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2019-02-13El internet de las cosas vs. internet de los procesos industriales

Revista Virtual Pro |Junto a las Tecnologías de la Información (TI): visión 3D, 360°V o 120 fps, el Big Data, la robótica o la automatización, El Internet de las Cosas (Internet of Things - IoT) es uno de los pilares sobre los que se construye el concepto de la Industria 4.0. En él, se combinan en forma simultánea a su vez distintas tecnologías con las que resulta posible que todo tipo de dispositivos dispongan de un acceso individual a Internet con el que son capaces de interconectarse.

El caso de mayor repercusión a nivel general es el de electrodomésticos: lavadoras de ropa con programación, refrigeradores conectados al internet, vehículos que se estacionan solos miden distancias o incluso viajan sin conductor, nos estamos adentrando a otra era.

Adicionalmente desde un punto de vista industrial, Internet de las Cosas amplía las posibilidades de gestión y mejora de los procesos productivos; no en vano, el concepto (Industrial Internet of Things) (IIoT), se está volviendo común en países anglosajones y que resulta por sí mismo equivalente al de Industria 4.0 en todo el mundo.

La diferencia entre el Iot y el IIoT es que los dispositivos son más robustos, precisos, confiables y seguros, por supuesto el ambiente que los rodea en la industria pueden ser escenarios con altas temperaturas, potentes vibraciones, polvo, humedad, corrosión o cualquier otro elemento que acelere el desgaste natural de los componentes o los dispositivos, ubicados en lugares de difícil acceso por lo que su mantenimiento debe ser mínimo y deben contar con un autodiagnóstico o supervisión a distancia que permita un diagnóstico oportuno de su funcionamiento.

En todas las empresas se está desarrollando una nueva plataforma de internet en la que llega información de materias primas, almacenamiento, proceso, ventas, facturación y con ello, conformando el IIoT. Por supuesto, ligado a la instrumentación, ya que la entrada de datos tan precisos, confiables y en grandes cantidades, es imposible de procesar manualmente desde hace tiempo. Los instrumentos tienen un tiene un papel fundamental en la digitalización del mundo físico y en la creación de flujos de datos para sistemas de inteligencia operativa más sofisticados.

En especial en el área del manejo de los hidrocarburos donde, adicionalmente se tiene el problema adjunto de las atmósferas explosivas y donde la instrumentación es tan importante para que los fallos sean mínimos. Es por ello que se requiere que los instrumentos tengan una eficiencia y eficacia comprobadas de acuerdo al nivel de los requerimientos Safety Integrity Level (SIL). Por supuesto estos niveles de Integridad se determinan mediante Análisis de Riesgos y en especial del HAZOP - SIL con los siguientes parámetros para la Determinación de los niveles SIL.

Los recientes avances tecnológicos en el IIoT y el análisis de datos se están moviendo rápidamente. A medida que se introducen nuevas posibilidades, los requisitos comerciales también están cambiando rápidamente. Esto impulsa a las compañías de petróleo y gas a dudar y retrasar sus decisiones de inversión, incluso si ya existe la necesidad de mantenimiento predictivo, operativo y análisis inteligentes en tiempo real, soporte de toma de decisiones y aplicaciones de aprendizaje automático.

Ahora bien, la instrumentación a distancias se encuentra relacionada con los sistemas SCADA en los que no solamente se tienen múltiples accesos y notificadores también el retorno de acciones. Esto abarca la automatización y el control a distancia por medio de Sistema de Control Distribuido e Instrumentación I+DCS (Instrumentatión and Distributed Control System) y, por supuesto, el paro total de operaciones como libranza. Por ejemplo, aquel que requiere secuencias complejas de paro de emergencia que debe llevarse a cabo en forma ordenada para evitar situaciones de emergencia derivada de procesos corriente arriba o abajo que repercuten en la seguridad: los sistemas ESD (Emergency Shut Down).¿Cuáles son las distintas tecnologías que posibilitan la Internet de las Cosas Industriales?

Sensores y dispositivos físicos - Son la parte más "tangible", el hardware que enviará información a través de Internet para interactuar con otros dispositivos, monitorizar parámetros de un proceso o maquinaria... Pueden ser más o menos complejos, y disponer de sus propios aplicativos de software para ser operados y gestionados conforme a las necesidades existentes

Tecnologías compatibles de red - Son las que posibilitarán que estos dispositivos tengan conexión a Internet y entre sí, a través de distintos protocolos de comunicación en función de la situación. Protocolos como el OPC UA del que hablaremos más tarde

Aplicaciones/plataformas IIoT - Recogen los datos enviados por los dispositivos físicos a través de las conexiones de red, y permiten su procesamiento y visualización adecuada y la interacción con los dispositivos... Estas aplicaciones y/o plataformas muchas veces se basan en el cloud computing para eliminar restricciones físicas de uso cuando intervienen múltiples ubicaciones.

A un nivel mayor o menor, cada una de estas 3 "capas" es igualmente relevante para que se pueda hablar de un verdadero Internet de las Cosas Industriales, pues sin alguna de ellas, no podría ser considerado propiamente como tal. La suma de las 4 proporciona una versatilidad sin igual, con infinidad de aplicaciones en una actividad industrial, por ejemplo:

  • Monitorización de los procesos productivos
  • Monitorización de los procesos logísticos
  • Mantenimiento de maquinaria
  • Eficiencia energética

OPC inicialmente nació para funcionar únicamente en el sistema operativo Windows (actualmente conocido como OPC clásico), de esta forma las siglas OPC nacieron de OLE for Process Control (OLE para control de procesos). Actualmente este estándar ha evolucionado y ha sido sustituido por OPC UA cuyas siglas han cambiado su significado pasando a representar a los conceptos: Open Productivity Collaboration Unified Architecture (OPC UA). Esta nueva versión de OPC es totalmente compatible con OPC clásico por lo que reconoce todas las funcionalidades de este.

Uno de los modelos de comunicación e información elegido para la Industria 4.0 es el OPC UA. que si bien no es un protocolo nuevo, utiliza las mejores prácticas establecidas de la industria. OPC UA puede describirse brevemente como “una arquitectura orientada a servicios, independiente de la plataforma, que integra toda la funcionalidad de las especificaciones OPC Classic individuales en un marco extensible”. Enfatiza los transportes abiertos, la alta seguridad y un modelo de información más completo que el OPC original. OPC UA proporciona mecanismos flexibles y adaptables para mover datos entre sistemas y controles de tipo empresarial, dispositivos de monitoreo y sensores que interactúan con datos del mundo real. 

Conclusiones

La nueva estructura permitirá cambios más rápidos en los modelos de hardware así como una interconectividad entre la planificación de recursos empresariales ERP, I+DSC y el ESD. Debemos estar preparados para recibir toda la información sobre los nuevos dispositivos, Instrumentos, programas, protocolos de comunicación, niveles de seguridad y confiabilidad (SIL).

 

Por Amalia Gil, Isaías Ramos, Emilio Plascencia, Lucio Escobar

Correo electrónico: emilio.plascencia@gmail.com

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