La versatilidad del PLC modular: Aplicaciones actuales y futuras

De acuerdo con una información publicada por el portal automationmag.com, este tipo de PLC supone una ventaja en el entorno de fabricación actual debido a su capacidad para conectarse a los buses de campo actuales y a la seguridad cableada.

“Esto permite que las fábricas empiecen a ser más flexibles, integrándose en las arquitecturas existentes", explica Thomas Kuckhoff, director de productos de tecnologías centrales de Omron Automation.

Tyler Burke, director de producto para gestión industrial y automatización de Phoenix Contact, explica que los PLC modulares han experimentado una adopción más amplia debido a la frontera cambiante entre un PLC y un PC.

Explica que hay dispositivos con funcionalidad adicional de PC disponibles en varios de los sistemas de control más recientes, algunos vienen con Linux preinstalado y otros con Windows, y el registro de datos directo en estos dispositivos es una de las nuevas capacidades posibles gracias a esta combinación de PC y PLC.

"Además, permite que el controlador ejecute programas desde muchas fuentes", señala Burke. Con los PLC modulares, “los clientes frecuentemente registran datos utilizando soluciones de código abierto antes de agregar una interfaz gráfica. Anteriormente, se habría utilizado un PC local para lograr este tipo de solución”.

Soporte de múltiples protocolos de comunicación permitiendo el uso de hardware plug&play

Kuckhoff añade que los PLC modulares que soportan múltiples protocolos de comunicación preparan a las empresas para el futuro. “Son adecuados para el entorno de fabricación del mañana", afirma, ya que ofrecen la flexibilidad de utilizar hardware plug-and-play, así como programación de arrastrar y soltar, lo que permite a las fábricas integrar tecnología más nueva según su propio cronograma.

“Los sistemas de control están diseñados para durar más de una década”, afirma Burke, por lo que el software debe permitir nuevas aplicaciones y no frenar los sistemas de control existentes. El hecho de que los PLC estén añadiendo lentamente más funciones de PC, afirma, hace que la preparación para el futuro sea aún más evidente.

Aplicaciones novedosas de tratamiento de datos

Según Burke, “la mayoría de las últimas aplicaciones de PLC modulares implican métodos novedosos de recopilación o modificación de datos. El impulso hacia la digitalización ha dado lugar a una mayor recopilación de datos de los dispositivos para mejorar la eficiencia de las máquinas y anticipar los problemas con precisión", explica. “Se han visto aplicaciones en las que los OEM introducen datos en una base de datos, incluida la temperatura y el recuento de ciclos. Esto les permite vigilar el estado de una máquina y alertar a los clientes cuando es necesario realizar mantenimiento”.

En opinión de Kuckhoff, las aplicaciones más nuevas en las que los PLC modulares se están convirtiendo en fundamentales en la arquitectura de automatización son las aplicaciones que requieren las tres cualidades definitorias de un diseño de PLC verdaderamente modular: fluidez de construcción de E/S, unificación del software de programación y flexibilidad de la CPU del PLC.

Un ejemplo de esto son las plantas que se están actualizando o rediseñando, donde los PLC modulares se comunican simultáneamente con una variedad de buses de campo diferentes necesarios para conectarse a los equipos existentes e integrar sistemas de seguridad de mayor rendimiento (por ejemplo, dispositivos Fail Safe sobre EtherCAT).

Otros ejemplos son las plantas donde se están integrando tecnologías novedosas en nuevos productos, como vehículos y baterías eléctricos o impulsados ​​por hidrógeno, o en laboratorios de fabricación o centros de diseño.

Un ejemplo de cómo el PLC modular puede permitir una adaptación más rápida a nuevos escenarios de fabricación se puede ver en el área de trazabilidad de piezas de alta velocidad y alta calidad en grandes volúmenes.

Kuckhoff explica que ahora es estándar utilizar escáneres portátiles que se conectan rápidamente a través de protocolos abiertos y se integran intuitivamente en un PLC modular. "En muchas instalaciones de alimentos y bebidas, hemos visto que estos escáneres portátiles se instalan sin interrumpir el tiempo de inactividad", dice, "como resultado de las cualidades definitorias de un diseño de PLC verdaderamente modular".

