Topicos 28 de julio de 2020
Digital e independiente con MTConnect

La transición digital requiere una mayor conexión en red de componentes, máquinas, plantas de producción e incluso empresas. Los fabricantes están actualizando progresivamente sus máquinas para que puedan intercambiar información.

Aún con eso, muchas de las máquinas que siguen utilizándose hoy día en la industria de procesos todavía funcionan como unidades cerradas. En la mayoría de los casos, las máquinas tienen acceso a sensores para detectar temperaturas, valores de consigna y duraciones de ciclos. Sin embargo, carecen de la funcionalidad suficiente para transmitir esta valiosa información. Es por ello que la digitalización acaba en el nivel de la máquina.

Ventajas de MTConnect:

La interfaz digital MTConnect de los controladores PFC100 de WAGO permite conectar en red las máquinas utilizando la norma de código abierto libre de licencia.
MTConnect es una interfaz digital universal basada en una sencilla norma ETHERNET, lo que facilita su integración en las máquinas existentes.
Este sencillo concepto permite a las empresas con maquinaria y procesos complejos digitalizar sin esfuerzo su entorno de fabricación.

Esto viene a contradecir la filosofía básica de Industria 4.0: «Recopilar y utilizar datos para que los procesos sean más eficientes, producir con la máxima eficiencia y crear ventajas competitivas». De aquí se deduce que Industria 4.0 solo puede funcionar si se dispone de toda la información pertinente en el momento adecuado. La capacidad de supervisar, ajustar y controlar cada aspecto de un sector de fabricación en tiempo real adquiere por tanto cada vez mayor importancia. Las máquinas deben poder comunicarse entre ellas y con los sistemas de niveles superiores. Por este motivo, cada vez son más frecuentes los enfoques dirigidos a establecer una norma común de comunicación.

¿Un lenguaje de máquina uniforme?

Aunque la visión de un lenguaje de máquina uniforme parezca sencilla y lógica, no son muchas las soluciones que se han planteado. No obstante, su implantación es a menudo compleja y costosa. Por ejemplo, si una máquina ya dispone de un controlador moderno, el software puede modificarse para poder enviar datos importantes por la red. Sin embargo, los profesionales aún tienen que programar el software del controlador, algo que suena a inversión de dinero y tiempo (porque es así).

Muchas máquinas, muchas soluciones

Una alternativa posible sería equipar cada máquina con una aplicación de supervisión diseñada específicamente para dicha máquina. No obstante, si el área de fabricación se compone de varias máquinas, y es necesaria una aplicación específica para cada una de ellas, su desarrollo puede llevar muchas horas. Además, cada aplicación necesitaría su propio mantenimiento y documentación. ¿Hay alguna forma más sencilla de detectar y tratar los datos de diferentes tipos de máquinas para poder aplicar los conceptos de Industria 4.0? ¿Un lenguaje de máquina normalizado y universal?

Soluciones en el mercado

Lo cierto es que nunca antes ha existido un único lenguaje de máquina. En Alemania y Europa, las empresas suelen utilizar el protocolo de comunicación M2M convencional, OPC UA, en la producción industrial cuando necesitan recopilar datos de diferentes tipos de máquina y transformarlos en información. En América del Norte, durante la última década se ha utilizado otra norma muy interesante denominada MTConnect. El proyecto se fraguó en 2006 en la junta anual de la Association for Manufacturing Technology (AMT es la organización estadounidense equivalente a la VDMA alemana). En ese momento, el problema básico de la producción industrial seguía siendo la falta de un lenguaje uniforme entre las máquinas herramientas y los demás sistemas de la línea de producción. La primera norma que se creó para el registro de todos los datos de máquinas a un nivel superior de empresa fue MTConnect 1.0, en 2008. Al año siguiente se fundó el MTConnect Institute, dedicado al desarrollo del standard de lenguaje.

