ICP DAS integra sistemas de monitorización en tiempo real en fábricas de alimentos, incluyendo pesaje de polvos, monitorización de desbordamiento de tanques de aceite, monitorización de temperatura y humedad de la fábrica, y monitorización ambiental y de equipos de la sala de control. Esto permite la gestión centralizada remota y el establecimiento de registros de producción completos.
El sistema SCADA AVEVA Edge recupera datos de monitorización vía Ethernet, incluyendo datos del PLC del sistema de pesaje recopilados por el Servidor de Dispositivos Serie a Ethernet Programable de la Serie PDS, registros de acceso del personal del Lector de Tarjetas de la Serie ACS, alertas de desbordamiento de tanques de aceite del Módulo de E/S de la Serie WISE, datos de temperatura y humedad integrados por el Concentrador de Datos Modbus de la Serie MDC-700, y datos ambientales y de equipos de la sala de control recopilados por el Controlador de Automatización Programable (PAC) uPAC-7186EX. Gracias a esta integración fluida, la gerencia puede supervisar eficientemente toda la fábrica a través de una plataforma de monitorización unificada.
Introducción:
En los últimos años, los incidentes recurrentes de seguridad alimentaria han generado una gran preocupación pública. Para proteger a los consumidores, los gobiernos de todo el mundo han endurecido las regulaciones, aplicando estándares estrictos en todas las etapas de la producción alimentaria: desde la fabricación y el procesamiento hasta la formulación, el envasado, el transporte, el almacenamiento y la venta. En este contexto regulatorio, los fabricantes de alimentos no solo deben garantizar un monitoreo preciso de los procesos de producción, sino también proporcionar una trazabilidad integral de la producción, lo que impulsa una creciente necesidad de integración de datos y sistemas.
El cliente, en este caso, es una fábrica de alimentos en Taiwán. Si bien la fábrica contaba con sistemas de pesaje de polvos y monitoreo de temperatura y humedad, los datos estaban dispersos en diferentes sistemas, careciendo de integración y gestión centralizada. Esto dificultaba el seguimiento de los problemas de producción en caso de un incidente de seguridad alimentaria. Para resolver esto, el cliente buscó una solución de integración de sistemas para el monitoreo centralizado en tiempo real de las materias primas y los parámetros ambientales, incluyendo el seguimiento preciso del pesaje de polvos, la utilización de las máquinas, el desbordamiento del tanque de aceite, la temperatura y la humedad de la fábrica y los datos ambientales de la sala de control. Con la implementación de esta solución, la fábrica buscaba establecer una trazabilidad integral de la producción y mejorar la seguridad del producto.
Solución de Integración de Sistemas ICP DAS: Desarrollo de un Sistema Integral de Trazabilidad de la Producción
La estructura del sistema se divide en cinco secciones: monitoreo de pesaje de polvo, monitoreo de desbordamiento de tanques de aceite, monitoreo de temperatura y humedad de la fábrica, control de acceso a la fábrica, y monitoreo ambiental y de equipos de la sala de control.
En primer lugar, el sistema de monitoreo de pesaje monitorea el peso de salida del polvo y la utilización de las máquinas de producción. El Servidor de Dispositivos Serie a Ethernet Programable PDS-734 permite que los PLC que utilizan la interfaz de comunicación RS-422 se conecten a una red Ethernet, lo que permite que el sistema SCADA obtenga datos de producción de los PLC a través de Ethernet.
En el sistema de monitoreo de desbordamiento del tanque de aceite, el cliente utiliza el Módulo de E/S Inteligente WISE-7144 para leer las señales de entrada digital (DI) del interruptor de nivel de flotador del tanque de aceite y transmitir los datos al sistema SCADA a través de Ethernet.
En el sistema de monitoreo de temperatura y humedad, el cliente utiliza el Concentrador de Datos Modbus MDC-711 para agregar datos ambientales de múltiples sensores de temperatura y humedad in situ. El sistema SCADA recupera estos datos a través de Ethernet. En el sistema de monitoreo de control de acceso a la fábrica, el lector de tarjetas de proximidad ACS-11-MF con teclado gestiona la información de control de acceso de cada área, garantizando un registro preciso del personal responsable de cada lote de producción. Los datos se transmiten al sistema SCADA para una gestión centralizada.
En el sistema de monitoreo de la sala de control, el cliente utiliza el Controlador de Automatización Programable (PAC) MiniOS7 de bolsillo uPAC-7186EX para convertir los datos del SAI, originalmente transmitidos mediante un protocolo propietario, al protocolo de comunicación estándar Modbus TCP para su integración con el sistema SCADA. Además, el cliente instala sensores de temperatura y humedad DL-10 en la sala de control para monitorear las condiciones ambientales. Tanto los datos de los sensores como los parámetros del aire acondicionado se gestionan centralmente mediante el sistema SCADA.
