PROFINET en la industria manufacturera

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PROFINET en la industria manufacturera

Comuníquese de forma rápida, segura y punto a punto

Con PROFINET usted genera continuamente ventajas competitivas, desde la ingeniería y las fases operativas hasta el servicio. Una de las bases fundamentales para esto es el hecho de que con este estándar abierto de Ethernet, usted tiene total libertad en el diseño, ya sea para la conectividad de una amplia variedad de dispositivos o la topología de la red. Al mismo tiempo, puede implementar una comunicación consistente desde el nivel de campo a la nube y usar esta red para diversos servicios.

Conceptos innovadores de maquinaria

Con PROFINET para la fabricación de máquinas, usted puede estructurar la arquitectura y la automatización de su máquina de manera más flexible y libre, con un solo cable para todas las comunicaciones de E/S y Ethernet y sin comprometer la seguridad de la máquina. 

Comunicación abierta basada en normas establecidas

PROFINET le permite confiar en una norma abierta en sus máquinas que hace posible la comunicación de punto a punto entre productos de diferentes fabricantes que utilizan una norma unificada (IEC 61158/61784).

PROFINET se basa en la norma internacional de Ethernet (IEEE 802.3) y en las normas establecidas del mundo de TI, y es totalmente compatible con TCP/IP. Esto significa que la parametrización, la configuración y los datos de diagnóstico se transmiten a través de TCP/IP, mientras que los datos de proceso y las alarmas se comunican mediante un canal en tiempo real. Esto se hace en tiempo real a través de un solo cable PROFINET. Además, PROFINET le permite conectar sus máquinas de manera rentable a la red de TI o a Internet. Esto permite un acceso remoto seguro y global a su máquina y la posibilidad de servicios remotos. OPC UA en la red PROFINET se utiliza aquí como la norma de comunicación en la producción. Las conexiones verticales a sistemas de nivel superior así como la comunicación entre máquinas se facilitan mediante el uso de especificaciones complementarias estandarizadas, y se protegen según lo exigen los mecanismos de seguridad integrados. 

Y aún hay más: PROFINET también le brinda la libertad de integrar dispositivos móviles con Industrial Wireless LAN (IWLAN) y como PROFINET es 100% Ethernet, usted realmente se beneficia de las innovaciones de la norma Ethernet.

PROFINET con PROFIsafe para una maquinaria segura

Ya sea que lo exija la ley o por razones de responsabilidad, sus máquinas deben satisfacer las crecientes demandas de seguridad funcional. PROFINET le ofrece una forma particularmente eficiente de garantizar una comunicación a prueba de fallas: los datos de seguridad se transmiten utilizando el mismo cable que los datos de proceso, lo que reduce sustancialmente los costos de cableado y mantenimiento. Tampoco necesita usted componentes de red especiales. La comunicación a prueba de fallos también se puede lograr utilizando la LAN inalámbrica industrial (IWLAN): en todos los casos, la transferencia de señal se asegura mediante el protocolo PROFIsafe integrado de calidad SIL3 (nivel de integridad de seguridad 3). Si es necesario, su máquina cambiará automáticamente al modo seguro deseado, por ejemplo, Safe Torque Off (STO) o Safely Limited Speed (SLS): todo con la certificación TÜV.

La función de Dispositivo Compartido también es compatible con la seguridad: se puede usar para permitir tanto el control estándar como el acceso de control a prueba de fallas al mismo dispositivo de I/O PROFINET, lo que simplifica la integración de funciones a prueba de fallas en una aplicación que no tiene un enfoque de seguridad específico, por ejemplo.

Fácil integración de máquinas en instalaciones

PROFINET para la fabricación de maquinaria le permite asegurarse de que sus máquinas se comuniquen sin problemas con otras máquinas y puedan integrarse perfectamente en su planta, y que los datos de sus máquinas también puedan estar disponibles a nivel de empresa. Esto significa que puede estar seguro de una mayor flexibilidad, mayor rendimiento y mayor productividad en toda la línea.

