Programación con IEC 61499 para célula de fabricación flexible
Abstract
En este trabajo se ha automatizado una célula de fabricación flexible gracias a un nuevo software de la empresa Schneider Electric, EAE, que hace uso de la nueva normativa IEC 61499, la cual sustituye a la antigua norma IEC 61131. La idea surge de la ambición por crear un gemelo digital de dicha célula de forma que para llegar a tal punto en el desarrollo es necesario la utilización de un programa de automatización que en el futuro permita la interconexión entre la planta y el gemelo y por lo tanto ese es el enfoque de este proyecto, el cual además será la base de otros en el futuro.
Full text
Proyecto Fin de Carrera Ingeniería de Telecomunicación Formato de Publicación de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Autor: F. Javier Payán Somet Tutor: Juan José Murillo Fuentes Dep. Teoría de la Señal y Comunicaciones Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2013 Trabajo Fin de Máster Máster en Ingeniería Electrónica, Robótica y Automática Programación con IEC 61499 para célula de fabricación flexible Autor: Eduardo Andrés Aragüete Gamero Tutor: Juan Manuel Escaño González y Juan Francisco Cámara Illana Dpto. Ingeniería de Sistemas y Automática Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2022
Trabajo Fin de Máster Máster en Ingeniería Electrónica, Robótica y Automática Programación con IEC 61499 para célula de fabricación flexible Autor: Eduardo Andrés Aragüete Gamero Tutor: Juan Manuel Escaño González y Juan Francisco Cámara Illana Profesor Titular y Tutor Auxiliar por parte de Schneider Electric Dpto. Ingeniería de Sistemas y Automática Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2022
Trabajo Fin de Máster: Programación con IEC 61499 para célula de fabricación flexible Autor: Eduardo Andrés Aragüete Gamero Tutor: Juan Manuel Escaño González y Juan Francisco Cámara Illana El tribunal nombrado para juzgar el trabajo arriba indicado, compuesto por los siguientes profesores: Presidente: Vocal/es: Secretario: acuerdan otorgarle la calificación de: El Secretario del Tribunal Fecha:
Agradecimientos El trabajo aquí realizado ha requerido de un esfuerzo de meses entre la investigación primero y el desarrollo después aunque la realidad es que para llegar a este punto ha tomado años de formación, primero con el grado y posteriormente con el máster, superando cada una de las etapas paso a paso. Este trabajo culmina una etapa de 6 años en la Universidad de Sevilla y en la ETSI a la que espero poder volver algún día con la satisfacción de no solo haber crecido como profesional si no como persona. Por supuesto, en esta etapa que se cierra y en las venideras espero poder seguir contando con el apoyo de mi familia, que de manera incondicional ha estado ahí para ayudarme en todo momento. Por supuesto, agradecer a Juan Francisco Cámara Illana el cual ha colaborado y se ha involucrado de forma notable en este proyecto resolviendo cualquier duda que yo tuviese e incluso aportando nuevas ideas para la resolución del problema. Por último agradecer también a Juan Manuel Escaño por la oportunidad que me ha brindado para trabajar con esta planta piloto y este nuevo software de Schneider y poder también realizar un trabajo de fin de máster que ha resultado ser enormemente ilusionante e ilustrativo. Eduardo Andrés Aragüete Gamero Sevilla, 2022 I
Resumen En este trabajo se ha automatizado una célula de fabricación flexible gracias a un nuevo software de la empresa Schneider Electric, EAE, que hace uso de la nueva normativa IEC 61499, la cual sustituye a la antigua norma IEC 61131. La idea surge de la ambición por crear un gemelo digital de dicha célula de forma que para llegar a tal punto en el desarrollo es necesario la utilización de un programa de automatización que en el futuro permita la interconexión entre la planta y el gemelo y por lo tanto ese es el enfoque de este proyecto, el cual además será la base de otros en el futuro. III
XÍndice 4.1.4 Resultados iniciales 30 4.1.5 Resultados finales 31 4.2 Conclusiones finales y trabajos futuros 32 Índice de Figuras 33 Bibliografía 35
Notación EAE EcoStruxure Automation Expert RCuerpo de los números reales CCuerpo de los números complejos ∥v∥Norma del vector v ⟨v,w⟩Producto escalar de los vectores vyw |A|Determinante de la matriz cuadrada A det(A)Determinante de la matriz (cuadrada) A A⊤Transpuesto de A A−1Inversa de la matriz A A†Matriz pseudoinversa de la matriz A AHTranspuesto y conjugado de A A∗Conjugado c.t.p. En casi todos los puntos c.q.d. Como queríamos demostrar ■Como queríamos demostrar □Fin de la solución e.o.c. En cualquier otro caso enúmero e ejxExponencial compleja ej2πxExponencial compleja con 2π e−jxExponencial compleja negativa e−j2πxExponencial compleja negativa con 2π IRe Parte real IIm Parte imaginaria sen Función seno tg Función tangente arctg Función arco tangente sinyxFunción seno de xelevado a y cosyxFunción coseno de xelevado a y Sa Función sampling sgn Función signo rect Función rectángulo Sinc Función sinc ∂y ∂xDerivada parcial de yrespecto a x x◦Notación de grado, xgrados. Pr(A)Probabilidad del suceso A E[X]Valor esperado de la variable aleatoria X σ2 XVarianza de la variable aleatoria X ∼fX(x) Distribuido siguiendo la función densidad de probabilidad fX(x) XI
XII Notación NmX,σ2 X Distribución gaussiana para la variable aleatoria X, de media mXy varianza σ2 X InMatriz identidad de dimensión n diag(x)Matriz diagonal a partir del vector x diag(A)Vector diagonal de la matriz A SNR Signal-to-noise ratio MSE Minimum square error :Tal que def =Igual por definición ∥x∥Norma-2 del vector x |A|Cardinal, número de elementos del conjunto A xi,i=1,2,...,nElementos i,de1an, del vector x dxDiferencial de x ⩽Menor o igual ⩾Mayor o igual \Backslash ⇔Si y sólo si x=a+3= ↑ a=1 4Igual con explicación a bFracción con estilo pequeño, a/b ∆Incremento b·10aFormato científico −→ xTiende, con x OOrden TM Trade Mark E[x]Esperanza matemática de x CxMatriz de covarianza de x RxMatriz de correlación de x σ2 xVarianza de x
