Traslado de su sistema de control industrial a inalámbrico

Muchas empresas industriales y de fabricación han comenzado a integrar redes inalámbricas para datos de sensores y sistemas de controlador para mejorar los procesos internos. Desde plantas de energía hasta refinerías de petróleo y plantas de fabricación de todo tipo, los sistemas de control industrial (ICS) están permitiendo que más plantas operen con una mayor eficiencia.

Hay varios tipos diferentes de tecnologías inalámbricas que se pueden adaptar para integrarse con los mecanismos de la planta, incluidas las tecnologías de red de área local inalámbrica (WLAN) y las tecnologías de tipo sensor y control. La conexión de sensores y controladores dentro de una planta al Internet de las cosas se conoce como IoT industrial o IIoT.

En este artículo, revisaremos IIoT, discutiremos los desafíos que una organización puede enfrentar al integrar un sistema de control industrial inalámbrico y veremos los beneficios del IoT industrial. Echemos un vistazo.

¿Qué es el IoT industrial (IIoT)?

Internet de las cosas se puede organizar en tres categorías:consumidor, M2M e industrial.

IoT del consumidor incorpora cosas, sensores, electrodomésticos, teléfonos, sistemas HVAC y otras "cosas" conectadas de forma inalámbrica en la vida de los consumidores. Los dispositivos de IoT de consumo generalmente se encuentran en los hogares. Piense en los sistemas de alarma conectados a Internet o en el termostato inteligente de Nest. Esta es un área saturada del mercado, y los "grandes actores" en el campo se están involucrando con los dispositivos de IoT para consumidores.

Máquina a máquina (M2M) IoT generalmente se refiere a dispositivos conectados a celulares, pero también se usa a menudo como un término más amplio, que abarca aplicaciones industriales.

IoT industrial es uno de los mercados más antiguos de tecnología inalámbrica. Sin embargo, las plantas con pilas de tecnología operativa (OT) a menudo tienen redes con "espacio de aire", lo que significa que no están conectadas a Internet. Esto se debe principalmente a que muchos sistemas de TO se crearon originalmente antes de que existiera Internet y, por lo tanto, permanecieron en la "edad de piedra". La seguridad también juega un papel importante, ya que es difícil piratear un sistema al que no se puede acceder excepto a través del acceso físico.

En una refinería de petróleo, un sistema de IoT industrial podría ser algo tan simple como un sensor de lectura de tanque automático. Esto evita que los tanques se desborden y reduce el costo de pagar al personal para que lea manualmente los niveles de los tanques (algo que discutiremos más adelante).

Algunas empresas han comenzado a mejorar y conectar estos procesos a un sistema de control industrial de circuito cerrado. Tratar de impulsar la automatización en los procesos industriales es el principal punto de valor para el IoT industrial .

Ventajas y desafíos de la integración de IoT industrial en su sistema de control

Puede ser una sorpresa para algunos, pero algunas organizaciones tienen un problema mayor con sus sistemas y procesos que con la selección e implementación de la tecnología ICS. ¿Por qué? Porque hay muchas tecnologías que se pueden implementar en las plantas para hacerlas "más inteligentes", pero no siempre es un proceso fácil implementar esta tecnología en el hardware.

Decidir qué tipo de tecnología integrar al cambiar su sistema de control industrial a inalámbrico es una decisión importante. Las dos opciones principales serían una WLAN (tecnología de tipo WiFi) o una tecnología inalámbrica centrada en sensores más especialmente diseñada. Ambos ofrecen algunas ventajas y desventajas únicas.

Tecnología WLAN

La ventaja de Wi-Fi / WLAN es que está estandarizado hasta el punto de que todo es bastante interoperable. La mayoría de los sistemas de control basados ​​en computadora ya están adaptados (o se equipan fácilmente) para conexiones de red Wi-Fi. Si implementa una red Wi-Fi en una planta y compra un sistema informático para administrar su sistema de control industrial, es posible que tenga un problema de TI (mientras averigua cómo su computadora y maquinaria van a comunicarse entre sí). Pero no tendrá un gran desafío de integración con la tecnología, porque el problema de estandarización e interoperabilidad de Wi-Fi ya se ha manejado.

Sin embargo, existen algunos inconvenientes en el Wi-Fi. Si tiene un paquete de datos que necesita viajar una gran distancia, entonces el alcance limitado de Wi-Fi puede ser un factor decisivo.

Tecnología inalámbrica centrada en sensores

Hay muchas menos tecnologías inalámbricas centradas en sensores y controladores en el mercado para sistemas industriales que tecnologías WLAN, pero todavía hay muchas opciones disponibles. La tecnología a nivel de sensor puede ser un desafío debido a la integración del sistema, es decir, cómo interactuarán los sensores con la radio (MODBUS, etc.) y cómo se capturará y enrutará el flujo de datos a los sistemas de software de gestión de datos existentes.

El desafío realmente se convierte en la integración de sistemas, donde sensores, radios, controladores y software trabajan juntos como parte de un sistema cohesivo. No es probable que se produzca una estandarización generalizada a este nivel en los próximos 10 años dada la gran cantidad de protocolos y tecnologías que compiten entre sí.

Una advertencia

Debe quedar claro, según la información anterior, que invertir en IoT para las necesidades industriales debe ser una decisión impulsada por las empresas. Una organización debe enfocarse únicamente en construir un sistema que les ayude a lograr un resultado comercial en particular, como reducir costos, mejorar eficiencias particulares, etc.

Hablamos sobre cómo IIoT no solo es un desafío debido a la tecnología, sino aún más debido a la infraestructura y los procesos. Dicho esto, no recomendaríamos a nadie que haga una gran inversión en infraestructura desde el principio. ¿Por qué? Porque los estándares y la tecnología cambian todo el tiempo.