Comunicación de la máquina de punto a punto

El rendimiento y la calidad de la producción pueden mejorarse aún más, pero solo si sus máquinas pueden comunicarse perfectamente con otras unidades en producción. PROFINET es ideal para la comunicación entre productos de una amplia gama de fabricantes y garantiza que sus máquinas puedan integrarse fácilmente en las infraestructuras de red existentes.

La comunicación de maquinaria de punto a punto con PROFINET también le facilita a usted la respuesta rápida a las nuevas demandas del mercado, utilizando una estructura modular para sus máquinas que se puede ajustar o ampliar de manera flexible. Más específicamente, la función I-Device le permite asignar varios controles locales a un controlador de nivel superior, y aquellos a nivel local se comunican a su vez con varios dispositivos periféricos. Los controladores de nivel superior también pueden compartir módulos periféricos (dispositivos compartidos) e incluso tener acceso de lectura a entradas y salidas individuales (I/O compartidas). Esta comunicación de punto a punto significa que se requiere menos tiempo y esfuerzo para implementar los cambios.

Conexión de punto a punto a nivel de gestión hasta la nube

Disponibilidad, estado y utilización de la capacidad: los datos de su máquina también son relevantes para la planificación de la producción. Eso hace que la capacidad de conectar sus máquinas al nivel MES sea un argumento importante para ofrecer a sus clientes. Se puede decir que PROFINET pone a disposición los datos relevantes de MES, así como los datos de proceso, por lo que admite los sistemas MES y ERP. Además, PROFINET se puede integrar perfectamente en las infraestructuras existentes: sus máquinas se pueden conectar a la red de TI de la planta e Internet sin necesidad de puertas de enlace, lo que significa que incluso satisfarán las condiciones de acceso a una solución en la nube para gestionar los datos de la máquina.

 

Sin embargo, OPC UA ofrece una ventaja decisiva en este caso. Es independiente del fabricante y de la plataforma, es compatible con amplios mecanismos de seguridad y puede combinarse de manera óptima con PROFINET en una red Ethernet industrial común.

Tiempo de comercialización rápido

PROFINET para la fabricación de maquinaria le permite reducir los costos de ingeniería de su máquina y asegurarse de que estará listo para su uso más rápido. Ya sea a través de la administración de variantes, una arquitectura modular o herramientas de configuración y puesta en marcha compatibles: PROFINET le ahorra costos y acorta el tiempo de comercialización para su máquina.

Realizar conceptos de máquinas modulares

¿Le gustaría usar conceptos de diseño modular para adaptar sus máquinas rápidamente a los requisitos específicos del cliente? PROFINET le dará una sólida ventaja de tiempo. Esto significa que puede cambiar, ampliar o expandir su red PROFINET fácilmente mediante estaciones completas, utilizando la función de manejo de opciones en la red, sin costos de ingeniería adicionales. El manejo de opciones central y local también le permite configurar estaciones individuales una vez en el nivel de expansión máximo, y luego los niveles de expansión apropiados pueden seleccionarse simplemente para cada máquina individual. La adaptación automática de direcciones en la red PROFINET también ahorra tiempo: cuando la dirección IP de destino se distribuye en una ubicación central, por ejemplo, en la pantalla de la CPU, un sistema de PROFINET I/O creado genéricamente se adapta automáticamente a la banda de direcciones IP de destino.

Las funciones I-Device y Shared Device también le permiten crear la arquitectura de automatización de sus máquinas de una manera más modular y flexible, y a un precio razonable: I-Device permite que un control local se comunique como un dispositivo I/O con un control de nivel superior, mientras que varios controles de nivel superior pueden acceder a módulos particulares de este control local al mismo tiempo usando un Shared Device.

Si usted desarrolla su propio software de control, el controlador PROFINET le brindará una ayuda valiosa para crear aplicaciones PROFINET más rápidamente. Permite que las aplicaciones individuales que se implementan en PC estándar por razones de rendimiento, flexibilidad y costo se vinculen de manera simple y confiable a PROFINET, sin importar qué sistema operativo se esté utilizando. El controlador PROFINET utiliza la interfaz Ethernet de PC convencional, por lo que no requiere hardware especial.

Puesta en marcha rápida y sencilla

La rápida puesta en servicio ahorra tiempo, esfuerzo y costos, y acelera su tiempo de comercialización. Lo apoyamos en la puesta en servicio y la planificación de su red PROFINET y le ofrecemos un software completo desde la planificación hasta el servicio.

SINETPLAN - Siemens Network Planner lo apoya como planificador de sistemas de automatización basados en PROFINET y facilita la planificación profesional y prospectiva de un sistema. Benefíciese de la planificación y el diseño eficientes de las redes PROFINET, especialmente cuando la llamada comunicación en tiempo no real se agrega a la comunicación en tiempo real, por ejemplo, datos TCP/IP. SINETPLAN calcula y simula la carga de red en una red PROFINET y, por lo tanto, garantiza su confiabilidad operativa durante la operación.

PRONETA - La herramienta libre lee automáticamente la topología de su red y muestra todos los dispositivos PROFINET conectados para que pueda configurarlos rápidamente, por ejemplo, para adaptar sus direcciones IP y nombres de dispositivos. A continuación, puede probar convenientemente si todos los componentes de su red PROFINET están cableados correctamente con la verificación PRONETA IO, y esto incluso puede lograrse antes de que la máquina esté completamente ensamblada y el sistema de control instalado.

SINEMA  Server (später SINEC NMS) - Con un software de gestión de red adecuado, como SINEMA Server de Siemens, los problemas se pueden detectar de manera temprana y se pueden implementar las medidas adecuadas a tiempo. SINEMA Server es adecuado, por ejemplo, para aplicaciones de fabricación discretas, así como para la industria de procesos, y es capaz de mostrar toda la red industrial, desde los componentes de la red hasta los componentes de automatización, como controladores y dispositivos de I/O distribuidos. SINEMA Server ofrece una gama de opciones en el campo de la gestión de redes y diagnósticos. Por ejemplo, la función de informes puede desplegar estadísticas para cualquier período de tiempo. Los dispositivos de terceros se pueden incluir como perfiles en SINEMA Server, así como un host de otras características. 

SIMATIC Automation Tool - La herramienta de automatización SIMATIC le permite administrar los componentes de automatización TIA durante la puesta en servicio, las tareas de mantenimiento o durante el servicio. La característica especial de la herramienta de automatización SIMATIC es que, aunque se basa en proyectos del Portal TIA, las tareas individuales se pueden realizar independientemente del marco de ingeniería. Esto permite no solo actualizaciones de firmware sino también descargas de proyectos completos (F-) y, por lo tanto, es un complemento perfecto para la puesta en servicio, el mantenimiento y el servicio.

Máximo rendimiento de la máquina

Con PROFINET para la construcción de máquinas, sus máquinas funcionan con el máximo rendimiento, con la máxima precisión y la protección contra fallas. El intercambio rápido de datos, la alta velocidad de los datos, la comunicación determinista con fluctuaciones mínimas y los mecanismos de redundancia adicionales forman la base para el rendimiento sobresaliente de su máquina y el éxito en el mercado para usted.

Alto rendimiento de producción

PROFINET crea la base ideal para máquinas que deben lograr un alto rendimiento de producto combinado con una alta calidad de producto: PROFINET le permite garantizar procedimientos de procesamiento rápidos, parámetros de tiempo reproducibles y la máxima precisión para todos los procesos, incluso con automatización local para sus máquinas. PROFINET hace esto no solo utilizando la tecnología IRT (capacidad en tiempo real) para aplicaciones de control de movimiento, sino también con la sincronización del ciclo con una precisión de fluctuación de menos de 1 μs. Las redes PROFINET también permiten el uso de conjuntos de I/O basados en el tiempo, que pueden registrar valores reales o iniciar acciones dentro de un microsegundo con base en información de tiempo adicional. Esto garantiza una precisión absoluta en sus procesos de fabricación, independientemente de la capacidad del controlador y a la velocidad máxima de la máquina. Con PROFINET, puede producir máquinas con una adquisición de datos de medición extremadamente rápida gracias a la innovadora tecnología de sobremuestreo, una gran velocidad de datos y un protocolo de transferencia eficiente.

