Moazzam Shamsi, arquitecto de conectividad de soluciones globales, explica cómo las tecnologías de comunicación modernas y las soluciones de conectividad innovadoras ayudan a satisfacer la demanda de más datos provenientes de más fuentes.
El sector de la automatización se ve obligado a ampliar sus opciones de conectividad debido al aumento en la demanda de más datos provenientes de más fuentes. Esto requiere soluciones de comunicación que equilibren la velocidad, el consumo de energía, la latencia, la facilidad de integración y la seguridad y que, al mismo tiempo, se mantenga la fidelidad de los datos. La naturaleza de los datos tanto del campo como de la planta está cambiando y es necesaria una sólida conectividad para una gestión eficaz de los volúmenes y tipos de datos. Esto desbloquea el potencial de diagnóstico y aplicación de los dispositivos de campo, lo que mejora la línea de visión de los activos y proporciona un mayor contexto para los responsables de la toma de decisiones de planta que podrían estar en cualquier parte de la planta o empresa. Para afrontar este desafío, las tecnologías de comunicación emergentes y mejoradas, como Ethernet-APL™ (capa física avanzada), las redes inalámbricas y las redes celulares facilitan la transferencia continua de datos de alta fidelidad contextualizados de todas las partes de la operación a las personas y sistemas que los necesiten, donde sea que se encuentren. Esto brinda la posibilidad de obtener nuevas aplicaciones y valiosa información operativa proporcionada por un potente software basado en la nube y en edge.
Las redes de campo inalámbricas ayudan a las organizaciones a implementar tecnologías de Pervasive Sensing a un menor costo que las instalaciones cableadas, a menudo en aplicaciones que antes no eran accesibles por métodos cableados. Las mejoras tecnológicas de infraestructura están permitiendo aplicaciones más densas y un mayor rango de transmisión. Esto incluye la adición de más puntos de medición del proceso tradicional y la eliminación de otros puntos ciegos operativos. La implementación de nuevas aplicaciones, como la monitorización de la corrosión, las válvulas y las vibraciones y la detección de fugas de gas, respalda los dominios de confiabilidad, seguridad y sostenibilidad.
Las redes celulares que tradicionalmente solo se utilizan para aplicaciones de redireccionamiento, cada vez son más rápidas y resistentes, lo que las hace adecuadas para un rango más amplio de aplicaciones industriales. Mediante el uso de redes celulares públicas con tarifas de datos de bajo costo, se pueden implementar sensores económicos en aplicaciones de monitoreo remoto y el envío de datos directamente a la nube para un análisis centralizado, lo que permite nuevos servicios de “gestión de flotas”. Están surgiendo nuevas capacidades comerciales y de servicio; por ejemplo, los proveedores pueden monitorear los niveles de inventario y el estado de los líquidos en tanques de almacenamiento remotos y móviles, lo que ayuda a mejorar la eficiencia de la cadena de suministro y los niveles de servicio. Como alternativa, una mayor visibilidad del estado de la infraestructura y los equipos de tuberías puede minimizar las inspecciones manuales y mejorar el desempeño ambiental y de seguridad. Las empresas que están rastreando su huella de carbono dispondrán de nuevas alternativas para medir el consumo de energía a escala global.
Ethernet-APL tiene como objetivo llevar las comunicaciones Ethernet a la instrumentación de campo, incluidas aquellas en áreas peligrosas. La implementación de Ethernet de alta velocidad en el campo brinda oportunidades para nuevos tipos de sensores que requieren mayor ancho de banda y acelera la configuración de dispositivos y las tareas de mantenimiento. Ethernet-APL se ha diseñado para admitir la transferencia de grandes volúmenes de datos, tales como datos analíticos y cámaras utilizadas como sensores. Muchos dispositivos existentes provistos de datos, como los controladores de válvulas digitales y los medidores de caudal Coriolis, también se beneficiarán de la mayor velocidad. Los usuarios familiarizados con PROFIBUS comienzan a implementar PROFINET sobre Ethernet-APL, mientras que los usuarios de HART® y WirelessHART® es probable que busquen adoptar HART-IP debido a las nuevas características de seguridad y su familiaridad con las herramientas de ingeniería de HART.
La conectividad es fundamental para las arquitecturas modernas
Para facilitar la integración de estas plataformas de comunicación emergentes se requieren soluciones de conectividad innovadoras. Las arquitecturas extensibles y escalables, así como la infraestructura disponible, deben ayudar a reducir el costo y la complejidad de la implementación, proporcionar los niveles de seguridad necesarios, mantener o mejorar la confiabilidad y el desempeño, y ofrecer la flexibilidad necesaria para admitir más aplicaciones. Las soluciones de conectividad innovadoras simplifican la integración, reducen los costos de instalación y facilitan la adición rápida de nuevos puntos de medición. Por ejemplo:
Las pasarelas WirelessHART mejoradas expanden la cantidad de dispositivos conectables sin el costo de pasarelas adicionales. Esto permite implementar nuevas aplicaciones al tiempo que se aprovecha la infraestructura existente.
Las antenas inteligentes que permiten el montaje remoto desde la pasarela, incluidas las áreas peligrosas, simplifican la implementación de nuevas aplicaciones, como la detección de fugas de gas.
Los módulos de caracterización (CHARM) permiten terminar el cableado de campo en cualquier lugar, lo que reduce la complejidad de conectar nuevos dispositivos y sensores inteligentes.
Los DeltaV™ CHARM compatibles con aplicaciones Ethernet-APL simplificarán en última instancia la integración de los dispositivos Ethernet-APL y las redes en las arquitecturas de automatización existentes, lo que reduce los costos y la complejidad del proyecto.
El controlador DeltaV PK integra Ethernet-APL a través de protocolos de comunicaciones como PROFINET, Modbus TCP, OPC UA y Ethernet/IP, lo que permite a los usuarios mezclar y hacer coincidir los tipos de dispositivos en una estrategia de control. Cuando se combina con interruptores Ethernet-APL, el controlador PK acelera la adopción de dispositivos de alta velocidad en entornos de proceso.
El software DeltaV IO.Connect permite conservar la E/S durante la modernización del sistema de control, lo que permite actualizaciones incrementales sin tiempo de inactividad. Esta flexibilidad reduce los programas hasta en un 90 % y los costos de capital globales hasta en un 40 %, con futuros cambios de E/S que se reducen a gastos operativos.
Seguridad de la red
La mayor conectividad y la naturaleza abierta de las redes necesarias para transmitir esta gran cantidad de datos a las personas y los sistemas adecuados requieren nuevos requisitos de seguridad para reducir los riesgos y evitar vulnerabilidades. Por lo tanto, la ciberseguridad es una preocupación crítica. Para ayudar a aliviar esta preocupación, las empresas de automatización como Emerson están utilizando principios de confianza cero para mejorar la seguridad. Confianza cero supone que la red se ha puesto en peligro o se verá comprometida y que no se puede confiar en ningún usuario o activo de forma implícita. En lugar de diseñar la seguridad de manera retrospectiva, el software y las aplicaciones de automatización tienen un principio de confianza cero integrado desde el principio.
Si bien los usuarios finales desean aprovechar de inmediato los beneficios de sensores potentes y otros dispositivos de campo habilitados por las nuevas comunicaciones de alta velocidad, es probable que la adopción dentro de muchas plantas existentes sea un proceso gradual. La integración cuidadosa de las comunicaciones antiguas y nuevas será esencial para garantizar que funcionen conjuntamente con confianza. La experiencia, las tecnologías y los procesos de eficacia comprobada de Emerson pueden ayudar a ofrecer el máximo valor con el menor riesgo posible.
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