En la industria de ciencias biológicas, y en la más amplia industria de automatización, los conceptos de equipo modular han ganado terreno en los últimos años. Aunque la tendencia favorece la puesta en marcha del equipo de producción, acarrea complejidad en lo que respecta a la calificación de un sistema de automatización de toda la planta.
En el caso de los fabricantes de la industria de ciencias biológicas, la integración horizontal (automatización de máquina a máquina) y la integración vertical (automatización de máquina a planta) son a menudo los últimos pasos antes de la producción. Estos pasos incluyen la calificación de la operación de código del controlador lógico programable (PLC) en equipos empaquetados (por ej., equipos modulares), así como la puesta en marcha del sistema de control distribuido (DCS) responsable de la automatización de toda la planta. Con frecuencia, los ingenieros de la automatización de la planta trabajan en el DCS con los objetos del diagrama de bloque de funciones. En cambio, los especialistas en los equipos trabajan con la lógica de escalera en el PLC.
A medida que creció el interés por la modularidad apareció simultáneamente un reto potencial para los fabricantes: una empresa proporciona el sistema de control distribuido (DCS) de toda la planta, y otra empresa diferente suministra los componentes de automatización para el equipo de producción, e incluso diversos componentes de otros fabricantes para otros equipos. Como resultado, se multiplicó el número de controladores lógicos programables (PLC) que pasaron a formar parte de la planta.
A medida que algunos grupos de trabajo en el área de ciencias biológicas reconocían los beneficios de pedir un equipo modular de un catálogo en vez de tener que construir el equipo en la planta, las organizaciones de usuarios finales responsables de la integración de los productos se veían cada vez más frustradas. Al final, los ingenieros de automatización exigieron que sus componentes de automatización contaran con capacidades plug-and-produce igual que el equipo de producción.
Las organizaciones y empresas participantes en la industria, incluida Rockwell Automation, han respondido a este requisito. Su esfuerzos tenían como objetivo estabilizar y fortalecer la base de la tecnología plug-and-produce.
La promoción de la modularidad
Uno de los grupos que promueven la tecnología plug-and-produce es NAMUR, la asociación de usuarios de la tecnología de automatización en las industrias de proceso. Este grupo internacional con sede central en Alemania representa a los usuarios de la tecnología de automatización, e incluye a especialistas en la tecnología de control de procesos.
NAMUR y sus más de 150 empresas miembros en todo el mundo reconocen el valor de los módulos plug-and-produce, particularmente la capacidad de facilitar cada vez más la sustitución de equipos modulares de una función específica por otros. Por otra parte, entienden cómo los operadores de planta desean trabajar: interfaces estándar con datos estándar.
El grupo está ayudando a crear una norma de modularidad específica denominada paquete de tipo modular (MTP) (VDI/VDE/NAMUR 2658) compuesta de varias secciones que cubren todo, desde los aspectos de datos hasta las interfaces operador-máquina (HMI). La norma describe la funcionalidad (por ej., comunicaciones, alarmas, seguridad, etc.) usando OPC Unified Architecture (UA).
La norma MTP se ha escrito para ser compatible con otras recomendaciones NAMUR: NE148 y el modelo de arquitectura de referencia de la industria (RAMI) 4.0. El MTP ha evolucionado para constituir una norma IEC sobre el ciclo de vida de los componentes en una instalación. Básicamente establece que todo se debe modularizar para facilitar la actualización o la sustitución de una pieza en cualquier momento. Exploraremos su función tras familiarizarnos con algunos términos clave de VDI 2776 Parte 1:
- Ensamblaje de equipo de proceso (PEA) : una unidad de proceso modular automatizada y, desde un punto de vista de la seguridad, casi autónoma, que consiste en uno o más ensamblajes de equipos funcionales y representa un paso de procesamiento o proporciona la infraestructura en una planta modular
- Capa de organización de procesos (POL): un ensamblaje de equipo que abarca el nivel de automatización y tecnología de la información para la operación de sistemas modulares
- MTP: una descripción formal de las interfaces y funciones de la tecnología de automatización de una unidad de procesos modular