1 Introducción "La única forma de prepararse para el mañana es dar el máximo hoy" H. Jackson Brown, Jr En este capítulo se va a explicar qué es un modelo digital y para qué sirve. Además se va a tratar la norma IEC 61499 y su uso en EAE, el nuevo programa de automatización industrial de Schneider Electric. Por último se va a hablar sobre los objetivos del proyecto, los cuales en líneas generales son dos, sentar las bases para la creación de un gemelo digital de una célula de fabricación y la conexión entre dicho gemelo y dicha célula en la realidad. 1.1 Gemelo Digital El gemelo digital es una réplica virtual de un proceso o producto físico que sirve para poder realizar simulaciones y comprender de manera precisa como afectarían posibles cambios en el modelo real sin necesidad de alterar o modificar el hardware existente hasta estar seguros del éxito de futuras operaciones. La gran característica del gemelo digital es que el modelo físico con sus sensores y actuadores se encuentran conectados a esta réplica virtual existiendo una comunicación bidireccional entre ambos. Esta conectividad no ha sido posible hasta hace poco tiempo gracias al desarrollo del internet de las cosas (IoT). Según Fuller et al, [ 5 ], existen tres tipos de réplicas virtuales, pero solo una es considerada como gemelo digital, todo depende de la conectividad que como ya se ha mencionado previamente, en el gemelo digital ha de ser total entre el modelo físico y el virtual. De este modo, los otros dos tipos de réplicas digitales son denominados como Modelo digital ySombra Digital. En el caso del Modelo digital, este no es más que una copia virtual del modelo o proceso físico pero sin que exista ningún tipo de conectividad entre ellos de manera automática. Un ejemplo de modelo digital podría ser la impresión de una pieza en una impresora 3D, obteniendo así una pieza física a partir de su replica virtual pero sin que exista conectividad alguna entre ambas. Por otro lado está la sombra digital, la cual es más avanzada que el modelo digital ya que sí está conectada con el modelo u objeto físico pero cuya conectividad es de una única dirección, permitiendo realizar cambios en el hardware que sean recogidos en la réplica virtual pero no al revés. El gemelo digital viene a paliar esta limitación de la sombra digital ya que la conectividad es bidireccional y un cambio en uno puede repercutir al otro y viceversa. El concepto de gemelo digital se le atribuye al informático estadounidense David Gelernter el cual desarrolló la idea aunque no fue hasta 2010 cuando la administración nacional aeronáutica y espacial de Estados Unidos, NASA, lo adoptó por primera vez para poder trabajar de forma más eficiente con sistemas o naves de manera remota. [6] Según Herranz, [6], existen tres tipos de cuestiones por las cuales se emplean estos gemelos digitales: • Prototipo de Gemelo Digital (DTP): es la antesala de la fabricación, es decir, antes de poner en marcha la producción del hardware se realizan las simulaciones en el gemelo digital con el objetivo de conocer su comportamiento ante ciertos fenómenos, permitiendo de esta manera poder corregir o solventar errores o anomalías salvando costes extra a posteriori. 1
2Capítulo 1. Introducción Figura 1.1 Gemelo digital. Fuente: job-wizards. • Instancia Gemela Digital (DTI): en este caso el proceso o producto ya existe en la realidad, es decir ya ha sido fabricado, sin embargo se realizan simulaciones en el gemelo digital antes de introducir ningún cambio en el modelo real. • Gemelo Digital Agregado (DTA): permite poder recopilar información del producto o proceso físico para ejecutar pronósticos y probar parámetros operativos. Obviamente los gemelos digitales son una gran herramienta que permite a las empresas poder anticiparse a los problemas, corregir errores y predecir sucesos de manera virtual, sin necesidad de alterar, dañar o poner en peligro prototipos reales que en algunos casos pueden costar cantidades ingentes de dinero. Las industrias que actualmente más empeño están poniendo en el desarrollo de gemelos digitales según Herranz [ 6 ] son muy diversas. Desde servicios médicos para el tratamiento de donación de órganos ó la posibilidad de transmisión de infecciones en ciertas áreas, hasta en centros logísiticos para la gestión de contenedores, pasando por la cadena de producción de las fábricas, reduciendo errores y haciéndolas más ágiles. Sin embargo, aunque los gemelos digitales presentan muchas ventajas, su creación no es tan sencilla ya que no existe ningún estándar industrial y el software especializado para poder desarrollarlos es escaso y en todo caso, particular de cada empresa. ¿Qué diferencia existe entre gemelo digital y una simple simulación? Las simulaciones simples permiten conocer el comportamiento de un sistema ante cierto fenómeno en una zona ó área concreta de nuestro hardware, sin embargo para poder conocer el comportamiento global de toda una planta o proceso completo sería necesario el uso de múltiples simulaciones frente a múltiples sucesos, lo cual nos conduce a la creación del gemelo digital. El gemelo digital permite albergar estas múltiples simulaciones al mismo tiempo en todo nuestro hardware siendo ésta la principal diferencia entre la simulación convencional y el gemelo, la escala. Por ejemplo, en el caso de empresas como Airbus, los gemelos digitales les permiten poder coordinar a los más de 12.000 proveedores para el ensamblaje de los más de tres millones de piezas que requiere cada avión A319. Además, en Reino Unido ya se trabaja en un proyecto para la creación de un gemelo digital de toda la infraestructura industrial pública y/o estratégica a nivel estatal, de manera que se pueda simplificar y mejorar la planificación de éstas mediante inteligencia artificial. [1] No cabe ninguna duda, por lo tanto, de que los gemelos digitales son una de las principales innovaciones tecnológicas de los últimos años y están destinados a marcar el camino de todo proceso de fabricación, planificación, supervisión y/o mantenimiento de un producto o servicio de aquí en adelante. Es más, los gemelos digitales han supuesto tal irrupción en tan poco tiempo que incluso existen másteres especializados únicamente en ellos para dotar a los profesionales de cualquier sector de las herramientas necesarias en dicha materia. De hecho, la directora de los sistemas de información de Schneider Electric, Elizabeth Hackenson, decía lo siguiente sobre los gemelos digitales en unas palabras recogidas en la web de la empresa: "En 10 años, replicas digitales de equipamiento industrial en industrias que puedan ir desde la alimentación a la manufactura ó la salud estarán totalmente extenddias. Eso va a suponer una ventaja competitiva: poder entender como tus
