Introducción

La necesidad de automatización en la industria y en los diferentes sectores se asocia, entre varios aspectos, a las posibilidades de aumentar la velocidad de procesamiento de las informaciones, puesto que las operaciones se han vuelto mas complejas y variables, necesitando un gran número de controles y mecanismos de regulación para posibilitar decisiones más ágiles y, por lo tanto, aumentar los niveles de productividad y eficiencia del proceso productivo dentro de la premisas de la excelencia operativa.

Vale lembrar que el uso de protocolos de comunicación en la automatización industrial tiene  alta demanda de confiabilidad y robustez.

La solución completa debe proveer una metodología de gestión de la industria de manera transparente y garantizar que todos los esfuerzos se dirijan hacia el objetivo establecido, facilitando la toma de decisiones cuando haya cambios relevantes al desempeño de los indicadores o un desvío en relación al planeado.

Usuarios y clientes deben entonces fijarse en eligir y definir  un sistema de automatización y control que lleve en cuenta varios criterios y que pueda estar en sincronsmo con el avance tecnológico.

Cuanto más informaciones, mejor podrá operarse una planta y, consecuentemente, más productos podrá generar y más rentable podrá  ser. La información digital y los sistemas verdaderamente abiertos posibilitan la obtención de informaciones de los más diversos tipos y finalidades, de manera interoperable y como nadie ha jamás imaginado. Así, con la tecnología Fieldbus (Foundation Fieldbus, PROFIBUS, HART (WirelessHART™), DeviceNet, Asi, etc) se puede transformar preciosos bits y bytes en una relación lucrativa y también mejorar la calidad de todo el sistema. No es suficiente pensar  en barramiento de campo sin fijarse en los beneficios generales que le puede brindar un sistema de automatización y control.

La revolución causada por la comunicación industrial en la tecnología de la automatización está mostrando el enorme potencial en la optimización de sistemas de proceso y ofrece importante contribución hacia la mejoría en el uso de recursos.

La tecnología de la información ha sido determinante en el desarrollo de la tecnología de la automatización, alterando jerarquías y estructuras en los diferentes ambientes industriales como también los sectores, desde las industrias de proceso y manufactura. La capacidad de comunicación entre dispositivos y el uso de mecanismos estandarizados, abiertos y transparentes, son componentes indispensables del concepto actual de automatización. La comunicación se viene expandiendo rápidamente en el sentido horizontal de los niveles inferiores o de campo  y también en el sentido vertical, integrando todos los niveles jerárquicos. De acuerdo con las características de la aplicación y del costo máximo a se atingir, una contribución gradual de diferentes sistemas de contribución provee las condiciones ideales de redes abiertas en procesos industriales.

En los artículos anteriores hemos visto algunos detalles del WirelessHART™. En este  artículo abordaremos algo sobre el estándar ISA SP100.

Redes Wireless y el mercado

Actualmente en el mercado existen varias redes patentadas y también algunas estandarizadas. Hay muchos protocolos relacionados a las camadas superiores de la tecnología  (ZigBee, WirelessHART, ISA SP100) y el protocolo IEEE 802.15.4 (2006) para las camadas inferiores. El protocolo IEEE 802.15.4 define las características de la camada física y del control de acceso al medio a lasLR-WPAN (Low-Rate Wireless Personal Area Network).

Figura 1- IEEE 802.15.4 Proyección 2012 de Participación de Mercado

La estandarización para redes inalámbricas muestra que, todavía con diferencias, los estándares se convergen a los SP100 y WirelessHART de ISA y HCF (HART Foundation y que viene siendo adoptado como estándar para Foundation Fieldbus y PROFIBUS). Vamos a comentar un poco sobre el ISA SP100.

El estándar ISA 100

El ISA100 es el estándar de redes industriales inalámbricas desarrollado por la comisión de la SP100 de ISA, establecida en 2005.

Es un estándar muy conveniente, pues soporta protocolos como HART, Profibus, CIP (Common Industrial Protocol) y Foundation Fieldbus en el tope de su camada de aplicación. Vea el modelo OSI en la Figura 2.

Figura 2 – ISA 100 y el modelo OSI

 La figura 3 muestra una red básica ISA100 y la figura 4, su stack

Figura 3 – Red básica ISA 100

En seguida, algunas características de la ISA 100:

  • Confiabilidad (detección de errores perfeccionada, salto de frecuencia)
  • Previsibilidad (TDMA, niveles de calidad en servicios)
  • Seguridad
  • Soporte a varios protocolos: HART, Profibus, Modbus, FF, etc
  • Está optimizado para aplicaciones con batería de larga duración y también soporta routers alimentados por batería
  • Aplicaciones en control de proceso y manufactura
  • Interoperabilidad
  • Varios fabricantes de ASICs dedicados al estándar
  • Topologías Star y Mesh
  • Desarrollado para satisfacer las más variadas clases de aplicaciones (ver figura 5)
  • Etc

Figura 4 – Stack SP100

Figura 5 – ISA 100: estándar para varias clases de aplicaciones

Figura 6 – SYSTEM302, sistema abierto basado en redes digitales.

Conclusión

El factor tecnológico y la innovación tecnológica son responsables por la ruptura con las técnicas y procesos de medición y control o el perfeccionamiento de las mismas. Puede, consecuentemente, traer ventajas en términos de competitividad. El rompimiento con la tecnología convencional no tardará mucho y ampliará las posibilidades de suceso con la innovación demandada por el mercado, o sea, sistemas de automatización verdaderamente abiertos (ver figura 6, https://www.smar.com/es/system302), con tecnologías digitales, basados en redes industriales, conectividad Wireless (Inalámbrica) y muchas otras ventajas en comparación a los SDCDs convencionales.

El cambio del control de proceso de la tecnología 4-20mA a las redes digitales y sistemas abiertos ya se encuentra en etapa de madurez tecnológica y usuarios cosechando sus beneficios. Ese cambio es visto como un proceso natural exigido por los nuevos requisitos de calidad, confiabilidad y seguridad del mercado. Su utilización trae una ventaja competitiva, en el sentido de que esa nueva tecnología significa aumento de la productividad por la reducción de la variabilidad de los procesos, y la disminución de los tiempos de indisponibilidad de los lazos de control.

La línea de productos Wireless Smar soporta elWirelessHART  y satisfará también el ISA 100.

Aguarden los próximos artículos sobre elWireless.

Referencias: