En un mundo en el que la eficiencia es cada vez mayor, no sorprende que la mayoría de las comodidades que damos por sentadas se logren mediante procesos automatizados. Los operadores humanos requieren una atención mínima y las máquinas realizan tareas importantes, como analizar datos, realizar operaciones y trabajar en conjunto.
Como resultado de los avances en la automatización industrial, sistemas como SCADA se están combinando con componentes como PLC y HMI para aumentar la productividad, la conveniencia y mejorar la seguridad en condiciones peligrosas.
En la actualidad, cientos de instalaciones críticas utilizan sistemas SCADA y PLC que casi siempre tienen HMI. Estos procesos son fundamentales cuando se trata de manejar la automatización y el diseño avanzado de sistemas. Estos sistemas solo mejorarán. Se espera que el uso de SCADA crezca casi un 7 por ciento para 2024, y cada vez más fabricantes adopten este enfoque más eficiente.
Pero debido a que algunos de estos sistemas tienen características y funcionalidades similares, es importante comprender en qué se diferencian y cómo funcionan específicamente para las necesidades de su industria.
Breve descripción de SCADA, HMI y PLC
Los sistemas SCADA son necesarios para las funciones de automatización industrial. Al igual que las computadoras, estos sistemas complejos pueden analizar información, registrar datos y realizar tareas sin mucha ayuda humana.
Sistemas de control de supervisión y adquisición de datos
El control de supervisión y adquisición de datos, o SCADA, es un proceso de control automatizado que utilizan muchas industrias grandes para la automatización industrial, como las instalaciones de fabricación, construcción e ingeniería.
SCADA es un sistema de dos partes:
- PLC (Control lógico programable)
- RTU (Unidad terminal remota)
A menudo, SCADA también tendrá un componente independiente llamado HMI (interfaz hombre-máquina). En pocas palabras, SCADA es un sistema con elementos de software y hardware para controlar procesos, interactuar, monitorear y registrar datos a través de PLC y HMI.
Interfaz hombre-máquina
Una HMI es una interfaz de usuario o panel de control que permite que un operador humano interactúe con una máquina. Las HMI se utilizan en todo el mundo en una amplia gama de tecnologías, desde teléfonos inteligentes hasta plantas de energía.
Las HMI no son parte de un software específico, sino que se utilizan para que las personas se comuniquen con una máquina o dispositivo. Las HMI se utilizan principalmente para ayudar a los usuarios a comprender y controlar datos con el toque de los dedos a través de un dispositivo comunicable, por ejemplo:
- pantalla (televisión, computadora o película)
- Botones
- Palancas
- Ratón de computadora
- Teclado
Los sistemas SCADA pueden funcionar sin una HMI, aunque a menudo se recomienda una HMI para que los operadores puedan entender cómo comunicarse con el sistema y recibir notificaciones de cualquier error que deba resolverse.
Controladores programables
Los controladores lógicos programables suelen describirse como microcomputadoras que pueden comunicarse con diferentes objetos, sistemas y máquinas. Están diseñados para controlar y solucionar problemas en redes, por lo que son un componente necesario de SCADA.
El sistema simplifica el uso de las máquinas a la vez que proporciona la funcionalidad necesaria y se utiliza en cualquier situación en la que se necesite un operador humano para un control altamente confiable. Además, son una parte intrínseca de la automatización industrial, sin la cual un sistema SCADA no puede funcionar.
Algunas de las principales funciones de los PLC en SCADA incluyen:
- Robótica
- línea de montaje
- Encimera
- Medición
- Computación
- Sensores
- Motores
- Lámparas
- Aficionados
- Cortacircuitos
El importante papel de la automatización industrial
La automatización industrial es el uso de múltiples sistemas de control para operar máquinas y equipos. Esto varía mucho entre muchos tipos de industrias, como plantas de fabricación y sistemas de control para edificios, transporte y comunicaciones.
Este tipo de proceso es potente y utiliza computadoras y máquinas para trabajar en lugar de humanos, con una atención mínima por parte de los operadores. Por lo tanto, algunos de los principales beneficios de los sistemas automatizados incluyen:
- Mayor productividad porque las máquinas pueden funcionar sin descanso
- Mejore la calidad del producto produciendo la misma cantidad cada vez
- Reducir los costes laborales sustituyendo a los trabajadores por máquinas
- Reducir las inspecciones de rutina al tener PLC y HMI trabajando en conjunto
- Mejorar la seguridad sacando a los trabajadores de entornos peligrosos
En definitiva, la automatización es una forma excelente de llevar a cabo procedimientos importantes con una mínima intervención humana. Aunque se utiliza en diferentes formas, este método ha sido utilizado por los seres humanos durante siglos.
Una breve historia de la automatización
Aunque Ford Motor Company acuñó el término "automatización" en 1948, el origen del proceso se remonta al antiguo Egipto. De hecho, uno de los primeros mecanismos de control por retroalimentación data del año 270 a. C.