1.1 Gemelo Digital 3 Figura 1.2 Airbus A319. Fuente: Diario de Avisos - El Español. recursos de valor van a rendir no sólo desde la perspectiva de mantenimiento si no desde la rentabilidad y el beneficio."[3] Finalmente, como ya se mencionó previamente, existen muchas herramientas para la creación de gemelos digitales. ¿Cuáles son las empresas más relevantes en este aspecto? • General Electric: cuenta con una herramienta de gemelo digital e indican que puede reducir un 30% de costes, aumentando el rendimiento y reduciendo excedente en los casos donde sea posible.[2] • IBM: la que fuera una de las principales empresas de computadores personales del mundo ha seguido manteniendose como una de las corporaciones más poderas y tiene entre unos de sus principales productos un software de gemelo digital en colaboración con Siemens. [2] • Schneider Electric: la importante multinacional francesa cuenta con diversas herramientas dentro de la familia EcoStruxure y una de ellas va dirigida directamente a los gemelos digitales para procesos de automatización industrial y actividades asociadas. • Microsoft: sin duda alguna, una de las más grandes empresas tecnológicas del planeta y que cuenta con múltiples líneas de servicios y productos para empresa también ofrece la posibilidad de combinar la tecnología de Microsoft Azure con gemelos digitales para su optimización. De hecho, en 2020, la empresa Johnson Controls firmó con Microsoft para el uso combinado de su software OpenBlue junto con Azure para el diseño y mantenimiento de los edificios del futuro.[7] • Ansys: otra de las grandes compañias tecnológicas del mundo como Ansys se ha asocidado con Microsoft para hacer uso de la tecnología de Azure y poder potenciar dicha herramienta combinandola con Ansys Twin Builder para contar entre sus productos con un software de gemelo digital con físicas más realistas. [7]
4Capítulo 1. Introducción Figura 1.3 Ilustración de gemelo digital en ciudades. Fuente: Microsoft. 1.2 Norma IEC 61499 Introducción La Organización Internacional de Normalización dice sobre la norma IEC 61499 que "es una arquitectura que representa una solución para los sistemas de automatización industrial distribuidos buscando lograr portabilidad, reusabilidad, interoperabilidad y reconfiguración de aplicaciones distribuidas. El estándar IEC 61499 provee un modelo genérico para sistemas distribuidos".[4] Esta norma IEC 61499 está basada en la norma IEC 61131 y se publicó inicialmente en 2005. A nivel funcional hace uso de bloques de funciones y de la programación mediante diagramas de dichos bloques, conectando unos con otros para formar una aplicación. Un bloque de funciones por definición es un bloque programable con memoria. Basicamente sirve para ejecutar una subrutina que contiene una serie de operaciones o secuencias y además tiene la ventaja de que pueda ser llamado desde otro bloque. La "anatomía" de un bloque de funciones en esta nueva norma IEC 61499 es similar a la empleada en la norma IEC 61131 con la diferencia de que ahora los datos y los eventos son distinguidos unos de otros, tanto en las entradas (lado derecho) como en las salidas (lado izquierdo). De hecho, según Zotkin y Viatkin, una razón para la demora del estándar IEC 61499 en convertirse en la principal norma empleada en la industria es que las ventajas que aporta frente a IEC 61131 no son tan grandes como si el esfuerzo que las empresas deben acometer para poder realizar una transición de una a otro de manera adecuada, aunque cada vez se aprecia en el horizonte y con más claridad un cambio en el paradigma de la automatización industrial. [9] Diferencia frente a IEC 61131 La norma IEC 61131-3 es en la que se basa la nueva norma IEC 61499, sin embargo entre ellas existe una diferencia sustancial y es que en la 61131, las subrutinas de los bloques de funciones se ejecutan de forma periódica mientras que en la 61499 solo se ejecutan según eventos, es decir, si ocurre un cierto suceso, a la entrada del bloque se recibe un señal y el bloque deja de estar en reposo para realizar la subrutina programada, permitiendo una mayor portabilidad en esta nueva norma que en la anterior, siendo los bloques completamente independientes y reutilizables. Otra diferencia con el estándar IEC 61131 es que en IEC 61499 las entradas y salidas no se direccionan directamente a la aplicación, si no que existe una interfaz de E/S la cual se implementa como un bloque de funciones, aislando así las dependencias de entradas, salidas y direcciones. Respecto a las conexiones de eventos y datos, exiten ciertas casuísticas cuando se opera entre bloques. Por ejemplo, en el caso de un dato, su salida puede conectarse a múltiples entradas, sin embargo, una única entrada no puede tener conexión con varias salidas de la etapa anterior. Por otro lado, en el caso de los eventos,
1.2 Norma IEC 61499 5 Figura 1.4 Diagram de un bloque de funciones. Fuente: IEC61499.com. sí se permite la multiconexión tanto en entradas y salidas, es decir, puede ocurrir que un evento de entrada esté conectado a múltiples eventos de salida o viceversa. Finalmente, si se aprecia la figura 1.4, se pueden ver que hay unos cuadrados en eventos y datos tanto de entrada como de salida y que algunos están conectados con otros. Esto viene precisamente a indicar al usuario como se relacionan los eventos y los datos. Algo que aporta gran calidad al estándar es la capacidad de actualizar los datos necesarios según los eventos, de manera que cuando dicho evento se lanza, sólo una o varias subrutinas programadas son ejecutadas en vez de todas, de manera que la norma IEC 61499 no sólo es más rápida si no más eficiente. Volviendo a la figura 1.4, cuando el primer evento de entrada, el de la parte superior, se actualiza, unicamente las entradas de datos asociadas, en este caso las dos primeras, leen sus nuevos valores. Lo mismo ocurre para las salidas. Figura 1.5 Diagram de bloques de funciones usando varios PLCs. Fuente: IEC61499.com.