Máxima disponibilidad de la máquina

Usted necesita máquinas de alto rendimiento con la máxima disponibilidad para hacer frente a la presión competitiva y de costos. PROFINET le permite aumentar la disponibilidad de su máquina incluso sin hardware redundante adicional: el Protocolo de Redundancia de Medios (MRP, por sus siglas en inglés) permite la comunicación redundante de PROFINET en forma de topología de anillo, tanto utilizando componentes de red externos como directamente, a través de interfaces PROFINET integradas. De esta manera, puede estar seguro de que la comunicación no se verá afectada por una interrupción que involucre componentes individuales. También acelera en gran medida la resolución de problemas en el caso de una interrupción de la red, lo que permite remediarlo antes.

Eficiencia energética sostenible

La presión del precio y las regulaciones ambientales y de energía cada vez más estrictas significan que el rendimiento de su máquina también debe contar con argumentos sólidos en términos de eficiencia energética. PROFINET hace una importante contribución aquí: sus clientes pueden apagar sus máquinas de manera centralizada a través de PROFIenergy durante las interrupciones, los fines de semana o mientras se prepara un lote, junto con otros consumidores de electricidad que no son necesarios temporalmente. Esto ayuda a reducir el consumo de energía y proporciona buenos argumentos a favor de sus máquinas.

Servicio óptimo de la máquina

PROFINET para la construcción de máquinas crea la base para un servicio perfecto de la máquina que incluye no solo diagnósticos confiables de dispositivos y redes, tanto en el sitio como remotos, sino que también reduce el tiempo, los costos y los tiempos de inactividad para el mantenimiento. El resultado son clientes felices, a largo plazo. Siemens también lo apoya con servicios para productos, sistemas y aplicaciones durante todo el ciclo de vida de sus máquinas, para un uso optimizado de sus recursos, así como una mayor productividad, flexibilidad y eficiencia a un bajo costo general.

Eliminación rápida de fallas

Un alto nivel de disponibilidad de la máquina es vital para la satisfacción de su cliente. PROFINET le permite asegurarse de estar siempre actualizado con el estado de sus máquinas y de poder actuar antes de que ocurra un daño grave: debido a que la red PROFINET puede conectarse a Internet, puede usar el software SIMATIC TeleService a través Internet, por ejemplo, y un enrutador SCALANCE M para acceder a sus máquinas y garantizar un servicio de diagnóstico mundial a través de mecanismos basados en Ethernet (TCP/IP, UMTS, etc.) hasta el nivel de campo.

También puede inspeccionar y revisar los datos y mensajes de diagnóstico de la red PROFINET a través del diagnóstico de sistema de extremo a extremo en el portal TIA. Si se debe reemplazar un dispositivo PROFINET, esto puede hacerse sin necesidad de herramientas de ingeniería: el controlador de I/O asociado reconoce el dispositivo de reemplazo utilizando información de topología y le asigna automáticamente el nombre y la dirección correctos. Esto acelera el proceso de reemplazo del dispositivo y reduce los tiempos de inactividad de sus máquinas. ¿Es correcta la calidad de la red? ¿Se cumplen los ciclos proyectados? Estas y otras preguntas se pueden responder fácilmente realizando un análisis en línea en tiempo real utilizando el Bus Analyzer Agent.

Diseño e ingeniería

PROFINET reduce la complejidad de la ingeniería de planta y permite la ingeniería centralizada para todo el proceso. Esto acelera enormemente la integración. Además, la máxima flexibilidad garantiza una construcción y renovación sencillas de toda la planta: según la etapa del proceso, se pueden agregar o reemplazar componentes o se pueden multiplicar los diseños de toda la planta. También es posible reutilizar secciones individuales de planta. Todo esto crea una contribución significativa a una mayor eficiencia en el diseño y la ingeniería.