La estructura del sistema es la siguiente:
Monitoreo del Sistema de Pesaje:
El Servidor de Dispositivos Programable Serie-Ethernet Serie PDS cuenta con una función de puerta de enlace que convierte Modbus TCP a Modbus RTU/Modbus ASCII, lo que permite que los dispositivos serie RS-232/485/422 se conecten a una red Ethernet. También es compatible con la mayoría de los sistemas SCADA y HMI que utilizan el protocolo Modbus TCP. En este caso, el Servidor de Dispositivos Programable Serie-Ethernet PDS-734 facilita la conectividad de red del PLC, permitiendo transmitir datos de pesaje e información de disponibilidad de la máquina al sistema SCADA a través de Ethernet.
Monitoreo de Desbordamiento de Tanques de Petróleo:
El Módulo Inteligente de E/S WISE-7144 cuenta con 8 canales de entrada digital (ED) y 8 de salida digital (ED), cada uno con función de contador. Es compatible con el protocolo de comunicación Modbus TCP, lo que permite una integración fluida con sistemas SCADA. El WISE-7144 también incluye un motor lógico IF-THEN-ELSE, que permite una ejecución estable de la lógica de automatización. Incluso si se interrumpe la comunicación con el sistema de control central, el WISE-7144 puede realizar computación en el borde de la planta y admite notificaciones por correo electrónico y transmisión de comandos CGI. Al operar los módulos de la serie WISE, no se requiere programación; los usuarios pueden configurar fácilmente la lógica de control a través de la interfaz HMI integrada con solo unos clics, lo que reduce significativamente los costos de desarrollo del sistema. En este caso, el WISE-7144 lee las señales ED del interruptor de nivel de flotador del tanque de petróleo y transmite los datos al sistema SCADA a través de Ethernet.
Monitoreo de Temperatura y Humedad:
El Concentrador de Datos Modbus Serie MDC-700 ofrece puertos RS-232, RS-485 y Ethernet, lo que permite que los dispositivos Modbus con puertos RS-232 y RS-485 se conecten a Ethernet. El MDC-700 sigue comandos definidos por el usuario para leer secuencialmente los datos de los dispositivos esclavos Modbus conectados a los puertos COM. Los datos leídos de los diferentes dispositivos esclavos se combinan en un formato de dirección continua. Esto permite que un ordenador central lea los datos de varios dispositivos esclavos simultáneamente para una gestión unificada, reemplazando el antiguo método de sondeo, que requería mucho tiempo, y mejorando así el rendimiento general del sistema.
En este caso, el cliente utiliza los Concentradores de Datos Modbus MDC-711 para recopilar e integrar datos de varios medidores de temperatura y humedad RS-485, y luego transmite todos los datos a la sala de control a través de Ethernet simultáneamente.
Control de Acceso a la Fábrica:
El Lector de Tarjetas de Proximidad ACS-11-MF con Teclado integra funciones de control de acceso de puertas, instrucciones de audio y control de planta. Admite interfaces de comunicación Ethernet y RS-485, lo que permite la emisión remota de números de tarjeta y la carga de registros de entrada. Además, cuenta con detección de manipulación y alertas de monitoreo de la posición de las puertas, lo que mejora la seguridad de los sistemas de control de acceso y optimiza la eficiencia de la gestión. En este caso, el ACS-11-MF se encarga del control de acceso a la fábrica y transmite los datos de asistencia del personal al sistema SCADA para una gestión unificada.
Monitoreo de la Sala de Control:
El sensor de temperatura y humedad DL-10 mide la temperatura, la humedad y el punto de rocío. Admite la interfaz de comunicación RS-485 (protocolo Modbus RTU) para la transmisión de datos en tiempo real. Gracias a su tamaño compacto (25 x 20,2 x 30 mm), el DL-10 ahorra considerablemente espacio de instalación y se puede montar fácilmente en cualquier lugar. Además, ICP DAS proporciona el software DCON Utility Pro para que los usuarios configuren el módulo DL-10 a través de una interfaz intuitiva. En este caso, el DL-10 mide los datos de temperatura y humedad en la sala de control para garantizar un entorno estable.
El Controlador de Automatización Programable (PAC) MiniOS7, de tamaño compacto, uPAC-7186EX-G, está equipado con una CPU 80186 (80 MHz) y admite diversas interfaces de comunicación, como Ethernet, RS-232 y RS-485. Además, cuenta con un bus de expansión de E/S que permite añadir diversas funciones de E/S, como DI, DO, A/D, D/A, temporizador/contador, así como múltiples interfaces de comunicación como RS-232/422/485 y CAN. Los usuarios pueden conectar fácilmente dispositivos serie a una red y comunicarse con sistemas SCADA mediante el protocolo de comunicación Modbus estándar utilizando los kits de herramientas de desarrollo de software de ICP DAS, incluyendo el framework MiniOS7 y la biblioteca Modbus.
En este caso, el uPAC-7186EX-G conecta los sensores de temperatura y humedad DL-10, el sistema de aire acondicionado y el SAI de la sala de control a la red y transmite los datos al sistema SCADA para una gestión centralizada.