6Capítulo 1. Introducción De hecho, según la web IEC61499.com, además de lo previamente mencionado algo que corrige este nuevo estándar frente a IEC 61131-3 son también las conexiones de realimentación en la aplicación. En un diagrama de bloques de funciones como el que se ilustra en la figura 1.5, pero con realimentación añadida, el comportamiento del sistema depende en la implementación del software subyacente. Por último, este estándar también viene a suplir otro problema de IEC 61131 como es el caso de la combinación de varios PLCs de diferentes vendedores, cuya comunicación entre sí no ha sido estandarizada con los problemas y la dificultad que eso provoca.[4] 1.2.1 ¿Cuál es la secuencia del FB? Según la IEC, la secuencia de funcionamiento de un bloque de funciones es realmente simple. En primer lugar, llega el evento. Posteriormente, se actualizan los datos de las entradas asociadas a dicho evento. En tercer paso, el evento se pasa al ECC, "Event Execution Control" que no es más que la máquina de estados que se encarga de la lógica del bloque. En cuarto lugar se procede a ejecutar los algoritmos correspondientes según la ECC. Después, en el quinto paso, se dispone de nuevos valores para las salidas de datos y a partir de ahí puede que se de un bucle de los últimos dos pasos ó si finalmente se produce un evento de salida, las salidas de datos asociadas a este evento se actualizarán con los nuevos valores calculados según los algoritmos correspondientes. [4] 1.2.2 Bloques de funciones de interfaz de servicios Los bloques de funciones de interfaz de servicios son bloques de funciones que requieren de acceso al hardware. Más adelante se explica la arquitectura de la norma IEC 61499, pero anticipando esa parte del texto, la realidad es que los bloques de funciones y las aplicaciones pueden estar asociados a diversos dispositivos de manera que para comunicarlos entre sí se requiere de este tipo de bloques de servicios que permiten que haya intercambios de datos y eventos entre los diferentes dispositivos. Estructura del estandar IEC 61499 La estructura de este nuevo estándar o norma se basa en 4 partes diferentes, las cuales son las siguientes: • Arquitectura: esta primera parte define que el diseño sea centrado en las aplicaciones las cuales están formadas por diferentes bloques de funciones interconectados entre sí. A su vez, las aplicaciones pueden o no compartir dispositivos, los cuales a su vez contienen no solo a las aplicaciones con los bloques de funciones si no que también están conformados por los recursos y las interfaces de comunicación y procesos. Como se ha mencionado previamente el estándar IEC 61499 se basa en tres pilares fundamentales, portabilidad, configurabilidad e interoperabilidad, que según Querol et al vienen a ser definidos de la siguiente manera. – "Portabilidad: La herramientas de software pueden aceptar e interpretar correctamente los componentes de software y las configuraciones del sistema creadas por diferentes herramientas de desarrollo. – Configurabilidad: Cualquier dispositivo y su software puede ser configurado por las herramientas de desarrollo de diferentes vendedores. – Interoperabilidad: Los dispositivos embebidos pueden trabajar juntos para realizar las funciones necesarias de las aplicaciones distribuidas." [8] • Requisitos de las herramientas de software: en esta segunda parte se definen los requisitos para las herramientas de desarollo de esta arquitectura así como los esquemas XML para el intercambio de archivos entre las diferentes herramientas existentes. • Tutoriales: esta parte está formada por material técnico y didáctico sobre la norma además de contar con diverrsos ejemplos sobre sus usos y aplicaciones. • Reglas para la compilación de perfiles: esta última establece las normas para poder compilar los programas.
1.3 Partes de la arquitectura de IEC 61499 7 1.3 Partes de la arquitectura de IEC 61499 • Aplicacion: es una estructura de mayor nivel que los bloques de funciones y que precisamente contiene a éstos formando una solución final mediante el conexionado de dichos bloques entre sí. • Recursos: son los elementos que proveen a las aplicaciones de un entorno donde trabajar. (por desarrollar) • Dispositivos: es la parte de más alto nivel ya que contiene los diversos recursos, aplicaciones y bloques de funciones. Además dentro de los dispositivos se encuentran las interfaces de red para la comunicación con otros dispositivos, las interfaces de proceso para la interacción con procesos controlados y las librerías de ejecución de las aplicaciones. Respecto a las interfaces de comunicación, éstas se modelan con dos elementos clave, segmentos y enlaces. Un segmento describe una red a la que los dispositivos se conectan haciendo uso de los enlaces, algo parecido a lo que pueda ocurrir por ejemplo en buses de comunicación como CAN. Los dispositivos además a su vez se pueden clasificar en un total de 3 clases diferentes las cuales son: – Clase 0: dispositivos simples. Los bloques de funciones se conectan pero las instancias no pueden ser creadas. – Clase 1: Dispositivos programables simples. Instancias de bloques de funciones pueden ser creadas y enlazadas. – Clase 2: Dispositivos programables por el usuario. Nuevos tipos de datos y bloques de funciones pueden ser creados. • Mapeado: consiste en enlazar diferentes aplicaciones a distintos recursos y por lo tanto a diferentes dispositivos lo que provoca que las interfaces de comunicación para cada dispositivo se configuren de manera automática gracias precisamente al mapeado. Por último, cabe mencionar que esta nueva norma es introducida en este texto ya que será la norma sobre la que se basa este trabajo haciendo uso del nuevo software de Schneider Electric, EAE 21.2, el cual en el momento actual no ha sido aún lanzado al mercado, aunque entraremos en detalle sobre este software más adelante. Figura 1.6 Arquitectura de la norma IEC 61499. Fuente: Wikipedia. En esta arquitectura, tal y como se puede apreciar en la figura 1.6, se pueden utilizar múltiples recursos y aplicaciones en un mismo dispositivo, es por ello que es necesario resolver un problema que surge que es cómo se pueden comunicar los bloques de funciones que se encuentran en diferentes dispositivos pero que están por ejemplo en una misma aplicación. Para ello están los bloques de funciones de servicios.
14 Capítulo 2. EcoStruxure Automation Expert - Schneider Electric parece una idea sencilla, no tiene una ejecución tan sencilla, es decir, hay una curva de aprendizaje que se suaviza notablemente cuando se comienza a dominar el uso de los adaptadores. Los adaptadores son una parte esencial ya que permiten la conexión entre distintos bloques transportando información en forma de datos y eventos al mismo tiempo a través de una única línea, tal y como se indicaba al comienzo de este segundo capítulo, ingeniería de línea única, ya que permite una simplificación y por lo tanto una mayor comprensión de las soluciones adoptadas. En la siguiente figura se puede ver como un bloque de entrada digital a través de una de sus salidas, se conecta a una de las entradas de otro bloque. La conexión si se observa se ha realizado entre dos puertos de tipo adaptador ya que no se permite la conexión entre un puerto de salida y una entrada normal. Para saber graficamente si un bloque tiene salidas o entradas de tipo adaptador simplemente hay que observar si tiene dos símbolos consecutivos de "mayor que" tal y como el siguiente "»". Un ejemplo de este tipo de puertos se puede apreciar en la siguiente figura. Figura 2.8 Adptadores, ejemplo e idea. Fuente:Schneider. Como se puede observar, los símbolos de adaptador "»" indican el sentido de la conexión, como ocurre en la salida "IPv»" conectando con la entrada "»IRsp". En dicho caso, "IPv»" se considera que es de tipo socket y "»IRsp" de tipo plug ó enchufe. Por supuesto, los adaptadores facilitan el trabajo y la comprensión de los procesos pero requieren de una explicación mayor, ya que no todos los adaptadores pueden ser conectados entre sí, han de ser del mismo tipo. Si se piensa bien, en la figura 2.8, ¿tendría sentido conectar la salida "IPv»" que transporta datos del valor de la entrada digital "DigitalInput1" con la entrada de la salida digital, "DigitalOutput1", "»Ilck" que se encarga de los enclavamientos? La respuesta es no, sería como, si se permite el uso de esta expresión, "mezclar churras con merinas". Por lo tanto hay que tener cuidado en la conexión de adaptadores. • Alarming: el tema de las alarmas se trata de manera que en la interfaz gráfica se puede establecer un panel donde salgan alertas de los diversos errores ocurridos en nuestra solución. También los propios bloques ya existentes en EAE tienen un evento y un dato de entrada por lo general que se llama supresión de alarma el cual permite evitar que si se produce un error éste salte en el sistema. Esto es útil por ejemplo si un sensor toma una medida errónea de manera permanente porque es defectuoso, ya que gracias a la supresión de alarma se podría anular de manera temporal hasta que se reemplace por otro sensor nuevo y perfectamente funcional. • Organización: un aspecto muy importante cuando se trabaja es poder organizar el espacio de manera sencilla y ordenada para favorecer el desarrollo de las aplicaciones. Tal y como se indicó en el apartado de interfaz gráfica, en la parte superior, en el apartado de vista existe un icono denominado "layout", el cual permite crear o modificar las disposiciones en pantalla. Por otro lado existen los frames que nos permiten alterar la vista de una aplicación añadiendo polígonos rectangulares de colores para mejorar el aspecto visual. Finalmente existen también las capas o "layers" las cuales permiten dividir una aplicación en diferentes partes, tal y como se indica en el apartado "2.2.2, Interfaz Gráfica de EAE" de este capítulo. 2.2.4 Librerias disponibles Así en lineas generales tenemos: • "AppBase": es una librería que contiene algunos bloques básicos como el "PLCStart" que permite inicializar nuestra aplicación.
2.2 Partes de EcoStruxure Automation Expert (Arquitectura de la norma IEC 61499) 15 Figura 2.9 Ejemplo del uso de alarmas en HMI. Fuente:Schneider. • "AppSequence": esta libreria contiene los bloques que permiten programar y monitorear una actividad secuencial.Se compone basicamente de unos pocos bloques, como "SeqHead","SeqStep", "SeqTransition" ó "SeqTerminate" entre otros. Estos bloques tienen la función de iniciar una secuencia, crear un paso, una transición o terminar la actividad. • Conveying Library: esta libreria ya trae un propio bloque de conveyor el cual podría ser interesante en vez de simular un motor que mueve una cinta y poner entradas digitales a modo de sensores para detectar si una bandeja llega o no, como ha sido nuestro caso, ya que todo lo que sea un bloque de alto nivel diseñado por expertos en la materia siempre es bienvenido y seguramente más eficiente que nuestra aproximación. • "AppCommonProcess": libreria básica que contiene bloques que se encargan de actividades tan importantes y necesarias normalmente como la converisón de datos de un tipo a otro, controladores como un PID, bloques para los enclavamientos y permisivos que permiten usar las entradas de tipo adaptador de los motores que también se encuentran aquí ó válvulas/pistones. • FieldDevice Library: de aqui hacemos uso del bloque de modbus tcp/ip para la conexión con los elementos de campo que necesitamos. • "SE.DPAC": esta libreria contiene el bloque de tipo composite "DPAC_FULLINIT" el cual permite inicializar el recurso donde se inicializa una ó varias aplicaciones. 2.2.5 Enlaces simbólicos - Symlinks Los enlaces simbólicos son bloques de funciones que permiten conectar de manera invisble un transmisor y un receptor. Basicamente sirven para enlazar puertos de entradas/salidas del hardware con las variables de proceso correspondientes. También al mismo tiempo pueden servir para simular el feedback o la respuesta de algunos actuadores como válvulas ó motores y evitar que salten las alarmas sin suprimirlas pero comprobando el correcto funcionamiento de éstos. Para ello se deben emplear los bloques "Symlinkmultivardst" y "Symlinkmultivarsrc" de manera que trabajen en conjunto, siendo el primer bloque mencionado el que dote de información de lectura al segundo para la escritura de nuevos valores. Conexión de Symlinks con el hardware Finalmente, es necesario indicar que para poder enlazar los symlinks con el hardware, es necesario ir a la pestaña de "Logical Devices" y poner el puntero encima del dispositivo lógico con el que se vaya a trabajar. A partir de ahí con el "click" secundario del ratón se despliega una serie de acciones entre las que se encuentra "Open HW configurator". Dentro de "HW Configurator" hay que elegir un bus maestro para el protocolo de comunicación entre el recurso y el hardware, como puede ser por ejemplo Modbus. Una vez elegido el bus maestro, se añaden los registros de lectura y escritura y se configuran su direcciones.
16 Capítulo 2. EcoStruxure Automation Expert - Schneider Electric 2.2.6 HMI En este apartado se trata sobre la interfaz máquina hombre del programa EAE. Esta interfaz puede crearse en diferentes resoluciones desde el "Solution Explorer" que se encuentra en la ventana de la parte izquierda de la franja central de la distribución visual que viene por defecto en el programa. El procedimiento para crear un HMI es sencillo, simplemente basta con crear un nuevo canvas según la resolución que se prefiera y a partir de ahí, desde el "solution explorer", en el apartado de CATs se pueden arrastrar éstos hacia la plantilla de la interfaz hombre máquina. De hecho, algunos bloques disponen de diversos diseños. Por ejemplo, en el caso de una entrada digital, en la siguiente figura se muestran las tres representaciones existentes. Figura 2.10 Ejemplo de las tres entradas digitales. En el apartado de HMI es necesario hablar sobre las diferentes posibilidades que existen para modificar las propiedades de estos objetos gráficos en el menú de propiedades asociado a cada uno. Además, una vez arrancada la interfaz hombre máquina, algunos de ellos pueden mostrar un "faceplate" para cambiar su configuración de funcionamiento, por ejemplo, en el caso del motor, podemos elegir si trabajar en remoto ó local, si rearmar el motor, elegir el tiempo máximo de espera para la llegada del feedback, etc. Finalmente y aunque de manera superficial, debido a que la documentación respecto a este bloque es muy escasa, es conveniente mencionar que quien enlaza el bloque de funciones CAT con la representación gráfica en el HMI es un bloque básico denominado IThis que se genera de manera automática y cada CAT tiene el suyo propio. 2.2.7 Puesta en marcha de la aplicación Para poner en marcha la aplicación se deben primero haber inicializado los eventos necesarios para su funcionamiento haciendo uso del bloque "PlcStart". Una vez nuestra aplicación cuente con la inicialización conveniente será necesario "mapear" todos los bloques al recurso con el que se trabaja. Para ello se seleccionarán los bloques y con el "click" secundario del ratón se accederá a la opción de "mapping" y se escogerá el recurso. Una vez contamos con una aplicación inicializada y mapeada a un recurso, si se desea realizar una prueba real y no en simulación, será el momento de establecer el dispositivo al que dicho recurso va a pertenecer. Para ello dentro del menú "Physical Topology" se debe escoger el dispositivo y se configurará su dirección IP y diversos parámetros. Finalmente, si se han configurado el bus maestro y los enlaces simbólicos ya debería funcionar.
2.2 Partes de EcoStruxure Automation Expert (Arquitectura de la norma IEC 61499) 17 2.2.8 Requisitos del sistema Este nuevo software no requiere de un gran ordernador para poder funcionar y aprovechar todas sus funcionalidades al máximo ya que los requisitos mínimos y recomendados se pueden ver en la siguiente tabla. Tabla 2.1 Requisitos del sistema de EAE. Requisitos Mínimos Recomendados CPU 1 GHz 2 GHz ó superior RAM 2 Gb 4 Gb ó superior Espacio Disco 1 Gb 10 Gb ó superior Resolución 1208x1024 1920x1080 Sistema Operativo Windows 10 (64bit) V.1903* Versión Windows 10 más actualizada .NET framework 4.8 4.8 o superior
3 Desarrollo del proyecto En este capítulo se aborda el desarrollo del proyecto hasta alcanzar una solución funcional y cómo ha sido dicho proceso con sus correspondientes etapas. 3.1 Célula de fabricación flexible Una vez se ha hablado en el capítulo anterior sobre el software a emplear para la automatización de una planta piloto, es hora de conocer más de cerca detalles sobre esta célula de fabricación flexible. La célula está compuesta por cuatro cintas movidas por cuatro motores. Cuenta con un total de dieciocho sensores y trece actuadores además de diversas estaciones de trabajo que no serán empleadas en este trabajo a excepción de una de ellas que permite incorporar o extraer bandejas al sistema ya que es una taquilla automatizada para ello. Otras de las estaciones de la célula consisten en brazos robóticos, otras cintas auxiliares o sistemas de almacenamiento externos. Destacar que hay dos autómatas programables ya instalados, uno encargado de las cuatro cintas principales y la gran mayoria de actuadores y sensores y otro destinado únicamente a controlar el sistema dispensador de bandejas del que haremos uso para nuestra aplicación. Esta taquilla automatizada se ha operado de forma manual ya que el número existente de bandejas era insuficiente como para necesitar de su automatización en la aplicación. Figura 3.1 Esquema de la célula de fabricación. 19
20 Capítulo 3. Desarrollo del proyecto 3.1.1 Enfoque del proyecto La aplicación se va a basar en intentar optimizar el número de bandejas que circulan por las cuatro cintas principales. Para ello, haciendo uso de los sensores existentes, se buscará que cuando una bandeja entre en una de las cuatro esquinas y se impida el paso de nuevas bandejas hasta la salida de la actual, este proceso sea lo más rapido posible sin que haya colisiones. 3.1.2 Características de las cintas, sensores y actuadores En este caso las cintas tienen simetría dos a dos, es decir, dos de ella tienen una longitud igual entre sí pero diferente a las otras dos que son más cortas pero iguales entre sí también. El funcionamiento de todas ellas sin embargo es exactamente el mismo, exite un motor por cinta que se mueven de manera continua cuando arranca el sistema y los enclavamientos no han sido activados. Por otro lado está el tema de los sensores ya que existen sensores de distintos tipos y posición. Por posición se encuentran los sensores intermedios que son los que como su nombre indican se encuentran en mitad del recorrido de una cinta. Por otro lado están los sensores de fin de carrera que como su nombre indica se encuentran en el final de las cintas y permiten conocer la llegada de una bandeja para proceder a realizar la transición de ésta de una cinta a otra. Figura 3.2 Sensor de fin de carrera con parachoque. En el caso de la tipología, no todos los sensores son iguales, de hecho existen diferentes tipos de sensores dentro de los de fin de carrera. En estos casos, hay que identificar si una cinta es corta o larga, de manera que el sensor funciona de manera distinta en un caso u otro. Por ejemplo, un sensor de fin de carrera en una cinta larga trabaja de manera inductiva, es decir, el sensor se encuentra a nivel bajo hasta que la bandeja, la cual tiene una placa metalica en el lateral, llega, y por lo tanto el sensor varía su salida pasando a ser a nivel alto. Por otro lado se encuentran los sensores de fin de carrera de las cintas cortas, los cuales funcionan como un interruptor mediante el uso de un parachoques conectado a un muelle. Su lógica es invertida ya que cuando no hay bandeja que empuje al parachoque y que por lo tanto fuerce al muelle a no estar en posición de equilibrio, el interruptor cierra el circuito de manera inductiva y por lo tanto la salida del sensor es de nivel alto. Sin embargo cuando la bandeja sí empuja al parachoques, la salida es de nivel bajo, recobrando su estado normal cuando desaparece la acción de dicha bandeja debido a la acción del muelle previamente mencionado el cual recupera su posición de equilibrio. Se puede apreciar el parachoque del sensor de fin de carrera en la figura 3.2. Respecto a los actuadores todos son de tipo pistón y por lo tanto realizan un movimiento de extensión o retracción según la acción que se requiera. Por ejemplo, un actuador intermedio normalmente está retraido, teniendo un valor en la salida de nivel alto, mientras que cuando se requiera de su extensión para el bloqueo de bandejas, el nivel será bajo. Es decir, tienen lógica invertida.
