Endress + Hauser – Los Buses de Campo: La ventana hacia una Industria 4.0 exitosa


Por: Ing. Astrid Enelda Gonzalez
System Products & Temperature Product Manager
Endress + Hauser México.

Imaginemos la siguiente situación:

Una empresa de alimentos y bebidas tiene como meta a 5 años tener todas sus variables de servicios auxiliares en la nube para tener completa transparencia y reporteo en tiempo real de sus consumos. Esta empresa siempre ha usado 4 a 20 mA para el control de procesos. El instrumentista decide empezar a usar el protocolo EtherNet/IP para el control y monitoreo. Adquiere los nuevos flujómetros para medición de agua potable con este protocolo basado TCP/IP y le comunica este cambio al encargado de Automatización y control de la planta.

Las tecnologías de medición de campo, como la que se pretende utilizar el instrumentista en este ejemplo, cada vez tienen más desarrollos tecnológicos, que les permiten entre otras cosas: conocer su salud interna al compararse con sus valores de fábrica, predecir su comportamiento de acuerdo con las condiciones de proceso que están afectando su funcionamiento provocando por ejemplo desgastes en sus tubos internos o acumulación de producto, etc. Estos desarrollos en la tecnología tienen como único fin garantizar la disponibilidad del punto de medición asegurando que la producción no pare.

Para que el instrumentista pueda beneficiarse de estos avances tecnológicos y garantizar la disponibilidad del punto de medición, la forma en la que conectará los instrumentos a un sistema superior, ya sea a un PLC, a un sistema de control distribuido o a un SCADA, debe de ser distinta a como había realizado en el pasado y deberá tomar otras consideraciones.

Los buses de campo o protocolos de comunicación le ayudan a que el intercambio de información sea más sencillo, simplifica la instalación y la operación de los elementos de campo, le ayuda a tener ahorros en dinero y tiempo; en CAPEX ahorrara al reducir la cantidad de cableado necesario, a reducir el esfuerzo en horas de puesta en marcha, dándole la posibilidad de hacer un comisionamiento remoto.  Sin embargo, el mayor ahorro se verá en OPEX, al permitirle obtener más información de los equipos de campo y migrar de un mantenimiento correctivo a un mantenimiento predictivo.

Los protocolos de comunicación son la base de implementación exitosa de proyectos de internet de las cosas y le ayudarán a lograr su objetivo de incursionar en la Industria 4.0, la cual se basa en la conectividad de todos los elementos de su planta para tener información en tiempo real que le permita tener transparencia en todos los niveles de planta, logrando cero paros de planta no programados para maximizar la producción.

Los buses de campo no son un concepto nuevo, existen en la industria desde los años 80´s, sin embargo, su implementación ha sido muy lenta y no se ha logrado el éxito esperado. Hoy en día es muy común encontrar que en la industria mexicana la instrumentación de campo se sigue conectando mediante señales analógicas de corriente, o en algunos casos encontramos que en la misma planta de producción se tiene en un área Profibus, en otra área Foundation Fieldbus y en la mayor parte 4 a 20 mA. Lo que ocasiona que los costos de mantenimiento se elevan más de lo necesario ya que el stock tiene que se ser único para cada área y se requiere un conocimiento más especializado en comparación a una arquitectura estandarizada.

La pregunta para reflexionar sería:

¿Por qué aun con más de 30 años de existencia de los buses de campo no han sido implementados exitosamente aun sabiendo todos los beneficios que nos brindan?

Podemos enlistar las principales barreras que nos hemos encontrado al largo de los últimos años:

  • Rechazo al cambio.
  • Riesgo a lo desconocido.
  • Falta de mapeo del proceso.
  • Se subestima la información que hay embebida en los equipos de campo.
  • Falta de conocimiento especializado en comunicaciones de campo.
  • Los departamentos trabajan de forma aislada y no como una unidad.

El último punto es el clave para poder romper las barreras ya que implica en cambio en los procedimientos internos y un cambio organizacional.

Regresando a nuestro ejemplo, llega el día de la instalación y puesta en marcha del equipo, el cual es realizado sin problema alguno por el instrumentista. Una vez terminado este trabajo se le avisa al ingeniero de automatización y control para que haga el enlace al sistema de control. El ingeniero previamente se percató que el PLC sea compatible con este protocolo, que tenga cargado el Add-On profile necesario en el sistema y tiene todo listo.

El problema empieza cuando se dan cuenta que es necesario ponerle una dirección IP al instrumento

¿Qué segmento de red usan? ¿Cuál dirección IP le asignan? ¿A qué switch lo conectan? ¿Se requiere un switch administrable?

¿Qué seguridad se requiere? ¿En qué departamento recae esta responsabilidad?

¿Mantenimiento, Instrumentación, Automatización & Control, proyectos, Tecnologías de la Información?

Para subsanar este problema ahora es necesario contar con departamento de TI en el plano industrial, que nos ayude con la administración de estas redes, nos garantice la seguridad en la red industrial necesaria para no ser blancos de un ataque informático que pueda poner en riesgo la producción.

Si queremos que los buses de campo tengan el éxito que en el pasado no han logrado conseguir, se requiere un cambio en la forma en la que los departamentos han interactuado hasta ahora, se requiere pensar en un todo como empresa y no en áreas individuales de trabajo. Esto más la infraestructura necesaria nos ayudará a tener las bases para en un futuro poder implementar proyectos exitosos bajo la Industria 4.0.

 

 

 

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