AVEVA Edge es una plataforma integral que proporciona herramientas fundamentales para crear robustas aplicaciones SCADA y HMI. Es compatible con todas las plataformas de ejecución de Windows, incluyendo Windows Embedded Compact, Windows Embedded Standard, Windows 8.1/10/11 y Windows Server Editions (Server 2012/2016/2019). Además de facilitar las operaciones locales, AVEVA Edge permite la monitorización remota de páginas web, lo que mejora la comodidad y la usabilidad.
En este caso, AVEVA Edge integra todos los datos de monitorización de la fábrica, lo que permite al personal operativo consultar información crítica, como datos de pesaje, progreso de la producción, estado de desbordamiento del tanque de aceite, temperatura y humedad de la fábrica, información de control de acceso, equipos de la sala de control y datos ambientales, todo desde una única interfaz de visión general. Esto elimina la necesidad de la integración manual de datos, lo que mejora significativamente la eficiencia de la gestión y facilita la implementación de un sistema integral de trazabilidad de la producción.
Sistema de pesaje de polvo
Sistema de monitoreo de temperatura y humedad
Vista general de los datos del informe de pesaje de polvo
Detalles del informe de pesaje de polvo
Beneficios:
Con la utilidad VxComm de ICP DAS, el puerto COM integrado del servidor de dispositivos serie programables de la serie PDS puede asignarse como un puerto COM estándar en el ordenador host, lo que permite al sistema SCADA acceder fácilmente a los datos de los dispositivos serie. Además, los módulos de la serie PDS incorporan el sistema operativo MiniOS7 de alto rendimiento, que permite un arranque rápido en un segundo y mejora la eficiencia operativa general.
El módulo de E/S inteligente WISE-7144 es compatible con alimentación a través de Ethernet (PoE), lo que le permite recibir alimentación directamente a través de un cable Ethernet, reduciendo la necesidad de cableado y tomas de corriente adicionales. Esto simplifica el diseño del sistema y aumenta la flexibilidad. En entornos de red sin PoE, el WISE-7144 puede alimentarse mediante un adaptador de corriente o baterías. El Concentrador de Datos Modbus Serie MDC-700 admite hasta 8 maestros Modbus TCP, permite la configuración de hasta 250 comandos Modbus RTU y la recopilación y gestión de hasta 9600 registros para cada tipo de datos DI, DO, AI y AO. No requiere instalación ni programación de software, ya que la Serie MDC-700 cuenta con un servidor web integrado. Los usuarios pueden configurar fácilmente los ajustes y supervisar el sistema a través de un navegador web, lo que permite el acceso remoto para la supervisión y el mantenimiento. Esto garantiza una experiencia de operación y gestión muy cómoda.
El Concentrador de Datos Modbus Serie MDC-700 admite la configuración de archivos CSV, lo que permite la edición en hojas de cálculo o editores de texto plano. Los usuarios pueden editar comandos Modbus RTU en un archivo CSV e importarlo a la Serie MDC-700, lo que permite la modificación simultánea de comandos Modbus RTU para varios dispositivos esclavos. Esto simplifica significativamente la gestión de dispositivos, ahorrando tiempo y mejorando la eficiencia. Solución de Sistema de Gestión Energética (SGE) de ICP DAS: Reducción de Costos de Electricidad para Empresas
Con la creciente atención a la conservación de energía y la reducción de carbono, junto con el aumento de los costos de la electricidad, muchas empresas buscan activamente soluciones efectivas de ahorro energético. Sin embargo, antes de implementar la gestión energética y el control de las emisiones de carbono, las empresas deben comprender completamente el consumo energético de sus instalaciones.
La solución de gestión energética de ICP DAS permite a las empresas monitorear con precisión el consumo energético en todo el proceso de producción, incluyendo torres de refrigeración, enfriadores, sistemas de climatización (HVAC), iluminación y equipos clave de fabricación. Al analizar los datos de consumo energético recopilados, las empresas pueden implementar medidas específicas de ahorro energético, minimizando eficazmente el consumo innecesario de energía y reduciendo los costos de electricidad, lo que se traduce en ahorros sustanciales.
Conclusión:
ICP DAS, con sus diversas líneas de productos —que incluyen servidores de dispositivos programables serie a Ethernet, controladores inteligentes perimetrales, concentradores de datos Modbus, controladores de automatización programables y medidores de potencia inteligentes—, ofrece soluciones integrales de integración de sistemas y gestión energética.
En las fábricas de alimentos, ICP DAS permite la monitorización remota en tiempo real y la gestión centralizada de los sistemas de pesaje de polvos, la detección de desbordamientos de tanques de aceite, la temperatura y la humedad de la fábrica, los sistemas de energía y los equipos y entornos de la sala de control. Estas tecnologías resuelven eficazmente los desafíos relacionados con la fragmentación de los datos de producción y la falta de integración, ayudando a establecer un sistema de trazabilidad de la producción más completo. Esto no solo mejora la competitividad empresarial, sino que también garantiza un riguroso control de calidad para la seguridad del consumidor.
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