ponencia rockwell s88 1

Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.

Antoni RoviraResponsable Industria de Proceso

Vigo, 28 de Noviembre de 2007

Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 2

5. Ejemplos de arquitecturas de proceso

3. Problemtica de la fabricacin

1. Introduccin a Rockwell Automation

2. Escenario actual del mercado de consumo

6. Resumen y Conclusiones

4. Soluciones para responder a la demanda


1903

1909

FundaciFundacinn

1994

HoyHoy


!"

Un lder a escala mundial en soluciones de automatizacin industrial

Ventas: 5.000 Millones US$

19.000 empleados

Ms de 450 oficinas de venta y soporte en ms de 80 pases

Socios estratgicos globales en comercio y tecnologa

Orientados al cliente

Ms de 100 aos de historia


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Desde la automatizaciDesde la automatizacin de la Planta a la Tecnologn de la Planta a la Tecnologa de la a de la InformaciInformacinn

Arquitectura Integrada & Plataformas Informacin Servicios y Soporte

Gestin de Activos

Servicios de Consultora en Ingeniera

Soluciones de Proceso

Soporte a Cliente

Formacin

Componentes & Control Motor Inteligente

Valor AValor Aadidoadido


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Creciente demanda de nuevos productos, mayor conveniencia del usuario, extensiones de marca

Proteccin de la imagen de marca Calidad y Consistencia

Impacto de las Grandes Cadenas de Comercializacin

Legislacin y Normativas Presin competitiva, reduccin de

costes de produccin

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Seguridad y Garanta de Producto

Satisfaccin del cliente

Consumidor solicita Nuevos Productos

Mercado Competitivo

Cadena de Suministro

Calidad ConsistenteCalidad Consistente

Flexibilidad y Agilidad Flexibilidad y Agilidad

Costes de Produccin Rendimiento Prdidas/Produccin

Gestin de Energas Rendimiento Activos

Costes de Produccin Rendimiento Prdidas/Produccin

Gestin de Energas Rendimiento Activos

Planificacin Produccin Ordenes Aprovisionamiento Gestin de Inventario

Planificacin Produccin Ordenes Aprovisionamiento Gestin de Inventario

Cumplimiento Normativas Histricos y Trazabilidad Cumplimiento Normativas Histricos y Trazabilidad


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MAIZ

HIERBA

AGUA

LECHE

ABONO

MATERIAS PRIMAS PRODUCTO ACABADO + RESIDUOSPROCESO BATCH

Genera cantidades finitas de producto (Lote) a partir de cantidades proporcionales de materias primas (Frmula) por medio de un conjunto de actividades de transformacin ordenadas (Receta) que ocupan uno o ms equipos fsicos (Unidades) y se realiza en un periodo de tiempo finito.


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LECHE

MATERIASAUXILIARES

AGUAY OTRASENERGAS

LECHEENVASADA

RESIDUOS

MATERIAS PRIMAS PRODUCTO ACABADO + RESIDUOSPROCESO BATCH

Genera cantidades finitas de producto (Lote) a partir de cantidades proporcionales de materias primas (Frmula) por medio de un conjunto de actividades de transformacin ordenadas (Receta) que ocupan uno o ms equipos fsicos (Unidades) y se realiza en un periodo de tiempo finito.


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PRODUCTO Y FORMATO NICO

CARACTERSTICASLeche entera, semidesnatada, desnatada, light, deslactosada, evaporada, en polvo, condensada, concentrada y evaporada,

saborizada, enriquecida, orgnica,

AGRUPACIONESIndividual, Caja 6 botellas,

Caja 8 bricks, Caja 4 bolsas, Caja 12 bolsas, Retractil 2 garrafas,

Retractil 4+4 bricks,

NMERO MUY ELEVADO DE REFERENCIAS FINALES

FORMATOSBotella Cristal, Botella Plstico,Brick cuadrado, Brick pirmide,

Brick hexagonal, Garrafa, Bote, Bolsa flexible,

PROMOCIONESPromo +20%, Promo Calcio,

Promo Omega3, Promo Verano,Promo Disney, Promo Cromos

Marca Mercadona, Marca Dia,

Ms de 5300 !!!


