse con sistemas de nivel superior. "Es un enlace continuo desde el nivel de campo hasta la nube", afirma Klein. Las soluciones avanzadas de IIoT, como la monitorización del estado y el mantenimiento predictivo, pueden aprovechar la realimentación continua para ampliar la vida útil de los componentes y aumentar la disponibilidad del sistema.

Ciberseguridad en sistemas de múltiples proveedores

Cuando se conecta una red de máquinas a la nube, una de las principales preocupaciones es la ciberseguridad. OPC UA sobre TSN ofrece la posibilidad de garantizar la seguridad en redes formadas por equipos de diferentes fabricantes. El sistema OPC UA sobre TSN permite utilizar certificados digitales basados en el estándar X.509 para garantizar un intercambio de datos seguro y fiable. "Las características de seguridad de OPC UA sobre TSN ofrecen protección integrada", comenta Klein.

Gracias a la total integración de OPC UA sobre TSN en su hardware y el software, B&R ofrece a los fabricantes de equipos originales una interoperabilidad independiente del proveedor que los hace más ágiles que nunca. Los productores podrán crear por fin los tipos de soluciones modulares necesarias para poder producir lotes de una unidad. "Lo que parecía una quimera hace apenas unos años, ahora se ha convertido en una realidad", declara Klein: "Un único cable de red para una fabricación perfectamente conectada".

Autora: Carola Schwankner, editora de comunicaciones corporativas de B&R

"Lo que parecía una quimera hace apenas unos años, ahora se ha convertido en una realidad: Un único cable de red para una fabricación perfectamente conectada". Konstantin Klein, director de productos - soluciones de red IoT industrial, B&R

Completa gama de productos 

B&R ofrece una amplia cartera de productos compatibles con la comunicación OPC UA sobre TSN. Incluye PLC X20, un control de bus OPC UA sobre TSN y un switch de máquina TSN, así como PC industriales y de panel.

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