Recomendamos que, como primer paso, las organizaciones busquen sistemas de extremo a extremo (o principalmente de extremo a extremo) que sean más fáciles de integrar y tengan un verdadero retorno de la inversión asociado. De esa manera, aprenderán mucho en el proceso sobre las necesidades más amplias de la organización, sin invertir en la tecnología incorrecta como una inversión pura en infraestructura.

Esto es, comprensiblemente, difícil para algunas organizaciones que quieren moverse rápidamente. Pueden pensar que este es un enfoque demasiado escalonado y quieren un plan más agresivo para crear un sistema grande en toda la empresa. Tenga en cuenta que todas las empresas (en algún momento) invertirán en la tecnología patentada incorrecta debido al constante cambio y crecimiento en el espacio.

Para salvarse de este tipo de error costoso, primero invierta en soluciones y resultados, que le ayudarán a tomar decisiones más estratégicas sobre la infraestructura del futuro.

4 cosas que un sistema de control industrial inalámbrico le ayudará a hacer

Como se mencionó anteriormente, el principal punto de valor del IoT industrial es la capacidad de impulsar la automatización de los procesos industriales. Debido a que mejorar la eficiencia y reducir los costos puede determinar el éxito y la rentabilidad de una organización, las organizaciones siempre están ajustando y examinando estos problemas. Con ese fin, es importante comprender cómo se logran esos importantes resultados. Estos son algunos de los beneficios de integrar IIoT en una organización:

1. Evite la "mano de obra" excesiva.

¿Recuerda la refinería de petróleo a la que hicimos referencia anteriormente? Volvamos a ese ejemplo. Este campo y refinería de petróleo se encuentra en la zona rural de Texas, y requiere que alguien conduzca para verificar los niveles de aceite cada hora de todos los días para monitorear cuándo es necesario vaciar los tanques. Este es un trabajo importante, pero a la refinería le cuesta bastante administrarlo (es decir, la gasolina para el vehículo, el salario del individuo, etc.). Entonces, la gerencia decide agregar un sistema de control industrial inalámbrico que lee los niveles de forma inalámbrica cada hora. Ahora tienen un sistema más eficiente que ahorra mano de obra, lo que a su vez mejora sus resultados.

2. Guarde el mensaje para el bloc de notas.

El control y la gestión de activos pueden, en ocasiones, ser más un problema analítico o de operaciones comerciales, pero es un problema que a menudo puede resolverse mediante sistemas de control industrial inteligentes. Cuanto menos tiempo pase la gente buscando y comprando piezas que no necesita, mejor. Digamos que en Link Labs, desperdiciamos mucho dinero comprando destornilladores nuevos cada mes porque no podemos hacer un seguimiento de los que tenemos (¡culpables!). Hay un punto de equilibrio para todos, por supuesto, donde no vale la pena el costo de reemplazar constantemente los destornilladores a través de un sistema de control inalámbrico. Para una organización más pequeña como Link Labs, no pensaríamos en usar un sistema como ese para rastrear destornilladores, pero para algunas plantas industriales de mayor escala, una solución inteligente para "ahorrar desperdicios" es financieramente justificable.

3. Disminuya el costo de las operaciones.

Muchas organizaciones desperdician dinero porque desperdician energía. Ya sea que se dejen las luces encendidas o que las máquinas funcionen cuando no es necesario, el uso innecesario de electricidad aumenta enormemente el costo de las operaciones a gran escala. Afortunadamente, la tecnología a nivel de sensor es perfecta para este tipo de escenarios. Tome una empresa de construcción, por ejemplo. Si la alta gerencia se da cuenta de que toda su maquinaria pesada operada por humanos se deja encendida cuando no está en uso, podrían implementar una solución impulsada por sensores que no permita que la máquina esté encendida a menos que alguien esté sentado en el asiento.

Los costos de combustible y mantenimiento de las máquinas inactivas pueden acumularse muy rápidamente, especialmente en las grandes organizaciones. Si la integración de IIoT puede ayudarlo a mejorar sus procesos en una gran empresa, puede generar ahorros en el resultado final.

4. Optimice aún más sus procesos "totalmente optimizados".

IIoT puede ayudarlo a exprimir hasta el último centavo de los procesos que se han enfrentado a la peor parte de la optimización durante décadas. A simple vista, puede parecer que un proceso no se puede optimizar más de lo que ya es, pero por lo general todavía hay eficiencias por encontrar. Solo cuando lo lleva a la detección y el control a nivel de máquina, puede ver qué puede mejorar, porque los humanos solo pueden optimizar los procesos hasta cierto punto (y limitado). Una vez que comience a ahorrar tiempo en el nivel de milisegundos, lo cual es bastante posible a través de los sistemas de control industrial de tecnología de sensores, puede "exprimir hasta la última gota" de un proceso de optimización a gran escala.

Conclusiones clave

Si se va con solo dos cosas de este artículo, déjelas ser estas:

1. A pesar de lo que pueda leer en otros lugares, las redes WLAN no son la única opción que tiene para los sistemas de control industrial inalámbricos. Existen otras tecnologías que pueden funcionar muy bien para redes de sensores inalámbricos y controladores inalámbricos (que tienen mejor alcance y rendimiento que las tecnologías WLAN).
2. Si decide seguir adelante con cualquier solución inalámbrica determinada, asegúrese de tener un socio que comprenda las complejidades a nivel del sistema. Lo último que desea es comprar un modbus demasiado complejo (e insuficiente) y luego quedarse sin ayuda cuando el sistema no funciona como estaba planeado.