No todos son iguales

Existe alguna variación de PLC modulares en el mercado actual, y Kuckoff señala que la verdadera fuente de poder para los usuarios de PLC modulares está en la cantidad de conexiones a las que pueden acceder desde el primer momento.

Es decir, el 25% de los PLC modulares de alto rendimiento tienen cientos de números de piezas de E/S disponibles en el mercado para instalación plug-and-play (y al mismo tiempo tienen un único software con programación de arrastrar y soltar).

Mientras que los PLC modulares más potentes se conectan mediante protocolos industriales abiertos globalmente, extendiendo la conectividad más allá del alcance de un solo fabricante, afirma Kuckhoff.

“Mediante el uso de EtherCAT, Fail Safe Over EtherCAT, EtherNet/IP, CIP Safety, IO Link, MQTT, OPC UA y SQL, los PLC modulares más potentes se han diseñado para adoptar nuevas tecnologías rápidamente. desde el principio y sin introducir una complejidad excesiva en la fábrica”, explica.

"Los fabricantes de estos PLC modulares lo saben muy bien, y los usuarios pueden esperar muchas guías de conectividad y bloques de funciones de terceros para ayudar a cerrar la brecha entre los fabricantes y al mismo tiempo mantener el espíritu de los PLC modulares disponibles en el mercado".

Como ejemplo, Kuckhoff comparte la historia de un equipo de fabricación que necesitaba mejorar la confiabilidad de los motores de CA en su sistema transportador. El PLC modular existente pudo acomodar el reemplazo de un maestro IO remoto IP67 previamente instalado por un maestro IO remoto IP67 que se comunica a través de IO Link.

"El equipo de ingeniería pudo utilizar sensores ya instalados en los motores de CA que anteriormente solo mostraban si el motor estaba encendido o apagado debido al consumo de corriente", explica Kuckhoff. “El equipo modificó el programa PLC para utilizar el enlace IO para leer el consumo de corriente exacto del motor. Luego, el equipo impulsó la actualización al PLC modular durante el tiempo de inactividad planificado. Ahora, la fábrica puede controlar la carga actual de los motores y establecer umbrales aceptables para la operación, cambiando el mantenimiento de reactivo a proactivo”.

Pero si bien es valioso poder aprovechar las tecnologías innovadoras de múltiples fabricantes a través de protocolos abiertos con los PLC modulares, Kuckhoff agrega que lo que a menudo es más valioso es la confianza de que la nueva tecnología se conectará rápidamente con el diseño actual.

Explica que los fabricantes de PLC modulares, debido al diseño inherente al uso de protocolos industriales globalmente abiertos en el desarrollo de PLC, se mantienen muy cerca de los estándares que gobiernan estas redes. Esto garantiza que las fábricas tengan aliados cuando estas redes evolucionen y que tres de las cualidades definitorias de un diseño de PLC verdaderamente modular no se vean comprometidas durante las revisiones.

Aplicaciones futuras

Al observar hacia dónde se dirige el uso de PLC modulares en la fabricación, Kuckhoff dice que es un momento emocionante.

Primero explica que ha habido mucha discusión sobre las redes abiertas, específicamente sobre la conexión a activos de producción y el traslado de datos desde la fábrica a una ubicación central para su análisis. Sin embargo, el uso de esta tecnología se ha limitado comúnmente a programadores de PLC y técnicos de fábrica, dejando fuera a los informáticos.

Por lo tanto, Kuckhoff cree que, en los próximos cinco años, las plataformas PLC modulares probablemente serán más inclusivas para aquellos en el espacio de TI, donde la modularidad para programar usando Python, JavaScript y C++ se convertirá en estándar. "Esto no sólo permite una mayor conectividad al espacio de análisis de datos en constante crecimiento", dice, "sino que también permite a las fábricas invitar a todo su talento a contribuir al progreso del diseño de la automatización".

La perspectiva de Burke para los PLC abarca el hecho de que los sistemas de control de las plantas se enfrentan a diversas tensiones actuales, por ejemplo, el riesgo de ciberataques. Por tanto, cree que los dispositivos tendrán más funciones de seguridad para restringir el acceso. En general, prevé que las plataformas de control “evolucionen simultáneamente para ser más abiertas que nunca, con soporte para muchos protocolos e idiomas, y al mismo tiempo más seguras que nunca”.