Detección, traducción y visualización a bajo coste

La supervisión de las máquinas puede revelar y comunicar multitud de problemas antes de incurrir en averías más costosas. La supervisión proporciona números específicos de tiempos de ciclo y también, facilita la planificación y la logística. Aquí es donde entra en juego MTConnect: permitiendo a las empresas visualizar los flujos de trabajo de las áreas de fabricación, y en consecuencia, optimizar los procesos, detecta posibilidades de ahorro y adopta las medidas necesarias en función de la información obtenida. La norma de código abierto y exenta de derechos utiliza protocolos de internet consolidados para convertir los datos del equipo de fabricación a un formato normalizado. En principio, los datos obtenidos de las máquinas se transmiten a una aplicación, que a su vez los traduce en valores métricos legibles, y que en última instancia se utilizan para supervisar el estado y actividad de la máquina por telecontrol.

Adaptador, agente y aplicación

La norma MTConnect describe tres componentes: un adaptador, un agente y una aplicación. El adaptador registra los datos de la máquina, los normaliza y los transfiere al agente. El agente sigue un método XML preestablecido que organiza los datos en un formato estándar, independientemente del tipo de máquina supervisada. El agente graba los datos en la memoria intermedia y, a continuación, los envía a la aplicación cuando le llega una solicitud. La aplicación almacena posteriormente los datos en una base de datos y puede mostrarlos en una pantalla de una forma comprensible para las personas. En teoría, el adaptador y el agente también se pueden abrir por separado el uno desde el otro en una solución «solo agente». Para representar los datos de salida de las máquinas se emplean diagramas o tablas que facilitan su comprensión a los usuarios.

Interfaz digital para una comunicación fluida

MTConnect puede considerarse entonces una interfaz digital universal. Dado que se basa en una sencilla norma ETHERNET, puede integrarse fácilmente en las máquinas existentes y sin alterar el proceso de fabricación. Esta solución proporciona una norma de código abierto y exenta de derechos, que registra la información de los datos y, a su vez, la puede transmitir a un software de análisis. MTConnect puede integrarse en fábricas como interfaz y conectar el recopilador de datos a la aplicación, que a su vez establece conexión con un sitio web HTML, y posteriormente muestra la eficiencia de esta instalación en comparación con otras. Con este sencillo concepto, las empresas con máquinas y procesos complejos pueden digitalizar fácilmente su entorno de fabricación.

Los controladores PFC100 de WAGO ahora incluyen MTConnect

Muchas máquinas carecen del equipamiento necesario para poder conectarlas directamente al adaptador o agente de MTConnect. Por tanto, WAGO ha desarrollado una interfaz digital para su controlador PFC100 que permite transformar fácilmente una instalación en un área de fabricación digital. Esta interfaz digital integral envía un comando a un sistema de entrada PFC100 industrial, en el que ya están integrados los adaptadores y agentes de MTConnect. Físicamente, toma la forma de una tarjeta SD, que solo tiene que insertar en la ranura correspondiente del PFC100. No es necesario llevar a cabo ninguna programación y permite obtener fácilmente datos de máquina como, columnas de señalización, consumo de energía, velocidad de motores, etc. Las entradas se configuran a través del navegador web y se analizan en tiempo real. El único requisito es una aplicación de software que pueda transformar los datos en diagramas o tablas exhaustivos. Utilizando los datos visualizados, las empresas pueden supervisar, hacer un seguimiento y evaluar la eficiencia total de su área de fabricación y, en última instancia, mejorar sus resultados económicos.

Protección contra accesos no autorizados

MTConnect es básicamente una norma de solo lectura. Esto significa que la información se recopila y transporta a un nivel de control en el que se evalúa. Sin embargo, el nivel de control no envía información a ninguna máquina individual. A diferencia de OPC UA, MTConnect no cumple con ninguna normativa definida sobre seguridad de IT. Este aspecto ofrece ventajas pero también tiene aspectos negativos. Sin embargo, el uso del controlador PFC100 permite cubrir de forma sencilla y segura estas carencias, porque cifra todos los datos desde el área misma de producción y los transporta al nivel de control a través de una conexión OpenVPN o IPsec segura. Por tanto, la norma MTConnect y una interfaz digital para el controlador PFC100 de WAGO proporcionan una solución interesante a las empresas que operan en el mercado estadounidense. WAGO es compatible actualmente con la norma MTConnect 1.3.

Texto: Benjamin Böhm, Julia Grobe | WAGO

Fotografía: WAGO

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