3.1 Célula de fabricación flexible 21 Por otro lado están los actuadores de las esquinas los cuales empujan ó recogen en sus extremos cintas móviles auxiliares que permiten las transiciones de las bandejas de unas cintas a otras. Éstos funcionan de manera que si están a nivel bajo se encuentran retraídos y si se requiere de su extensión pasan a tener salida a nivel alto. Respecto al paso de bandejas, hay que explicar que las cintas cortas están más elevadas del suelo que las largas y por lo tanto hay dos transiciones diferentes. En el caso de la transición de cinta corta a larga, es necesario que estos actuadores estén extendidos para recoger la bandeja requerida para posteriormente retraer el pistón y permitir la transición a la cinta larga. La segunda situación es anti simétrica respecto a esta primera, la transición se realiza desde la retracción hacia la extensión del pistón. 3.1.3 Revisión de la aplicación La planta se divide para su funcionamiento en cuatro partes, una por cada esquina, de manera que a estas zonas se les conocerá por el nombre de su ubicación. Zona superior-izquierda, inferior-izquierda, inferior-derecha y superior derecha. El viaje de las bandejas es circular y en sentido anti-horario. Se considera que la posición inicial de dichas bandejas es en la zona superior-izquierda. Figura 3.3 Diagrama de flujo generalista de la lógica de cada zona. Cada zona funciona de manera similar con algunas excepciones. A nivel general estas zonas funcionan según la figura 3.3 donde se muestra un diagrama de flujo de su lógica. Basicamente, esta logica viene a indicar que cuando una bandeja llega y pasa por delante del primer sensor de cada región es detectada cambiando la salida de dicho sensor a nivel bajo mientras que cuando la bandeja ya ha pasado el sensor recupera su valor de salida inicial, nivel alto. Es en ese momento cuando el primer actuador de dicha región cambia su salida inicial para bloquear el paso de nuevas bandejas. De esta manera evitamos que si hay un incidente en la transición de cintas, no venga detrás una nueva bandeja y pueda descarrilar y provocar un problema mayor. Para reanudar el paso de nuevas bandejas por cada zona será necesario comprobar que la
22 Capítulo 3. Desarrollo del proyecto bandeja que ya ha pasado por el primer sensor y actuador, salga de dicha zona. Para ello, el diagrama de la figura 3.2 explica que será necesario la activación del sensor de fin de carrera para elevar el pistón que permita realizar la transición entre cintas de forma que la bandeja pueda seguir circulando y por lo tanto, tras su paso por el sensor de salida de la región correspondiente se desbloquean los dos actuadores empleados previamente, permitiendo la entrada de una nueva bandeja. Al comienzo de esta sección se hablaba sobre que exiten diversas excepciones según qué región. A continuación se detallan brevemente. • Región superior-izquierda: esta zona cuenta con un fallo de colocación en el hardware del sensor de fin de carrera, S2. Según la lógica previamente explicada, cuando una bandeja está dentro de la zona y llega al sensor de fin de carrera, S2, el actuador correspondiente para la transición de cintas, en este caso P2, debería cambiar el valor de su salida para elevarse y permitir el paso de la bandeja, sin embargo, es necesario emplear un pequeño retraso en la aplicación para asegurar que la bandeja está perfectamente colocada. Esto se debe a que el sensor S2 no está ubicado en la posición que le corresponde de manera precisa si no que está ubicado centímetros antes, provocando que si se hace una transición de cintas de manera instantánea con la elevación de P2, la bandeja no se colocaría de manera adecuada sobre la nueva cinta provocando un posible desbordamiento en regiones posteriores. Véase la figura 3.4, donde se aprecia que el sensor S2 está ligeramente desplazado de la posición de final de carrera. Figura 3.4 Sensor de fin de carrera de región superior-izda, S2.
3.1 Célula de fabricación flexible 23 Esquema de la aplicación En este apartado se va a mostrar la aplicación, la cual consta de dos capas diferentes. Una primera capa "default" la cual cuenta con los enclavamientos generales, seta de emergencia y salida del aire para los pistones asi como los bloques necesarios para la inicilización de la supresión de las alarmas de los sensores y la inicialización de los bloques simbólicos de los actuadores, ya sean los motores de las cintas como las válvulas. Por otro lado, en esta capa "default" se encuentran cuatro bloques CAT que corresponden con las cintas. Figura 3.5 Capa 1/2 de la aplicación. Nombre de la capa: default. Los CATs de las cintas son todos iguales pero se repiten cuatro veces, una por cada cinta existente. Su composición es muy sencilla. Un bloque composite de motor que funciona si la entrada booleana del interruptor del modo automático, "Auto_ON_OFF" está a ’1’y mediante el bloque ’BoolToIDigital’se puede conectar dicha entrada al motor mediante el adaptador de tipo Idigital el cual se conecta en el bloque motor a "»IRsp". Por otro lado, como enclavamientos se usan los bloques "IlckCondItem" que permiten parar las cintas si hay una falla en el sistema neumático ó si se pulsa la seta de emergencia. De hecho, ambos enclavamientos son pasivos ya que tanto la seta como la salida del aire tienen lógica invertida. Figura 3.6 Interior del bloque CAT "Cinta_Motor".
30 Capítulo 4. Evaluación de la automatización con EAE en célula de fabricación flexible Figura 4.3 Interfaz máquina hombre de la aplicación. cuatro motores, uno por cada cinta, un total de doce actuadores y catorce sensores. En el tercer capítulo, en la figura 3.1, se puede ver que hay trece actuadores y hasta dieciocho sensores, sin embargo no todos eran necesarios para la aplicación aquí planteada y por lo tanto no todos han sido incluidos. Finalmente en la parte inferior se puede encontrar un panel de alarmas en el cual se reciben las señales de alarmas que ocurren en el sistema. De hecho, en la aplicación desarrollada, antes de poner en marcha la célula es necesario reconocer éstas alarmas ya que están provocadas por errores de inicialización que posteriormente no afectan al funcionamiento. 4.1.4 Resultados iniciales Tal y como se contó en el capítulo 3, en la figura 3.3 se enseña la lógica de funcionamiento de cada esquina de la planta para el correcto funcionamiento de la aplicación donde las bandejas puedan circular existiendo parámetros de seguridad para evitar errores en cadena que puedan resultar en la colisión y desbordamientos de más de una bandeja. Las pruebas iniciales realizadas con dicha lógica muestran un resultado excelente dónde las bandejas dan vueltas sin parar sin encontrar incoveniente alguno. Sin embargo, el objetivo final de este TFM no es el de mostrar simplemente bandejas dando vueltas por la planta si no el de optimizar la circulación de éstas por la célula. Si se aprecia la figura 4.4, nos encontramos en la esquina inferior-izquierda y el sensor que aparece en la parte inferior de la imagen es S4, mientras que el que aparece en la parte superior es S15. Según la lógica aplicada en la figura 3.3, una bandeja al pasar por S4 debe provocar la subida del actuador en este caso P3, para evitar la entrada de nuevas bandejas en la esquina inferior-izquierda y hasta que el sensor S15 no detectase la salida de ésta no se desbloquearía la zona bajando el actuador P3. Sin embargo, en la imagen se puede apreciar que la distancia que existe entre la esquina y el sensor S15 es muy larga, siendo del orden de cientos de centímetros, provocando que a la entrada de P3 y por lo tanto de dicha región de la planta, el proceso se vuelva demasiado lento.
