PLCs: el habilitador clave del Internet Industrial de las Cosas (IIoT)

En un mundo industrial cada vez más complejo, la tecnología es un habilitador. Nos permite recopilar y dar sentido a los datos de nuevas formas, llevándonos a tomar mejores decisiones sobre cómo gestionamos nuestros negocios. Tomemos el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) como ejemplo.

En menos de un siglo hemos visto la industria transformarse a través de la tercera revolución industrial. La progresión más reciente, la Industria 4.0, introdujo la idea de la fábrica inteligente. Ahora estamos alcanzando el punto de inflexión donde la tecnología es lo suficientemente madura para hacer esa realidad a escala global. Jamie Smith de Control Techniques analiza el elemento clave que está haciendo realidad el Internet Industrial de las Cosas (IIoT).

Hemos avanzado mucho desde la Industria 2.0

Si retrocedemos lo suficiente, antes de los PLCs, teníamos relés, temporizadores y controladores de lazo eléctrico. Los sistemas de control de proceso estaban altamente distribuidos y cableados en duro en la fábrica. Monitorizar estos sistemas consumía mucho tiempo y a menudo requería que los técnicos recorrieran la fábrica todo el día. Como puedes imaginar, esto hacía la localización de fallos muy difícil. Claramente un problema grave para negocios de alto valor donde el tiempo de inactividad podía costar millones de dólares. Esto estimuló una creciente demanda de control integrado. Como resultado, los ingenieros comenzaron a buscar una alternativa fiable a la lógica de relés. De esto surgieron los controladores lógicos programables, o PLCs.

Los PLCs solían ser tan grandes que las empresas los instalaban en salas de control central debido a su tamaño y requisitos ambientales. Estaban cableados remotamente a dispositivos de campo usando enormes cantidades de cable. Incluso con todo el gasto adicional, los PLCs tuvieron un impacto enorme. Los fallos eran más fáciles de encontrar, el tiempo de inactividad se redujo, el rendimiento aumentó y la seguridad mejoró. Al final, se trataba de hacer un negocio más rentable, y el PLC lo logró.

El punto de inflexión para el Internet Industrial de las Cosas (IIoT)

Gracias al desarrollo tecnológico, los PLCs han reducido constantemente su tamaño, coste y son capaces de operar en entornos más hostiles. Esto ha presentado nuevas oportunidades para aumentar el nivel de control. Ahora podemos conectar todas nuestras máquinas, en múltiples fábricas, en cualquier parte del mundo. Esas máquinas pueden ejecutar un programa maestro alimentado desde un controlador central más pequeño a PLCs individuales. Para procesos menos complicados, un PLC externo simple en un dispositivo elimina la necesidad de opciones electromecánicas complejas y costosas.

Más empresas podrán beneficiarse del IIoT a medida que la tecnología se vuelve más asequible. Por ejemplo, ciertos variadores CA de bajo coste ahora vienen con un PLC integrado sin coste extra. Debe ser muy atractivo para OEMs.

Principales beneficios de usar un PLC descentralizado

1. Los PLCs grandes pueden ser caros. Una opción es eliminar el controlador central y repartir el trabajo entre PLCs más pequeños. El coste podría reducirse aún más usando un variador CA con PLC integrado.
2. Al actualizar o hacer un cambio en un sistema, puede requerirse código extra. En un sistema de control centralizado esto podría significar parar toda una línea de producción. La otra opción es tener un controlador local que pueda aislarse, dejando el resto de la línea funcionando.
3. En algunos casos, los procesos corren demasiado rápido para que un controlador central responda inmediatamente. Al tener un controlador descentralizado es posible reducir el lag, beneficiando en mayor tiempo de actividad.
4. Es fácil conectar cuando la unidad está local al operador. Esto permite capacidades como análisis de tendencias, alarmas, dosificación (batching) o incluso impresión.
5. Puede ser difícil solucionar problemas al usar un sistema grande, frente a trabajar en sistemas más pequeños. El software de control distribuido es más fácil de mantener al haber menos información que analizar.
6. Los controladores distribuidos basados en campo no dependen totalmente del controlador central. Así, en caso de que el controlador central falle, el proceso completo no fallará. Esto permite al usuario seguir ejecutando su proceso.
7. Un gran beneficio de tener un sistema distribuido es que es más fácil de particionar. Puedes tener seguridad mejorada usando interbloqueos por zonas o barreras ópticas.

En defensa del sistema centralizado

Hay una razón por la que mucha gente sigue usando sistemas centralizados. Para empezar, están probados durante muchos años como forma eficaz de gestionar comunicaciones a nivel de fábrica. Cambiar un sistema sería costoso y contraproducente, ¿por qué introducir tiempo de inactividad innecesario cuando algo ya funciona bien?

Para equipos nuevos, la descentralización podría añadir complejidad extra que no se necesita. Así que en industrias donde partículas en suspensión o temperatura pueden causar fallos, una configuración simple con un PLC centralizado acondicionado es la mejor opción.

Lo más importante, necesitas un maestro en tu sistema. Eso significa un PLC que envíe las comunicaciones maestras al resto de tu sistema. Suelen ser procesadores potentes que derivan mensajes a PLCs seguidores más pequeños. Lo bueno de este enfoque es que mantenemos el control centralizado, pero ganamos de la autonomía de las partes individuales del sistema.

El eje del cambio

Hasta hace poco, el tamaño, las comunicaciones y los estándares de software impactaban en nuestras elecciones. Nos obligaban al construir equipos. Las posibilidades del Internet Industrial de las Cosas (IIoT) están a punto de realizarse. Pronto aparecerán nuevos negocios, ofreciendo los mismos productos pero produciendo productos más inteligentes que aumentan el tiempo de actividad.

La pregunta es: ¿estás listo para la próxima ola de innovación y la mayoría de edad del Internet Industrial de las Cosas (IIoT)?