Estrategias de Integración y Protocolos de Comunicación en Sistemas de Control Industrial

Antecedentes Generales de la Integración de Sistemas

En las organizaciones, tanto públicas como privadas, se dispone de múltiples sistemas heterogéneos de carácter departamental que dan servicio a diferentes áreas de gestión y que conviven con sistemas corporativos de tipo horizontal. Estos sistemas, tarde o temprano, han de integrarse para compartir información entre sí, facilitando que determinadas fuentes de información en una misma organización sean únicas, y manteniendo la integridad y seguridad del sistema de información corporativo.

Integración de Sistemas de Manufactura y Niveles de Planta

La capacidad de obtener información de los dispositivos de planta y convertir los datos nativos en información útil es el principio central detrás de los sistemas integrados de manufactura. El objetivo es integrar los diferentes sistemas de planta en tres dimensiones diferentes:

Dimensiones de Integración en Operaciones

1. Dentro de las operaciones: Es una práctica ampliamente aceptada y el nivel de integración más común en las compañías. Comunica información desde las redes industriales en el piso de planta hacia los sistemas de visualización simples (HMI).
2. Entre las operaciones: Es el siguiente paso lógico, sin embargo, es poco utilizado en la actualidad.
3. Integración vertical (La última frontera): Conecta el piso de planta y el resto de la compañía, convirtiendo el proceso de manufactura en un solo sistema coordinado.

Servicios Esenciales para la Automatización

La integración requiere de diversos servicios de soporte, clasificados en:

• Servicios de automatización: Elementos del sistema que aplican directamente a problemas en el dominio del campo de automatización (por ejemplo, alarmas y eventos).
• Servicios de directorio: Elementos del sistema relacionados con los nombres, descubrimiento, búsqueda y almacenaje de información sobre una o más soluciones de automatización.
• Servicios de soporte: Elementos del sistema relacionados con la infraestructura. No están relacionados con el dominio de la automatización, pero son necesarios para la configuración del sistema (por ejemplo, servicios de diagnóstico y administración de licencias).

Protocolos Clave en Redes Industriales

DeviceNet

DeviceNet permite supervisar y controlar procesos industriales a través de una red abierta. Se pueden conectar a esta red diversos dispositivos industriales tales como protecciones, sensores, partidores suaves, variadores de frecuencia, etc.

Protocolos como Fieldbus Foundation y DeviceNet, entre otros, se han desarrollado y han sido aceptados tanto por fabricantes como por sus clientes usuarios industriales, permitiendo una mayor interconectividad entre los equipos.

Objetivos de la Implementación de Redes Industriales

La implementación de estas redes busca:

• Reconocer los niveles de comunicación de acuerdo a la función que cumplen, diferenciando las diversas formas de enlace entre instrumentos industriales.
• Identificar los protocolos de comunicación empleados en redes industriales.
• Identificar las redes más importantes de nuestro medio, resaltando sus características técnicas.
• Configurar instrumentos digitales de campo, en forma local y remota.

Descripción de Aspectos de Redes y Protocolos para Sistemas de Control Distribuidos (DCS)

Las plantas industriales cuentan en muchos casos con sistemas de computadoras a fin de satisfacer sus necesidades administrativas y gerenciales. A este sistema se le llama red administrativa. Paralelamente, se han desarrollado redes para control de procesos. Relacionarlas de forma que puedan intercambiar información en tiempo real sería de mucha utilidad, ya que facilitaría la administración de toda la empresa.

La integración de equipos digitales de control de procesos en una red de datos en tiempo real presenta problemas de diversa índole. La integración de controladores unilazo con una PC es un problema de naturaleza distinta. En este caso, el usuario accede a todos los aspectos de la implementación de la red; y se deben analizar detalles tales como la respuesta en tiempo real del sistema, ya que esta no es garantizada por el diseño del fabricante.

Las redes de datos de tiempo real y las administrativas implican distintos conceptos. En la red de control de procesos, la seguridad también está asociada a la disponibilidad de los datos en tiempo real, y a la inmunidad a fallas de algún componente, como la rotura de un cable. Por tal motivo, es deseable la implementación de redes de alta velocidad para la robustez del sistema.