Norma abierta

PROFINET facilita la comunicación fluida de productos de varios fabricantes basados en la norma PROFINET (IEC 61158/61784). Se enfoca en definiciones claras y roles significativos, tales como inicio rápido (de dispositivos), PROFIenergy (eficiencia energética), parametrización y diagnóstico.

Capacidad de expansión

Los componentes de red adicionales se pueden integrar fácilmente, incluidas las secciones de planta más antiguas basadas en PROFIBUS.  Los componentes existentes del sistema se pueden conectar fácilmente a PROFINET: a través de IE/PB LINK PN IO o de forma inalámbrica en combinación con SCALANCE W. Esto permite dispositivos de campo (por ejemplo, unidades SINAMICS) en PROFIBUS para integrarse fácilmente en los nuevos sistemas PROFINET, para un cambio individual y paso a paso: www.siemens.com/pb2pn

Gestión de variantes

Es posible expandir o extender estaciones en redes PROFINET con muy poco esfuerzo. Gracias a la función de manejo de opciones, también es posible expandir o ajustar componentes dentro de las estaciones, sin cambiar el rendimiento de la red.

Topologías flexibles

PROFINET se puede transferir de manera flexible a varias topologías. Además de las estructuras lineales, en estrella y en árbol, también son posibles los anillos redundantes y la tecnología inalámbrica, utilizando conexiones hechas de cobre, fibra óptica de vidrio o cables de fibra óptica de plástico. Por supuesto, la LAN inalámbrica industrial también se puede integrar para la conexión inalámbrica en dichas redes.

Planeación y simulación

Siemens Network Planner lo apoya como planificador de sistemas de automatización basados en PROFINET y facilita la planificación profesional y proactiva de un sistema.

Benefíciese de la planificación y distribución eficientes de las redes PROFINET, especialmente si se utiliza la llamada "comunicación en tiempo no real", como los datos TCP/IP, además de la comunicación en tiempo real (RT) o IRT. SINETPLAN calcula y simula la carga de red en una red PROFINET y garantiza la seguridad operativa durante la operación.

Puesta en marcha

Un desafío importante de la puesta en marcha de las plantas es cumplir con los plazos ajustados desde el inicio del proyecto hasta la implementación. PROFINET le permite ahorrar un tiempo considerable ya que, por ejemplo, puede probar, poner en marcha y validar secciones de plantas individuales de manera independiente. Estas operaciones de puesta en marcha parcial se pueden programar según el grado de implementación. Con PROFINET, usted se beneficia de una puesta en marcha rápida y flexible y, simultáneamente, reduce sus costos.

La herramienta libre PRONETA le respalda. PRONETA lee automáticamente la topología de su red y muestra todos los dispositivos PROFINET conectados, para que pueda llevar a cabo su configuración rápidamente, por ejemplo, la adaptación de las direcciones IP y los nombres de dispositivos.  

Usted puede probar convenientemente si todos los componentes de su red PROFINET están cableados correctamente usando el IO-Check-PRONETA, incluso antes de que la máquina haya sido completamente ensamblada y el controlador instalado.

Un cable para todo uso

PROFINET es una red universal para la transmisión y el transporte de todos los datos de proceso necesarios, como datos de I/O, seguridad y diagnóstico,  pero también datos de usuario para el registro de datos de energía, control de calidad y otros datos de TCP/IP. 

Para la integración vertical del nivel de automatización a sistemas de nivel superior (como los sistemas SCADA o MES) o para la comunicación horizontal entre diferentes componentes de la planta, OPC UA se puede usar fácilmente en la misma red. No se vuelve mucho más eficiente que eso.