4.1 Puesta en marcha 31 Figura 4.4 Esquina inferior-izquierda de la planta. Como observación, es necesario recalcar que aunque la lógica se aplica a las cuatro esquinas por igual, no todas ellas presentan simetría en el hardware y por lo tanto, mientras que en la esquina inferior-izquierda el proceso es muy lento, en la inferior-derecha es lo suficientemente rápido. 4.1.5 Resultados finales Una vez visto los problemas por la localización de cierto hardware y comprobada la velocidad de las bandejas por las cintas se decide modificar la aplicación con el objetivo de conseguir un proceso mucho más optimizado, es por ello que las esquinas superior-derecha e inferior-izquierda ven como sus máquinas de estados son modificadas contando con un diseño el cual se muestra en la siguiente figura. Como se puede apreciar en esta lógica, en este caso de la esquina inferior izquierda, el sensor S15 ya no tiene nada que ver en el proceso de desbloqueo para la entrada de nuevas bandejas, si no que se espera a que el sensor de fin de carrera, en este caso S5 vuelva a su posición de equilibrio donde su salida es de nivel alto ya que tiene lógica inversa, por lo tanto el proceso se agiliza de manera notable. De hecho, términos de tiempo, la lógica de la figura 3.3 que si esperaba a que el sensor S15 detectase la salida de una bandeja provocaba que mínimo transcurriesen 12 segundos hasta permitir una nueva bandeja en dicha esquina. Con la modificación actual el tiempo mínimo transcurrido es de 4 segundos, es decir, una reducción del 66% del tiempo. Con la esquina superior derecha no se obtiene una mejora tan notable ya que el sensor de salida S14 no se encuentra tan alejado del sensor de fin de carrera S10, sin embargo si que se gana una ventaja del orden del segundo.
32 Capítulo 4. Evaluación de la automatización con EAE en célula de fabricación flexible Figura 4.5 Nueva lógica para optimizar el flujo de bandejas. 4.2 Conclusiones finales y trabajos futuros En el desarrollo de la aplicación se ha logrado optimizar de manera notable el flujo de bandejas con la modfiicación realizada a la versión inicial consiguiendo que las bandejas si tienen la separación necesaria apenas estén paradas. Es cierto que el número de bandejas disponibles para realizar las pruebas era algo escaso y por lo tanto el reto podría haber sido mayor. Respecto a futuros trabajos cabe destacar que sería posible optimizar el número de bandejas para que no estén practicamente paradas aunque el número de bandejas aumente si se empleasen contadores de tiempo, es decir, en vez de simplemente bloquear y desbloquear zonas gracias a sensores inductivos y/o contactores. Además si el número de bandejas aumentase se podría buscar automatizar la taquilla de las bandejas con ciertas ordenes simples que se le diesen al segundo PLC consiguiendo así que si en un momento dado el sistema se se encontrase saturado de bandejas o corto de éstas, sería la taquilla la que de manera automática entrase en funcionamiento para paliar los posibles problemas existentes de existencias de bandejas. Finalmente otra posible mejora aplicable a esta célula de fabricación sería el uso de sensores ópticos y poder controlar el flujo de bandejas por toda la planta mediante el uso de inteligencia artificial. Esta última idea debería ser previamente estudiada dado que habría que ver si en una planta de dicho tamaño sería conveniente invertir en cámaras, por consiguiente en iluminación y finalmente en un sistema embebido o un equipo de mayor capacidad para el procesamiento de todas esas imágenes en tiempo real y su correspondiente uso en una red neuronal convolucional.
Índice de Figuras 1.1 Gemelo digital. Fuente: job-wizards 2 1.2 Airbus A319. Fuente: Diario de Avisos - El Español 3 1.3 Ilustración de gemelo digital en ciudades. Fuente: Microsoft 4 1.4 Diagram de un bloque de funciones. Fuente: IEC61499.com 5 1.5 Diagram de bloques de funciones usando varios PLCs. Fuente: IEC61499.com 5 1.6 Arquitectura de la norma IEC 61499. Fuente: Wikipedia 7 2.1 Ingeniería de línea única. Fuente: nxtControl.com 10 2.2 Parte superior interfaz gráfica de EAE. Fuente: Schneider - EAE 11 2.3 Interfaz gráfica de EAE. Fuente:Schneider 11 2.4 Interfaz gráfica de EAE. Fuente:Schneider 12 2.5 Múltiples imágenes 13 2.6 Bloque Composite formado por bloques básicos. Fuente:Schneider 13 2.7 Bloque CAT: Composite y visualización gráfica en HMI. Fuente:Schneider 13 2.8 Adptadores, ejemplo e idea. Fuente:Schneider 14 2.9 Ejemplo del uso de alarmas en HMI. Fuente:Schneider 15 2.10 Ejemplo de las tres entradas digitales 16 3.1 Esquema de la célula de fabricación 19 3.2 Sensor de fin de carrera con parachoque 20 3.3 Diagrama de flujo generalista de la lógica de cada zona 21 3.4 Sensor de fin de carrera de región superior-izda, S2 22 3.5 Capa 1/2 de la aplicación. Nombre de la capa: default 23 3.6 Interior del bloque CAT "Cinta_Motor" 23 3.7 Interior del bloque composite "SIM_MOTOR_TOP" 24 3.8 Capa 2/2 de la aplicación. Nombre de la capa: logica 25 3.9 Interior del bloque CAT de sensores, "SENSORES_LEFTBOTTOM" 25 3.10 Capa 2/2 de la aplicación. Nombre de la capa: logica 26 4.1 Direcciones de memoria de las entradas y salidas 27 4.2 Direcciones de memoria de las entradas y salidas 29 4.3 Interfaz máquina hombre de la aplicación 30 4.4 Esquina inferior-izquierda de la planta 31 4.5 Nueva lógica para optimizar el flujo de bandejas 32 33
Bibliografía [1] Anónimo, Gemelos digitales: duplicando el potencial de innovación, 2021. [2] anónimo, Con la adopción de internet of things se espera que varias empresas dominen la tecnología de gemelo digital en 2022, 2022. [3] Sara Castellanos, Digital Twins Concept Gains Traction Among Enterprises, 2018. [4] Organización Internacional de Normalización, IEC 61499, 2020. [5] Aidan Fuller, Zhong Fan, Charles Day, and Chris Barlow, Digital twin: Enabling technologies, challenges and open research, IEEE Access 8(2020), 108952–108971. [6] Arantxa Herranz, Digital twins: qué son, para qué sirven y cuáles son los beneficios y problemas de los gemelos digitales, May 2021. [7] Microsoft, Azure Digital Twins está disponible a nivel general: Creen soluciones IoT que modelen el mundo real, 2021. [8] Estrutch Querol, J.A.Romero and F. Romero, Norma iec-61499 para el control distribuido. aplicaciÓn al cnc, Actas de XXXV Jornadas de Automática 1(2014), 1–8. [9] Valeriy Vyatkin and Alois Zoitl, Iec 61499 architecture for distributed automation: the “glass half full” view, IEEE Industrial Electronics Magazine 3(2009), no. 4, 1–15. 35
