jueves, 30 de abril de 2020

ARQUITECTURA IIoT PARA INDUSTRIA 4.0










Los servicios en general solo por citar los mas importantes que se ofrecen con esta arquitectura:
  1. Extracción de datos de cualquier sistema o equipo (previo assessment)
  2. Enviar variables o Tags hacia base de datos, dashboard, scadas o cualquier plataforma IoT que tenga el cliente.
  3. Desarrollo de interfaces web para mostrar datos de cualquier fuente de información ya sea que el cliente los tenga o se vaya a extraer.
  4. Desarrollo de hardware y software a medida para sensar variables de proceso.
  5. Consultoría de soluciones IoT que involucra hardware y software comercial
  6. Desarrollo de app Alexa de amazon para el control por voz de procesos o simplemente obtener información de líneas, robots, plc, etc.
  7. Conectividad industrial, poder interconectar diversos equipos en una red OPC que tenga diversos protocolos como modbus, profinet, etc.
  8. Conectividad en la nube,  todos los datos de proceso, tags e información que requiera el cliente se puede monitorear en tiempo real y consultarla con un navegador web o en smartphone.
  9. Desarrollar e implementar sistemas andon para monitorear KPIs de proceso como OEE, errores, piezas , paros, hojas de calidad etc.
  10. Se hacen demos puestos en sus equipos sin costo (previo assessment) para que el cliente vea el concepto funcionando y el valor agregado o retorno de inversión que esto le generaría.
  11. Entrenamientos de usos de plataformas IoT, Sistemas OPC, conectividad industrial, protocolos de comunicación, o algún otro software que esta en la fig 2.
  12. Deployment de servidores privados o públicos con todos los microservicios para su correcto funcionamiento de la arquitectura.

Contacto:
Carlos Silva
microcarsil@hotmail.com

Ejemplo Arquitectura de Conectividad para Industria 4.0

A continuación se muestra un ejemplo de la arquitectura de conectividad de Smart Nuup para la industria 4.0 enfocada solo a robots colaborativos, sensores y PLC's.

Además cuenta con la conexión de Alexa de Amazon para poder controlar el robot con voz y poder obtener así mismo información del proceso.

Incluye simulación con datos de procesos en tiempo real para obtener el gemelo digital.

Realidad aumentada y Realidad mixta.

Procesamiento de datos en la nube y gestión de protocolos de comunicación industriales.

Desarrollo de dashboard y conexión con sistemas empresariales como SAP o MES.





Sistema Andon para industria 4.0


Muchas de las necesidades de las empresas es implementar sistemas tipo andon para digitalizar y mejorar sus procesos.

En la siguiente figura se muestra un esquema de integración de un sistema andon basado en el hardware red lion.

Red Lion se puede conectar a infinidad de dispositivos, pero su especialidad son los controladores PLC de la marca siemens y allen bradley.

Una vez integrado y conectado el sistema red lion se puede llevar la información de manera bidireccional a diferente soluciones del tipo aplicativo como por ejemplo; Sistemas Scada, bases de datos, visualizadores dashboard, almacenamiento de archivos FTP, dataloggers, etc,.

La consulta de información al sistema andon puede hacerse por medio de navegadores web usando PC, smartphone o smart TV.

Otra de las funciones de integrar sistemas andon inteligentes es su compatibilidad con aplicaciones IoT para desarrollar soluciones en la nube o con dispositivos tipos de voz Alexa, realidad aumentada/mixta, almacenamiento y dashboard para acceder a la información en cualquier parte.





Medidor Smart Nuup








Monitoreo de maquinas industriales en tiempo real


Con el uso de la tecnología desarrollada de Smart Nuup se puede desarrollar ilimitadas aplicaciones industriales.

Una de ellas se muestra a continuación. En la cual se esta monitoreando la corriente de las 3 fases de una maquina CNC así como su corriente total (Ia, Ib, Ic, ITotal).

El sistema empotrado que esta midiendo la corriente es el equipo SN-001 el cual cuenta también con salidas tipo relé conectadas a una torreta que también puede conectarse a un sistema de control tipo PLC para controlar otros procesos de forma remota a través de sus salidas Output (1, 2, 3).

El medidor Smart Nuup posee de la misma forma un contador que en la aplicación se muestra incrementándose de forma ilustrativa (Counter) y que indica que esta conectado y enviando datos en tiempo real.

Ingrese a la siguiente pagina para ver el demo en tiempo real.

https://sn.microcarsil.dynu.net
user: microcarsil
pass: smartnuup


Realidad Aumentada Smart Nuup


Utilizando las herramientas de Vuforia Studio de PTC se puede crear una experiencia de realidad aumentada del medidor de energía Smart Nuup.


  • Para lanzar la experiencia es necesario bajar la app móvil Vuforia View ya sea de Google Play o Apple store.


  • Una vez descargada e instalado en tu dispositivo móvil, ejecutarla y escanear el siguiente código: 


  • Para encontrar la geometría de image target puedes utilizar la siguiente imagen del smart nuup:


  • En mi caso como yo tengo físicamente el smart nuup puedo hacer la comparación entre un smart nuup original y el aumentado como en la siguiente imagen.



Amazon Alexa con equipo industrial FESTO








VIDEO


Comandos AT Smart Nuup








Smart Nuup con Labview

















Modbus TCP/IP Smart Nuup con Kepware




















Base de datos Smart Nuup con Kepware












Smart Nuup con Thingworx




















Conectar Smart Nuup con WebAccess de Advantech


Objetivo.

            Se utilizará el hardware Smart Nuup con wifi y protocolo modbus TCP/IP para medir y graficar las corrientes de equipos, maquinas o procesos. De igual forma se puede controlar sus salidas para activar paros, procesos, alarmas, etc.




A continuación, en Advantech WebAccess Project Manager se configuran los tags, IP, puerto, protocolo y demás parámetros para la correcta comunicación con Smart Nuup.


Configuración 1

Configuración 2

Hacemos el diseño de una interfaz (Gemelo Smart Nuup) por medio de Advantech DrawDAQ quedando de la siguiente forma:



Bajamos el diseño al nodo y lo visualizamos Advantach ViewDAQ

Se puede observar que el contador que envía el Smart Nuup = 212 es el mismo que el presentado en ViewDAQ. ¡Se hace monitoreo en tiempo real!




En la siguiente imagen se muestra que por medio de Advantech ViewDAQ podemos activar las salidas de Smart Nuup.





¡En esta aplicación se ilustra perfectamente la bidireccionalidad que se puede hacer con el software WebAccess y Smart Nuup!

A continuación, se muestra las gráficas de corriente en tiempo real en WISE-PaaS Dashboard. En donde se observa que solo está conectada la fase Ia midiendo 2.76 Amp.





CONCLUSIONES:

1.      La tecnología de advantech WebAccess puede conectarse a innumerables sistemas de hardware para medir o controlar. En este ejemplo mostramos como conectarlo a un medidor wifi de corriente alterna desarrollado por Carlos Silva.

2.      Las aplicaciones de medición de energía se desarrollan en tiempo récord gracias a los niveles de abstracción de software y las herramientas que ofrece advantech.

3.      Así como se hizo esta ampliación de forma rápida para medir energía, se pueden hacer aplicaciones de cualquier índole del sector industrial.