Cableado sencillo

PROFINET le permite ensamblar de manera fácil y rápida cables de cobre y fibra óptica en el sitio gracias a la asignación codificada por colores de los cables a los enchufes. Los costos se reducen a lo largo de todo el ciclo de vida del sistema debido al contacto confiable del blindaje, al alivio de tensión y al buen blindaje EMC para cables de cobre.

Operación y mantenimiento

Las plantas deben funcionar de manera confiable para obtener la máxima eficiencia y productividad. PROFINET mejora enormemente esta confiabilidad y asegura el monitoreo de toda la planta con diagnósticos de sistema consistentes y completos. Los parámetros de producción utilizados garantizan la seguridad de los datos y la seguridad integrada para la seguridad de personas y máquinas. PROFINET también ayuda a aumentar la eficiencia energética: con el perfil PROFIenergy estandarizado, los consumidores pueden desconectarse durante los tiempos de inactividad y volver a encenderlos.

Robustez y estabilidad

Gracias a su robustez, PROFINET también se puede utilizar sin problemas en áreas críticas para EMI. PROFINET garantiza la disponibilidad del sistema incluso en grandes redes. Gracias a la priorización y elevados anchos de banda de datos del estándar de Ethernet, no hay escasez de datos de proceso críticos.

Altas velocidades de transmisión

También puede integrar dispositivos PROFINET en redes con velocidades de transmisión más altas, lo que protege sus inversiones.

Eficiencia energética

PROFIenergy permite que los dispositivos PROFINET se apaguen durante los tiempos de inactividad, así como el registro de valores medidos e información de estado para la gestión de energía y carga.

Norma abierta

PROFINET se basa en la norma abierta de Ethernet del IEEE (IEEE 802.3) y combina la apertura de este estándar con los requisitos de automatización.

Los perfiles estandarizados permiten un fácil intercambio de datos entre una amplia variedad de dispositivos PROFINET. Los perfiles PA 4.0, PROFIsafe, PROFIdrive y PROFIenergy unifican la comunicación.

Con PROFINET usted obtiene una red consistente desde el nivel de campo hasta la nube. Si bien PROFINET representa la base de la comunicación a nivel de campo, los protocolos como OPC UA se pueden usar para la conexión vertical o la comunicación entre los componentes de la planta en la misma red.

Acceso seguro

Todas las opciones de Ethernet estándar están disponibles para usted.  Puede asegurar el acceso a su red según sus necesidades y usar conexiones VPN seguras para acceder a máquinas y sistemas en todo el mundo, por ejemplo, para el mantenimiento remoto. La celda de automatización y todos los dispositivos sin su propia función de protección están protegidos por un módulo de seguridad contra el acceso no autorizado, como el espionaje y la manipulación. Para las conexiones verticales a los sistemas de nivel superior, así como la comunicación entre las máquinas se facilita el uso de Especificaciones Complementarias estandarizadas y se protegen mediante mecanismos de seguridad integrados bajo demanda: aquí se utiliza OPC UA.

Seguridad

Safety Integrated ofrece una protección confiable de las personas, las máquinas y el medio ambiente, por lo que es la respuesta a los requisitos cada vez más exigentes para la seguridad funcional. La función está integrada directamente en la ingeniería, la comunicación y los dispositivos, y también hace que la tecnología inalámbrica sea segura.

Diagnóstico del dispositivo y la red

Hoy en día, los datos deben transmitirse de manera confiable desde el nivel de campo a los sistemas basados en la nube. Con un software de gestión de red adecuado como SINEMA Server a partir de los problemas de Siemens se pueden identificar con anticipación y se puede tomar acción a tiempo. SINEMA Server, por ejemplo, es adecuado para la fabricación discreta y la industria de procesos y puede delinear toda la red industrial, desde dispositivos de red hasta dispositivos de automatización, como controladores y periféricos distribuidos. El servidor SINEMA ofrece muchas opciones en el área de administración de redes y diagnósticos. Por ejemplo, la función de informes proporciona una representación de las estadísticas a lo largo de cualquier período de tiempo. Los perfiles disponibles permiten la visualización de componentes de terceros en SINEMA Server y mucho más.

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