Cualquier cambio o mejora en la industria requiere cuidadosa planificación y bastante información. De nada nos sirve cambiar un dispositivo o sistema por otro si no estamos al tanto de sus características y cómo afectan nuestro proceso en corto y largo plazo.
Por eso, en el blog de hoy vamos a dar una mirada cercana a dos tecnologías recientes de Rockwell Automation, los controladores ControlLogix 5580 y los módulos de entrada/salida Flex 5000, qué mejoras representan y cómo ayudan a tu industria de cara a futuras ampliaciones.
ÍNDICE
1. Características de ControlLogix 5580
1.1 ¿Qué hay de nuevo en ControlLogix 5580?
2. Alta disponibilidad de ControlLogix 5580
2.1 Alta disponibilidad en todo el sistema
2.2 Claves para la redundancia
2.3 Redundancia en ControlLogix 5580
3. Módulos de E/S Flex 5000 I/OIntroducción
Comenzamos con una pregunta:
¿Por qué implementar nuevas tecnologías?
- Repuestos críticos que dejan de estar disponibles cuando una tecnología se hace obsoleta.
- Sistemas de comunicación obsoletos.
- Falta de flexibilidad en el trabajo diario debido a límites de memoria, mala integración con sistemas nuevos, imposibilidad de de remover módulos en caliente.
- Dificultad para programar por la dificultad de hallar interfaces de programación compatibles.
- El crecimiento del proceso supera las capacidades del sistema obsoleto.
- La ampliación de la planta trae nuevas tecnologías que se deben integrar, lo cual es más difícil con sistemas obsoletos.
La modernización es una oportunidad de mejora, cambiar un sistema por otro sin mayor análisis es solo un desperdicio de dinero.
(Fuente: Rockwell Automation)
Características de ControlLogix 5580
ControlLogix es el PAC (Programmable Automation Controller) para procesos contínuos de Rockwell Automation. El performance del 5580 es hasta 20 veces la velocidad del modelo anterior, el 5570. Está diseñado para sistemas batches, para sistemas que requieran todas las disciplinas de control, desde control de movimiento simple hasta aplicaciones de DCS. Como fue pensado para procesos contínuos, también está diseñado para trabajar con redundancia.
¿Qué es lo nuevo que trae el 5580?
El controlador ControlLogix 5580 presenta numerosas mejoras en desempeño, productividad y seguridad, entre las cuales podemos destacar:
- La integración directa del puerto Ethernet sin necesidad de un módulo de comunicaciones adicional aumenta su relación precio/valor.
- Hace uso más eficiente de la memoria, expandida, lo cual representa hasta un 45% más de capacidad.
- Desde el punto de vista de control, el puerto Ethernet tiene capacidad de hasta 300 nodos (módulos E/S Remotos, Interfaces Hombre Máquina, relés de protección de sobrecarga, variador de frecuencia).
- La nueva pantalla permite ver el nombre del proyecto cargado en el procesador, firmware del procesador y de esta forma entender en qué está trabajando. Además, el mismo display muestra información de diagnóstico.
- La tarjeta SD permite almacenar un respaldo del programa y de los archivos de diagnósticos (Logs).
- Posee una página web incorporada donde se podrá monitorear el estado de las tareas del procesador, permitiendo hacer diagnósticos simples sin necesidad de un software adicional.
- Utiliza el mismo entorno de programación y control que otros dispositivos Logix, en la forma de Studio 5000, lo que permite adaptar e importar programas de otros controladores como el 5380 o el 5570.
- Mantiene el interruptor de llave de tres posiciones para evitar alteraciones malintencionadas en el programa.
- El firmware es cifrado y firmado digitalmente para protegerlo de ataques maliciosos.
- Detección y registro de cambios para la trazabilidad.
- Control de acceso mediante roles.
- Cumplimiento del estándar IEC 62443-4-2.
Versión de Seguridad: GuardLogix 5580
- Funciona sin coprocesador cuando se trabaja en el estándar SIL CL2. y con co-procesador para el estándar SIL CL3.
- El puerto Ethernet permite trabajar con entradas y salidas safety.
- Instrucciones de seguridad incorporadas, incluyendo nuevas instrucciones para Kinetix 5700.
- Puede trabajar desde 100 a 250 nodos, dependiendo del modelo.
Alta disponibilidad de ControlLogix 5580
La disponibilidad de un dispositivo está relacionado a la reducción de paradas no programadas, y en consecuencia, a los gastos asociados al reinicio del proceso y a las pérdidas de producción.
¿Qué hace falta para alcanzar una máxima disponibilidad?
- Tolerancia a fallos: tener un diseño que permita fallos sin detener el sistema.
- Redundancia: que el sistema pueda duplicar las funciones de un hardware y un software, manteniendo el proceso andando mientras se reemplaza o repara el componente fallido. Esto puede ser a través de topologías de red de anillo o procesadores secundarios.
- Actualizaciones en línea: gestionar y aplicar cambios en la configuración del sistema sin tener que detener el proceso.
Alta disponibilidad en todo el sistema
(Fuente: Rockwell Automation)
La disponibilidad de un dispositivo está relacionado a la reducción de paradas no programadas, y en consecuencia, a los gastos asociados al reinicio del proceso y a las pérdidas de producción.