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POCASREFERENCIAS

MUCHASREFERENCIAS

Producto A

Caractersticas de Fbrica- Instalaciones muy especializadas- Tamao de lote grande- Poca variabilidad- Facilidad de planificacin- Facilidad de aprovisionamiento- Alta eficiencia de planta

Caractersticas de Fbrica- Instalaciones muy flexibles- Tamao de lote pequeo- Mucha variabilidad- Dificultad de planificacin- Dificultad de aprovisionamiento- Baja eficiencia de planta

Prod AProd G

Prod B Prod C Prod A

Prod D Prod F Prod P Prod C Prod E Prod D

Prod H Prod IProd J

Prod K Prod L Prod M

Prod E Prod K Prod L Prod I Prod H

Producto A Producto A

PLANIFICACIN DE LOTES


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Gestin Flexible de la produccin implica, tanto en la Zona de Proceso como en la Zona de Envasado como en la Zona de Energas: Capacidad de disear y fabricar un nuevo

producto o modificar uno existente Adaptacin a nuevos gustos del mercado Ajustar componentes por coste Adaptarse a nuevas instalaciones

Capacidad de planificar la fabricacin de productos diferentes combinados, y la posibilidad de modificar esta planificacin

Capacidad de obtener informacin relevante de cada uno de los lotes fabricados


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Necesidad de Cambios

NuncaNormalmente

FrmulaNormalmente

Receta

3) Mltiples Productos,Mltiples Procedimientos

Cdigo

Gestin Frmulas

Gestin Recetas

1) Secuencia bsica fija(nica)

2) Mltiples productos, el mismo procedimiento(Parmetros Personalizables)

Nunca

Siempre

Mane

jo de

Equip

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Pocos

Muchos

4) Proceso Multi-Unidad


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Pautas y normativas Instrumentacin inteligente Redes de comunicaciones Sistemas de automatizacin y control Software de gestin de planta


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ISA - Instrument Society of America SP88 El comit S88.0x El estndar


Estndar decontrol delotes S88

Difcil para losusuarios comunicar

requerimientos

No haba un modelocomn para

control de lotes

S88.01Modelos

S88.01Terminologa

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Difcil integracinde diferentesvendedores

Control de lotes de difcil

configuracin

S88.02Estructuras de datos

S88.02Lenguajes


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Son el medio de intercambio de informacin entre los sistemas de automatizacin de control, supervisin y gestin de fbrica.

La informacin que manejan es cada vez de mayor volumen y ms crtica. Es el punto crtico de muchas de instalaciones actuales de proceso.


Redes de dispositivo (Ejemplo: DeviceNet) Conexin de dispositivos de campo directamente a la red Toma informacin de diagnsticos directamente de los

dispositivos

Redes de control (Ejemplo: ControlNet) Como red para acceso a entradas/salidas remotas Como red de enclavamientos punto a punto Como red determinista (tiempos de comunicacin asegurados)

Redes generalistas (Ejemplo: EtherNet/IP) Cuando hay que conectar muchos ordenadores Como gateway natural hacia sistemas corporativos

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EtherNetPhysical Layer

EtherNetCSMA/CD

IP

TCP UDP

ControlNetPhys. Layer

DeviceNetPhys. Layer

ControlNetCTDMA

CANCSMA/NBA

Aplicacin

Perfiles de dispositivos

Enlace

Fsica

Red

Transporte

Alternativas futuras:

ATM, USB,FireWire,...

CIP

%(B(((('/, ?, 3,

EncapsuladoControlNetTransport

DeviceNetTransport

Gestin de conexiones Mensajes CIP Routing

Gestin de servicios de mensajes CIP Explcitos (Datos)e Implcitos (Entradas/Salidas)

Capa de aplicacin CIP Librera de objetos

Bombas Vlvulas Variadores Robots Otros


CIPCIP

EtherNet/IP

ControlNet

DeviceNet

ControlNet

CIP

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Acceso a todo el sistema de control desde un nico acceso.

