En la tecnología de automatización, los PC industriales o IPC se conectan en red para las aplicaciones más diversas con una amplia variedad de dispositivos de campo. Debido a la gran abundancia de redes y protocolos industriales, que supone todo un reto, la familia de tarjetas de PC Ixxat-INpact todavía ofrece una solución elegante.
La resolución de las tareas complicadas recae independientemente en el dominio de los IPC en muchos campos de automatización. En su mayoría, funcionan usando sistemas operativos estándares (Linux o Windows), pero cada vez están más conectados empleando sistemas de comunicaciones estandarizados con controladores de un nivel superior. Este es el motivo por el que existe una creciente necesidad de contar con dispositivos que soporten diferentes protocolos OT, como los protocolos de producción Profibus o Profinet. Las tarjetas de PC de la familia Ixxat INpact de HMS Networks ofrecen una opción flexible y económica al ser compatibles con numerosos protocolos. La capacidad multired de INpact se basa en procesador multired Anybus NP40, también producido por HMS Networks. El procesador de red procesa toda la comunicación entre el IPC y la red industrial. También facilita una conexión sencilla desde las aplicaciones “esclavas” embebidas o basadas en PC a EtherNet/IP, EtherCAT, Powerlink, Modbus-TCP, Profinet IRT, Profinet IRT Fiber Optic y Profibus. Además, la gama Ixxat INpact posibilita que las diferentes soluciones de hardware se integren de una manera sencilla y flexible. Es tan fácil como conectar los dispositivos o los subsistemas como un esclavo a las redes de mayor nivel y mostrar los datos de proceso en las estaciones de control o incluso registrar los grandes volúmenes de datos en los sistemas de test. Al mismo tiempo, la solución es tan flexible que los protocolos se pueden cambiar muy fácilmente. La interfaz de programa sigue siendo la misma. Las actualizaciones de firmware habituales, que también incluyen mejoras, contribuyen a garantizar la compatibilidad con los actuales estándares de red, respectivamente.
INpact, la familia de interpretación flexible
Las tarjetas se presentan en tres versiones que soportan las interfaces PCIe, Mini-PCIe y M.2 destinadas a la mayoría de productos. La variante de tarjeta (card) está equipada con un protocolo de red preinstalado. Como alternativa, para la versión CE (Com mon Ethernet), el protocolo deseado respectivamente puede ser actualizado por los propios usuarios. Esto hace posible un intercambio sencillo entre todos los protocolos Ethernet industriales disponibles. En la actualidad, se puede trabajar con EtherCAT, Ether- Net/IP, Modbus TCP, Profinet y Powerlink, así como con Profibus. Al mismo tiempo, cada una de las funcionalidades se implementa como un “esclavo” para los respectivos protocolos. Las extensiones (add-ons) de CC link y DeviceNet también se encuentran en proceso. Todas las tarjetas funcionan en los sistemas operativos Windows y Linux estándares y en el sistema operativo en tiempo real INtime. La interfaz de programación C permite el desarrollo de los dispositivos, independientemente del protocolo de red. Si el dispositivo se utiliza en un entorno con un protocolo de bus diferente, el esfuerzo de desarrollo es mínimo. El ancho de banda de aplicación para el nuevo adaptador de protocolo es grande y abarca desde los fabricantes del panel del técnico, los equipos de medida complejos, el análisis de alta calidad y los sistemas de gestión hasta los sistemas de test. A continuación, se presentan algunos ejemplos.
Dispositivos de automatización de red
Los cálculos complejos como, por ejemplo, los destinados a aplicaciones de movimiento complicadas se suelen efectuar in situ por IPC potentes en el comando de un PLC. Incluso los procesos de medida con análisis complejos de datos de entrada llevados a cabo por el IPC son estándares hoy en día. Después, el IPC reporta los resultados registrados o los valores medidos al PLC. Sin embargo, los IPC estándares suelen carecer de la interfaz necesaria para las redes industriales. Dependiendo de los requisitos de hardware y bus de campo, las tarjetas INpact permiten la integración de dichas interfaces en las respectivas aplicaciones. La familia INpact de alto rendimiento, por lo tanto, respalda una mayor velocidad de transmisión de datos. En función de la aplicación, hay que gestionar los datos E/S cíclicos con tiempos de ciclo muy cortos como, por ejemplo, los de los sensores con elevadas ratios de lectura. Incluso los datos que no son cíclicos, como los algoritmos y la información de las inspecciones, se pueden enviar rápidamente de esta manera.