¿Qué hace falta para alcanzar una máxima disponibilidad?
- Tolerancia a fallos: tener un diseño que permita fallos sin detener el sistema.
- Redundancia: que el sistema pueda duplicar las funciones de un hardware y un software, manteniendo el proceso andando mientras se reemplaza o repara el componente fallido. Esto puede ser a través de topologías de red de anillo o procesadores secundarios.
- Actualizaciones en línea: gestionar y aplicar cambios en la configuración del sistema sin tener que detener el proceso.
Claves del éxito para la redundancia
Al igual que con el modelo 5570, el controlador 5580 requiere ciertos elementos para aplicar con éxito la redundancia:
- Se requiere el módulo de redundancia ControlLogix 1756-RM2 en ambos chasis. Este módulo le indica al procesador secundario en qué etapa la ejecución del programa
- Trabajar con Ethernet/IP para todas las E/S remotas.
- Usar Studio 5000 para la configuración con versión 33 ó superior.
- El uso de doble chasis.
- Garantizar que el cambio entre procesadores sea transparente.
- Usar hasta 7 módulos de comunicación en cada chasis (14 en total).
- Mantenerse dentro del conteo de nodos que permite el procesador.
5580 en Redundancia
Desde el punto de vista de sus capacidades de redundancia, el controlador 5580 es compatible con los elementos de la arquitectura existentes como módulos de entrada/salida y gran parte de los módulos de comunicación. El firmware ha sido optimizado por lo que ocupa menos espacio en la memoria, liberando capacidad y dejando casi el 100% de la memoria disponible para programación.
El 5580 tiene un rendimiento probado mayor al modelo 5570 de ControlLogix, lo cual cobra importancia cuando se trabaja con estándares como PlantPAX; se entiende que los procesadores decaen en su desempeño cuando se trabaja con instrucciones o librerías estandarizadas, sin embargo el 5580 tiene un mejor desempeño si lo comparamos con modelos anteriores como el 5570.
En el renglón de seguridad, el ControlLogix 5580 incorpora estándares como CIP Security. Su programación se realiza con el ambiente de diseño Studio 5000, común para todos los dispositivos Logix.
En la siguiente tabla podemos ver resumidas las capacidades de redundancia del ControlLogix 5570 contra el 5580.
(Fuente: Rockwell Automation)
En la siguiente tabla podemos ver una comparativa de las capacidades de los distintos modelos del controlador:
(Fuente: Rockwell Automation)
Módulos de E/S Flex 5000
A primera vista, en el factor tamaño, Flex 5000 es tan compacta como los módulos Flex I/O. Sin embargo, esa línea presenta mejoras en cuanto a sus capacidades al compararlas con Flex I/O. Entre estas mejoras podemos destacar:
- Capaz de integrarse con anchos de banda de hasta 1Gb por Ethernet/IP. Ampliación del ancho de banda del backplane a 1Gb/s. Este factor es particularmente importante cuando se planifica una arquitectura con miras a añadir más módulos.
- La presencia de códigos QR en cada dispositivo, lo cual permite identificar de forma fácil el modelo y número de piezas de cada componente en caso de reemplazo o ampliación.
- Puede operar en rangos de temperatura desde -40ºC a 70ºC
- Gran flexibilidad en modos de entrada y salida (digital, análoga, HART)
- Soporta topologías de red lineal, de anillo a nivel de dispositivo, de estrella o en redundancia.
- Permite remover e insertar los módulos en caliente sin tener que detener el sistema.
- Permite la integración de módulos de seguridad para sistemas SIL 3.
En el aspecto de la comunicación, normalmente, cuando hay una gran distancia cerca o superior a los 100 metros, se debe considerar la utilización de fibra óptica, por lo general multimodo. Esto requiere de un switch o conversor de medios. Pensando en esto, Rockwell Automation desarrolló un adaptador de entradas y salidas remotas que permite la conexión directa a fibra óptica, facilitando las tareas del usuario final.
Como mencionamos, una de las novedades de Flex 5000 es la capacidad de integrarse en arquitecturas redundantes (PRP). La gran ventaja de esta arquitectura de red es que, ante un fallo o corte de cables en una de las redes, el tiempo que toma normalizar la comunicación (tiempo de convergencia) se reduce a cero.
Una mejora de Flex 5000 es su capacidad de integrar módulos HART. La gran ventaja de HART es que está presente en casi todos los instrumentos de campo sin importar la marca, lo que facilita incorporar cualquier instrumento con este estándar dentro del árbol de entradas y salidas.
Otra ventaja de Flex 5000 es su capacidad de diagnóstico detallado, lo cual brinda una herramienta a los integradores, responsables de mantenimiento y operadores para detectar rápido problemas y solucionarlos para reducir al mínimo el tiempo medio entre reparación (MTTR).
En la siguiente tabla podemos ver en detalle algunos de los módulos disponibles en la línea Flex 5000:
PRECISION es eficiencia industrial
Como partners de Rockwell Automation, conocemos mejor que nadie cómo sus dispositivos y sistemas ayudan a mejorar tus procesos. Contáctanos, nuestros especialistas están listos para atender tus dudas y consultas.