Durante los siglos siguientes, la humanidad buscó formas de facilitar el trabajo. Con la recolección de alimentos, la construcción de viviendas y la introducción de la Revolución Industrial, aparecieron cientos de formas de hacer la vida más práctica. A lo largo del siglo XIX, la gente experimentó las primeras máquinas operadas automáticamente, como hornos, motores y termostatos.
A medida que el tiempo avanzaba hacia el siglo XX, la gente hizo un uso intensivo de la electricidad y la automatización industrial estaba en pleno auge. La automatización industrial es un poco más compleja que la automatización que la gente conoce desde hace años; es el control y uso de varios sistemas para operar equipos como máquinas.
En la actualidad, existe una gran demanda de productos, suministros y artículos de primera necesidad, como el transporte y la producción de energía. Una de las formas más sencillas de satisfacer estas demandas es utilizar la automatización industrial. Estos sistemas completos ayudan a controlar estas partes importantes de la vida y requieren sistemas eficaces como SCADA, PLC y HMI.
¿Cómo funcionan juntos SCADA, HMI y PLC en la automatización industrial?
En el mundo actual, hay tanta tecnología que debemos mantenernos al día. Por eso, si bien puede parecer abrumador comprender exactamente cómo funciona un sistema complejo como SCADA, se trata de una cadena de información simple. Recuerde que los sistemas SCADA están diseñados para:
- Automatizar procesos y procedimientos
- Seguimiento y análisis de datos y errores
- Realizar monitoreo de sitios remotos
- Aumente la productividad y garantice la misma calidad de salida.
Pero ¿cómo funcionan juntos SCADA, PLC y HMI?
SCADA se entiende mejor como la base de datos centralizada que almacena y controla toda la operación. Esta se comunica con el PLC, que es la forma en que el sistema se ejecuta y se comunica dentro del entorno operativo. Si hay una HMI, puede ser en forma de pantalla, botón, palanca o teclado que permite que un humano interactúe con el sistema SCADA-PLC. Algunos ejemplos incluyen máquinas de fábrica, computadoras y vehículos.
En la fabricación industrial, la HMI es fundamental para proporcionar información al operador. El sistema PLC identifica cualquier problema dentro del sistema SCADA y lo presenta al operador a través de la HMI para que se pueda resolver el problema.
Instalaciones de fabricación
Existen innumerables industrias que utilizan sistemas automatizados, pero algunas de las más populares son:
- Alimentos, como ganado, cereales, conservas y envases de frutas y verduras.
- Bebidas y tabaco, como agua embotellada, refrescos, alcohol, cigarrillos y puros.
- Textiles, como telas para prendas de vestir, ropa de cama, toallas y cortinas.
- Productos de madera, como madera aserrada, madera contrachapada, chapas, pisos y materiales de construcción de viviendas.
Se puede decir con seguridad que los bienes tienen demanda en todo el mundo, lo que a su vez significa que la necesidad de productividad es mayor que nunca. Para ayudar a satisfacer estas demandas, las instalaciones de fabricación están recurriendo a sistemas de automatización industrial, que ayudan a aumentar la productividad y a producir constantemente productos de alta calidad.
Generación de energía eléctrica
Con el aumento constante del consumo eléctrico en todo el mundo, existe una gran demanda de generación de energía automatizada. Aunque estas instalaciones deben operarse manualmente, se puede distribuir una mayor producción gracias a sistemas automatizados como SCADA.
Alimentación y venta minorista
Si ha estado en un restaurante de comida rápida McDonald's últimamente, probablemente haya notado la última incorporación a su local: el quiosco de pedidos. Con este sistema de pedidos automatizado con pantalla táctil, la productividad ha aumentado, lo que significa menos tiempo de espera para los consumidores y más tiempo para que los empleados se concentren en su trabajo.
Pero McDonald's no es la única empresa que utiliza sistemas automatizados. En cualquier restaurante o tienda de comestibles, se pueden encontrar ejemplos de estos sistemas, por ejemplo:
- Sistemas de cintas transportadoras
- Opciones de compra online
- Máquinas de autopago
- Entregas con drones
Otro ejemplo destacado de un sistema SCADA en el comercio minorista es la banca automatizada. Gracias a los cajeros automáticos, las personas pueden retirar efectivo de sus cuentas corrientes en cualquier momento. Estos sistemas utilizan SCADA, PLC y HMI para trabajar en conjunto.
Sistemas de viajes y transporte
Los operadores dependen en gran medida de los sistemas automatizados para controlar y supervisar los procedimientos de transporte, por ejemplo:
- aviones
- control de tráfico aéreo
- Dirección de barcos
- trenes
- Desviaciones mecánicas
- Rastreadores y dispositivos GPS
- Luces temporizadas en intersecciones
El operador utilizará la HMI, que puede ser una combinación de pantallas, palancas, botones y teclados.
Conclusión
La automatización industrial está cambiando la forma en que funciona el mundo. Ahora más que nunca, las máquinas pueden manipular y procesar datos para aumentar la productividad, reducir los costos laborales y disminuir la interacción humana para que el resultado sea constante.