Paneles de operario
Actualmente, los Panel PC son la herramienta preferida por parte de los operarios de maquinaria en muchas áreas de la tecnología de automatización. Por regla general, un IPC trabaja para ello. Se encarga de la operación y la visualización de los datos de la máquina. En muchas ocasiones, puede ser necesario para el Panel PC acceder directamente a los datos de proceso del sensor y del actuador, lo que requiere un tiempo y un esfuerzo de desarrollo considerables. En este caso, las tarjetas INpact liberan al fabricante de tener que suministrar hardware de red espacial y los protocolos asociados. La compatibilidad necesaria con la red in situ se puede establecer usando una tarjeta plug-in. Esto permite a los fabricantes de dispositivos ofrecer un amplio catálogo de productos con un tiempo y un coste de desarrollo bajos.
Edge Gateways
Los Edge Gateways funcionan como enlaces potentes en Internet de las Cosas (IoT) y asumen el papel de intermediario entre los mundos IT y OT: en otras palabras, el sector de la producción con los dispositivos de campo. Registran la información en el proceso de fabricación y los dispositivos involucrados. Tras preparar y analizar los datos en consecuencia, dichos datos se encuentran disponibles para las aplicaciones a las que se dirigen en el mundo IT. Los Edgeway Gateways actúan como los elementos esenciales que aportan la base para todas las operaciones más extensas, incluyendo los cálculos complejos para un mantenimiento preventivo. Esta es la razón por la que el Edge Gateway por sí mismo tiene que ser robusto y fiable y poder diagnosticarse y mantenerse remotamente – requisitos que un IPC trae consigo desde casa. Lo que falta es la opción de una integración flexible en las estructuras OT actuales y futuras. Las tarjetas INpact cierran estas brechas porque también proporcionan la opción de transferir grandes volúmenes de datos a través de diferentes protocolos con cualquier hardware de PC. La información de diagnóstico de consulta vía la API disponible facilita la integración en las correspondientes soluciones de mantenimiento.
Anybus NP40
El procesador multired Anybus NP40 de HMS Networks se dirige a aquellos fabricantes de dispositivos de automatización que dan un gran valor a una integración tecnológica profunda. El NP40 está particularmente indicado para fabricantes con un volumen de unidades de medio a alto. Este procesador de red es una alternativa flexible y económica a la hora de integrar dispositivos de automatización en las redes industriales más diversas. Como procesa toda la comunicación de red independientemente, desahoga al procesador host del dispositivo de automatización de tener que realizar esa tarea. El Anybus NP40 ha sido diseñado para cumplir los elevados requisitos de los protocolos Ethernet en tiempo real y de la comunicación TCP/IP con volúmenes de datos superiores. Ofrece alto rendimiento, amplia flexibilidad y bajo consumo de energía. El Anybus NP40 es un procesador de red monochip basado en flash que se compone de un ARM Cortex-M3 de alto rendimiento y un FPGA. Este FPGA se utiliza para implementar las diferentes interfaces Ethernet físicas, incluyendo el switch en tiempo real integrado, mientras que el núcleo ARM se emplea para reproducir la pila de protocolo y aplicación. Dado que este procesador se basa en flash, es posible reprogramar los dispositivos de automatización que incorporan el NP40 para las diversas redes Ethernet industriales. Esto supone que una sola plataforma de hardware puede soportar varias redes tras cargar un nuevo firmware. Para redes en tiempo real de elevadas prestaciones, la arquitectura del procesador hace posible el intercambio de datos sin apenas retardo. El Anybus NP40 es compatible con los siguientes protocolos Ethernet industriales: Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT, Modbus-TCP, Powerlink, CC-Link IE Field y BACnet/ IP, así como con Profibus, DeviceNet, CANopen y CC-Link para buses de campo.
