La especificación del controlador es la etapa más importante del proceso de desarrollo para cada aplicación de automatización industrial. Históricamente, ciertos controladores eran la opción de facto para un diseño de máquina en particular, ya fuera un controlador lógico programable (PLC) o un controlador de automatización programable (PAC) dependiendo del área y la aplicación.
Estos dispositivos han funcionado adecuadamente a lo largo de los años y han fomentado una mentalidad de «si no está roto, no lo arregles». Sin embargo, a medida que los avances en la tecnología de automatización continúan acelerándose, el control basado en PC ofrece un conjunto único de oportunidades que cubren una amplia gama de áreas de aplicación y se está convirtiendo en un controlador de elección independientemente de la aplicación.
Ventajas del sistema de control basado en PC
El mayor beneficio de elegir un sistema de control basado en PC viene en forma de escalabilidad superior en hardware y software. Esto ofrece a los ingenieros una ruta de migración clara y eficiente a medida que los diseños de máquinas y plantas cambian con el tiempo. Por ejemplo, algunos fabricantes ofrecen una gama de opciones de controlador, desde un procesador de nivel básico a un procesador avanzado de máquinas de conjunto de instrucciones reducidas (RISC), a una gama de controladores multinúcleo en múltiples formatos de hardware, hasta un servidor industrial equipado con un procesador de 36 núcleos que permite el control de muchos núcleos.
Todos ellos ejecutan software de control basado en PC para una amplia gama de funciones, que incluyen PLC, control de movimiento, seguridad, interfaz hombre-máquina (HMI), medición, monitoreo de condición y otras, generalmente en un solo dispositivo en el caso de los controladores multinúcleo. Además, todos los componentes de rendimiento de la gama de productos, excepto el de múltiples núcleos, se pueden especificar en múltiples formas, ya sea montado en riel DIN, montado en gabinete o integrado con una pantalla HMI, entre otras opciones.
La integración de HMI en un dispositivo todo en uno se diferencia de un PLC o PAC para las opciones de control basadas en PC, ya que son pocos los dispositivos que integran una pantalla para la visualización. Las opciones de almacenamiento de estado sólido en forma de tarjetas CFast (también conocidas como CompactFast) y discos de estado sólido (SSD) también son estándar, lo que reduce el número de piezas móviles y garantiza una alta confiabilidad para aplicaciones críticas. A medida que crece una operación y aumentan las necesidades del proceso, los controladores basados en PC se pueden cambiar fácilmente por un modelo más potente que utiliza la misma plataforma de software. Este intercambio normalmente implica un simple intercambio de una tarjeta compact flash de la unidad antigua con el nuevo controlador y un reinicio del sistema. Se requiere poca o ninguna programación (a menos que se agreguen nuevas funciones), una ventaja de un sistema de automatización basado en software.
El uso de software de automatización para manejar las tareas específicas de los controles y ejecutarlo en hardware multipropósito basado en PC se ha convertido en un cambio de juego para las empresas que buscan un entorno de desarrollo y una plataforma de control robustos, flexibles y fáciles de usar. Por ejemplo, los fabricantes ofrecen software de control que se adapta al hardware basado en PC con diferentes niveles de rendimiento para satisfacer las necesidades individuales de cada aplicación, ya sea que se requieran características especiales en movimiento de control numérico por computadora (CNC) y cinemática robótica o para funciones de PLC.
Además, el entorno de ingeniería de automatización está integrado en Microsoft Visual Studio, lo que hace que el software sea muy familiar para la gran mayoría de los programadores y permite que el trabajo de programación se comparta entre ingenieros de diversas disciplinas, como programadores de PLC tradicionales, programadores de informática y especialistas en tecnología de la información (TI). La reutilización de códigos es una necesidad y es algo que los ingenieros de control deben considerar al seleccionar una nueva plataforma de control. Los bloques de funciones en lenguajes de programación IEC-61131-3 u otra programación orientada a objetos a menudo están disponibles en bibliotecas específicas de aplicaciones. La reutilización de código facilita un tiempo de comercialización mucho más corto y diseños de máquinas más flexibles para fabricantes de equipos originales (OEM), integradores de sistemas y usuarios finales.
Plataformas de control basadas en PC para la implementación de IIoT
Los ingenieros innovadores y los ejecutivos de la empresa están determinando rápidamente que la implementación del Internet de las Cosas Industrial (IIoT) e Industrie 4.0 concepts es un siguiente paso lógico para establecer empresas más conectadas y es una consideración necesaria para futuras actualizaciones y desarrollo. Con un PLC u otro hardware cerrado, agregar comunicación de IoT se convierte en una propuesta más difícil y, por lo general, requiere la adición de hardware y software de terceros de las empresas de TI para que todo funcione.
Con control basado en PC, este tipo de conectividad era posible antes de que se acuñaran la mayoría de las palabras de moda de hoy en día. Más importante aún, la conectividad se puede lograr con poco o ningún hardware adicional porque la conectividad a Internet y Ethernet se ha incorporado en las plataformas de control basadas en PC durante décadas. Incluso si una operación no está lista para saltar a las aguas de IIoT e Industrie 4.0, el control basado en PC proporciona la plataforma de control más lógica con una ruta de migración sin obstrucciones para agregar niveles más altos de conectividad hoy o en cualquier momento en el futuro.
Las ya altas demandas de sistemas de control aumentarán. A medida que los ingenieros de planta y los constructores de máquinas piden a los proveedores de controles que proporcionen más funcionalidad y conectividad dentro de un precio comparable, los sistemas de control flexibles y escalables basados en PC representan la opción más rentable y robusta.
Eric Reiner es un especialista en el mercado de PC industriales en Beckhoff Automation. Editado por Emily Guenther, gerente de contenido asociado, CFE Media, Ingeniería de Control, [email protected].
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Conceptos clave
- Los beneficios de un sistema de control basado en PC.
- Sistemas de control basados en PC para IIoT e Industrie 4.0.
- Cómo los sistemas de control basados en PC se adaptan a cada aplicación.
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