Señalamos la necesidad de implementar Aplicaciones de Gestión de Activos para poder sacar partido de la inversión en la digitalización de la Planta y la importancia, cada vez mayor, que cobra la integración de Sistemas de Adquisición, para llevar los datos generados en los procesos de planta a la Sala de Control para la optimización de los mismos, dentro de una estrategia de implantación de Industria 4.0 y IIoT.
Por último, presentamos algunas soluciones que permiten una comunicación flexible y fiable entre el nivel de Campo y el de Control.
1.- Evolución de los Buses de Campo para Automatización de Procesos: HART / Foundation Fieldbus / Profibus-PA
Existen tres Buses de Campo predominantes en Automatización de Procesos: HART, Foundation Fieldbus y Profibus-PA. Aunque cada uno de ellos tiene sus particularidades, que los hacen ser más utilizados en determinados mercados verticales, es posible verlos coexistiendo en determinadas plantas de proceso.
HART es un protocolo de comunicación que apareció en los años 80 y que está muy establecido a nivel mundial. Utiliza la señal de 4-20mA para superponer la comunicación de datos digitales entre un Master y los dispositivos de campo inteligentes. El poder utilizar el cableado de sistemas de control existentes, basados en bucle de corriente, lo han convertido en un protocolo muy utilizado y conocido, tanto por ingenieros de planta como de mantenimiento.
Foundation Fieldbus aparece a mediados de los 90 como un bus de comunicación digital serie que viene a aumentar las posibilidades de control y supervisión que ofrece HART, además de simplificar el cableado necesario en nuevas instalaciones. No obstante, el hecho de que haya más de 10.000.000 de dispositivos HART instalados hizo que la introducción fuera paulatina. Al principio fue mayoritariamente adoptado en industrias de proceso con entornos complicados o áreas explosivas, tales como refinerías, industria petroquímica, energía, farmacéuticas y nucleares. De todas formas, continúa siendo bastante habitual encontrar plantas con instalaciones antiguas HART que conviven con ampliaciones con Foundation Fieldbus.
Tanto es así, que en 2015 se crea FieldComm Group, fusionando las organizaciones Fieldbus Foundation y HART Communication Foundation, como responsable de la estandarización de ambos protocolos.
Paralelamente, a principios de los 90, se empieza a introducir en Alemania el bus de campo Profibus, que se ha convertido a lo largo de estos años en el bus de campo con más nodos instalados en Europa, de la mano de su adopción por parte de Siemens. Inicialmente, se introduce Profibus-DP, que es un bus determinístico para producción y automatización de planta. Posteriormente, aparece Profibus-PA que es el standard Profibus para supervisión, parametrización y mantenimiento de dispositivos de campo en Automatización de Procesos. Este bus de campo es mayoritariamente escogido en plantas donde se trabaja con Profibus-DP, ya que comparten el mismo protocolo, y pueden integrarse fácilmente a través de un acoplador de segmentos. También suele ser la elección en plantas donde se utilizan controladores Siemens.
Es común encontrar también dispositivos HART existentes integrados en plantas con Profibus DP/PA. Para ello se requiere un Master HART que gestione la transferencia de datos entre el dispositivo HART y el Transducer Block de Profibus-PA.
Aunque Profibus-PA y Foundation Fieldbus utilizan la misma capa física, definida por las normas ANSI/ISA-50.02, Parte 2-1992 ó IEC 1158-2, no pueden intercambiarse los dispositivos de campo de cada bus. Profibus-PA es un bus Master/Slave mientras que Foundation Fieldbus es Peer-to-Peer. La forma en la que se parametrizan y supervisan los dispositivos es distinta en cada uno de los buses de campo.
2.- Gestión de Activos de Planta - FDT
Para rentabilizar la inversión en la digitalización de la planta a través de un bus de campo, es necesaria la implementación de una Aplicación de Gestión de Activos de Planta. Este tipo de Aplicaciones permiten configurar, parametrizar y supervisar los dispositivos de campo.
Estas Aplicaciones suelen incorporar la tecnología FDT Frame que permite acceder a los dispositivos de campo, a través de Interfaces de Comunicación o Pasarelas, independientemente del fabricante de los dispositivos.
Los dispositivos de campo que soportan FDT, se entregan con un software llamado Device DTM que permite acceder a los parámetros de configuración, supervisión y mantenimiento que cada fabricante pone a disposición del usuario en cada dispositivo. De la misma forma, los módulos de interface y pasarelas que conectan los dispositivos de campo con la sala de control disponen de un software llamado CommDTM para el mismo propósito
Algunas de las Aplicaciones de Gestión de Activos más conocidas son FieldCare® (Endress+Hauser), AMS Suite® (Emerson), Fieldmate® (Yokogawa) y PACTware®.
La Gestión de Activos puede venir acompañada de una integración con los ERP, MES y Bases de Datos a través de herramientas OPC-UA de adquisición de datos de proceso.
Más información: Gateway echocollect e – Integración de Datos de Proceso con IIoT Bases de Datos MES ERP
3.- Dispositivos de Comunicación con Buses de Campo – Interfaces y Pasarelas
Los dispositivos de comunicación (Interfaces o Pasarelas) entre los dispositivos de campo y el Host pueden ser estacionarios o portátiles.
El TH LINK PROFIBUS permite la parametrización, a través de una red Profibus-DP, de dispositivos de campo Profibus-PA y HART. Se trata de una herramienta estacionaria que, sin interferir en la red Profibus, permite no sólo la gestión de los Activos de Planta, sino que además supervisa y diagnostica de forma preventiva el estado de la red.
Más información: THLink Profibus – Gestión de Activos de Planta. Diagnóstico y Mantenimiento de Redes Profibus
La FG-200 es una pasarela estacionaria Modbus TCP a Foundation Fieldbus-H1, que permite la integración de dispositivos FF para control de procesos y gestión de activos de planta, permitiendo redundancia y su uso en áreas explosivas.
Más información: Pasarela FG200 – Gateway Modbus TCP / Foundation Fieldbus
El mobiLink es un interface portátil que permite conectarse a través de USB ó Bluetooth tanto a HART como a Foundation Fieldbus y Profibus-PA, evitando la necesidad de tener un dispositivo para cada protocolo.
Soporta aplicaciones contenedoras FDT y puede utilizarse en áreas peligrosas para configurar y gestionar dispositivos de campo, con seguridad intrínseca, incluso en funcionamiento.
Su portabilidad permite que pueda utilizarse tanto con ordenadores de sobremesa, portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes.
Más información: Interface mobiLink – Interface USB Bluetooth Portátil para HART / Foundation Fieldbus / Profibus PA
Para tener una visión general de las soluciones que ofrecemos para buses de campo en Automatización de Procesos, seguir el siguiente enlace:
Más información: Soluciones para buses de campo en Automatización de Procesos - HART / Foundation Fieldbus / Profibus PA / Ethernet Industrial
