Cuando una empresa industrial aborda el reto de digitalizar su planta productiva e implantar un sistema MES (Manufacturing Execution System), una de las primeras decisiones que tomará es la captación de señales de sus máquinas, con el objetivo de obtener datos fiables y exactos sobre la producción, eficiencia, monitorización en tiempo real, etc.
En la era actual de la industria 4.0 se han desarrollado tecnologías robustas y fiables para trasladar esos datos físicos de las máquinas al sistema de gestión de la empresa de forma automática para su visualización y análisis; sin embargo, y especialmente en el caso de las pymes, dicha captación genera dudas sobre el coste de implementación, crecimiento del sistema (incorporación de nuevas señales en el futuro) y su mantenimiento.
En general, sobre la arquitectura a implementar y su coste.
Es necesario resolver dos cuestiones fundamentales:
– Comunicación de la máquina con el sistema MES.
– Acceso a las señales de la máquina.
1.- Comunicación de la máquina con el sistema MES.
En este aspecto la solución más efectiva y menos costosa es el uso de redes Ethernet estándar, integrando las máquinas en la LAN (Local Area Network) corporativa. El coste de instalación es bajo (cable de red, switches); la escalabilidad es adecuada (añadir nuevos nodos a la red o reubicar máquinas es sencillo), y el mantenimiento de la instalación eléctrica es accesible al personal interno, con la consiguiente reducción de costes y agilidad de respuesta ante incidencias.
2.- Acceso a las señales de la máquina.
Mediante PLCs (Controlador Lógico Programable) u otro tipo de tecnologías. Resumiendo mucho, dado el amplísimo parque de máquinas instaladas, solemos encontrarnos con cuatro escenarios a la hora de obtener información de las máquinas:
Gracias por haber llegado hasta aquí, para poder seguir leyendo nos gustaría que nos dejases unos datos:
A. Máquinas modernas con un elevadísimo nivel de automatización.
Son máquinas que llevan embebido un sistema OPC (Open Protocol Communication), o que tienen la capacidad (provista por el fabricante) de volcar a ficheros o a bases de datos la información de producción, además de encontrarse integradas en la LAN corporativa. En este caso no es necesario sensorizar físicamente las máquinas ni instalar dispositivos de comunicación adicionales, la captación de la información se hará desde el MES utilizando el driver de comunicación adecuado con la máquina. Un caso típico pueden ser impresoras de alta gama en entornos de artes gráficas.
B. Máquinas con un nivel de automatización alto o aceptable.
En este caso la información deseada estará disponible en la memoria de los PLCs de la máquina; las labores de captación consistirán en estos casos en establecer un canal de comunicación físico máquina – MES incorporando tarjetas Ethernet a los PLCs y conectándolos a la LAN. Por otro lado, y dependiendo de la escala de la instalación y del tipo o marca del PLC, se accederá a sus datos internos utilizando un sistema OPC (recomendado en instalaciones grandes) o bien modificando el programa de los PLCs de forma que envíen mediante streaming hacía el servidor MES los datos deseados mediante tramas UDP. Un escenario habitual en células de montaje de componentes del sector de automoción, por ejemplo.
C. Máquinas con bajo nivel de automatización y/o comunicación externa.
En este caso las posibilidades son más limitadas, nos encontramos con que la extracción de las señales está accesible mediante contactos que proporcionan pulsos ON/OF ante diversos eventos (por ejemplo para cada pieza producida); se deben cablear dichas señales hasta un PLC dedicado que haga las labores de recogida y envío de los datos hacia el MES. Un ejemplo pueden ser máquinas inyectoras.
D. Máquinas sin ningún nivel de automatización.
Habitualmente maquinaria vieja o con maniobras manuales. La sensorización deberá abordarse desde el origen, instalando fotocélulas, finales de carrera, relés, encoders, etc. Dichos sensores se cablearán al correspondiente PLC dedicado, que se encargará de transmitir los datos al MES a través de la LAN.
En resumen, los escenarios de captación de señales son variados, pero con las modernas tecnologías disponibles y el soporte de un partner con experiencia que guíe a la empresa en la implantación de la solución dependiendo de sus necesidades concretas, se pueden obtener resultados cuantificables en un corto espacio de tiempo y a un coste asumible para la mayoría de las empresas.