Digital vs. Analógico: La Elección Inteligente para Actualizar Dispositivos de Alimentos y Bebidas

Para la producción de alimentos y bebidas, las comunicaciones digitales desde dispositivos de campo pueden proporcionar una gran cantidad de datos para aumentar eficiencia y productividad que no se pueden lograr usando señales analógicas.

Sin embargo, la percepción de alto costo y complejidad puede ser un obstáculo para la implementación. Si ya usa un PLC, actualizar su sistema con comunicaciones digitales puede permitir una gestión más simple y costos reducidos a largo plazo.

Kieran Bennett, Gerente de Industria de Bürkert: Alimentos, Bebidas, Químicos y Petroquímicos, explica por qué la transición a comunicaciones digitales es más fácil de lo que piensa.

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En el sector actual de alimentos y bebidas, incluso sitios relativamente pequeños como microcervecerías usan PLCs (controladores lógicos programables) para gestionar sus operaciones. Mientras los PLCs se basan en comunicaciones digitales, a nivel de dispositivo de campo, muchas redes aún dependen de comunicaciones analógicas.

Para sistemas como este, desde el control de temperatura de vapor hasta caudal de líquido, el PLC envía señales analógicas a dispositivos de campo, como válvulas y sensores, que devuelven señales según sea necesario, también vía comunicaciones analógicas. Mientras tanto, el PLC se comunica con la interfaz hombre-máquina (HMI) vía señales digitales basadas en Ethernet.

Reduciendo Costo y Complejidad

Para permitir comunicación analógica, se añaden módulos adicionales de entrada y salida (I/O) que convierten señales digitales a analógicas y viceversa, a un PLC. Cada dispositivo de campo habilitado para analógico requiere su propio módulo I/O, añadiendo costo incrementalmente. Mientras que los usuarios existentes ya han invertido, la expansión del sistema aumentará la carga de costos.

Alternativamente, la comunicación digital reduce costos a largo plazo. Tomando una nueva instalación, con un PLC Siemens y seis dispositivos de campo conectados vía módulos I/O analógicos, se pueden ahorrar casi £1.000 en hardware al convertir la red a Ethernet industrial.

Para sistemas existentes, se pueden añadir múltiples dispositivos nuevos sin costo extra una vez hecha la inversión inicial, modesta, para una puerta de enlace Ethernet industrial —sin costes extra de licencias del proveedor del PLC.

Conectar dispositivos vía comunicaciones digitales también es mucho más simple de gestionar comparado con conexiones analógicas tradicionales, ahorrando tiempo y costos en cableado y puesta en marcha.

Los dispositivos conectados digitalmente proporcionarán un retorno de costo con el tiempo y, lo más significativo, la información que proporcionan creará una operación más rentable y eficiente para el futuro.

Ventajas Operativas

Incluso si no planea añadir dispositivos inmediatamente, la transición a comunicaciones digitales permite mejoras operativas significativas como resultado de mejor disponibilidad de datos. A diferencia de sus contrapartes analógicas, la información de dispositivos digitales puede registrarse y analizarse para optimizar el proceso.

Esto puede lograr ahorros de costos, mejoras de productividad y mayor calidad de producto. Los datos comunicados por sensores digitales también son más fiables comparados con analógicos, con mayor precisión y repetibilidad de medición.

Los datos comunicados por sensores digitales también son cruciales para mejorar el mantenimiento y minimizar tiempo de inactividad. Datos de diagnóstico, así como información como el número total de ciclos de vida, pueden usarse para planificar mantenimiento preventivo, reduciendo la perspectiva de averías. En cambio, usando dispositivos analógicos, la alternativa es reaccionar a fallos, así como la perspectiva de tiempo de inactividad para reparación y reemplazo.

Conversión Simple

Convertir a comunicaciones digitales puede ser tan simple como añadir una puerta de enlace fieldbus en conexión entre un PLC existente, controladores de flujo másico (MFCs) listos para Ethernet y sensores. Esto elimina el costo y complejidad de los múltiples módulos I/O analógicos del PLC, reemplazándolos en su lugar con un único dispositivo de puerta de enlace, como el Bürkert ME43. Una sola puerta de enlace puede conectar hasta 256 entradas, todas con integración libre de licencias.

El ME43 se comunica con el PLC vía el protocolo especificado por el proveedor, mientras soporta comunicaciones digitales con dispositivos de campo a través de la red fiable Bürkert EDIP (Efficient Device Integration Platform). EDIP se basa en CANopen, el protocolo de comunicación industrial usado en millones de coches en todo el mundo.

Una alternativa es usar el protocolo IO-Link, aunque la puerta de enlace maestra IO-Link solo puede integrar un máximo de ocho dispositivos. Por supuesto, puede integrar dispositivos de campo directamente compatibles con su elección de proveedor de PLC sin usar una puerta de enlace. Sin embargo, esto añade un costo de licencia significativo por dispositivo, y en realidad, no añade un beneficio de rendimiento práctico.

Transición Gradual

También es posible interoperar dispositivos de campo con una mezcla de comunicaciones analógicas, fieldbus y digitales. Añadir un módulo ME44 a la puerta de enlace fieldbus ME43 integra I/O analógico junto con digital. Como resultado, puede transicionar gradualmente sus dispositivos de campo de analógico a digital a medida que llegan al final de su vida útil.

Para transicionar inmediatamente sin el costo de reemplazar válvulas, puede convertirlas a comunicaciones compatibles con digital. La cabeza de control 8681 de Bürkert actúa como adaptador para convertir actuadores de terceros para integración con varios protocolos Ethernet, ahorrando costo significativo, especialmente para aplicaciones con alto conteo de válvulas.

Sin importar cómo se gestione la transición, los dispositivos conectados digitalmente proporcionarán un retorno de costo con el tiempo. Lo más significativo, la información que proporcionan creará una operación más rentable y eficiente para el futuro.

Kirsty Anderson
Bürkert Fluid Control Systems
Tel: +44 (0)1285 648761 Fax: +44 (0)1285 648721
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