Intercambio de mensajes cruzando diversas redes fsicas y lgicas.

Sin cajas de intercambio ni programacin aadida.


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Sistemas deControl Distribuido (DCS)

Sistema especializado para la gestin de E/S digitales

Sistemas Hbridos(PLC + SCADA)

PLC Autmata

SistemaSCADA

Sistema especializado para la gestin de E/S analgicas

Red de Planta

Controlador

CIU CIU

EstacinIngeniera

EstacinOperador

Bus de comunicaciones


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- Acceso Global a Datos- Control Determinista- HMI Distribuido- Librera de algoritmos

de control de procesos - Redundancia

Funcionalidad Control Distribuido

- Alta Velocidad- Operacin aislada- Escalabilidad- Interface a mltiples

dispositivos

Flexibilidad PLC

PAC aade adems Control de Motion y

Variadores de velocidad integrados

Basado en Tags Acceso a redes Funciones

avanzadasPAC: Programmable Automation Controller


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Control ProcesoControl Control ProcesoProceso

ControlBatch

ControlControlBatchBatch

VariadoresVelocidad

VariadoresVariadoresVelocidadVelocidad

ControlMovimiento

ControlControlMovimientoMovimiento

ControlDiscretoControlControlDiscretoDiscreto SeguridadSeguridad

Seguridad


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HAL (Interface con Hardware)Procesadores, Comunicaciones en placa, Backplane

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Kernel Sistema OperativoGestin memoria, Gestin Tareas, Servicios de Comunicacin

API (Conjunto Instrucciones)Booleanos, Fichero, Clculo, Motion, Proceso, Drives, Comunicaciones, Diagnsticos

Programas de Aplicacin

Software de programacinLD, FBD, ST, SFC


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Programa

VariableBD

Rutina

Rutina

Rutina

Rutina

Rutina

Un Programa contiene: Una o mltiples rutinas con cdigo de programa Una base de datos de variables locales


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Control_Reactor: 40msControl_Reactor: 40msControl_Tanque: 10msControl_Tanque: 10ms

Cada controlador PAC soporta mltiples tareas de usuario 1 tarea continua, varias tareas peridicas Cada tarea tiene su propio nivel de prioridad para un uso

eficiente de los recursos de clculo del procesador

Tanque_Almacen_10

Tanque_Almacen _11

Tanque_Almacen _20

Reactor_1

Reactor_2


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Cada controlador tiene una base de datos de TAGs:

La informacin est estructurada y autodocumentada

Accesible para los otros programas del controlador

Accesible para dispositivos externos va comunicaciones

PAC

HMI PLC I/O

Programa

Programa

BD TAGS


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Interfaces de operador para la supervisin y control de los procesos

Ubicacin tanto en sala de control (PCs) como en campo (Terminales)

Sistemas Cliente-Servidor Seguridad unificada Soporte mltiples lenguajes Adaptacin a necesidades

particulares mediante lenguajes de scripting como VisualBasic, .Net, etc.

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Herramientas para el desarrollo y control de recetas y frmulas de producto, siguiendo la normativa ISA S88

Reducen los esfuerzos de ingeniera y validacin

Facilitan la gestin de calidad productiva en tiempo real

Permiten un seguimiento efectivo de los lotes de producto y materias primas que intervienen

Incluyen la recopilacin automtica y correlacin de los datos que intervienen en el lote por medio del EBR (Electronic Batch Record)

42/5


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Plataforma Gestin Batch

Planificador de Campaas

Gestor operaciones manuales

Informes de Lote (EBR)

Trazabilidad de Materiales


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Aplicaciones dedicadas a la recogida y almacenamiento masivo de informacin de procesos

Bases de datos especializadas (rapidez y compresin de datos)

Anlisis distribuido: rea Planta Empresa

Amplia conectividad con sistemas de diversos fabricantes y otras fuentes de datos estndar

Potente sistema de graficacin y exportacin de datos.

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Aplicaciones basadas en el registro de eventos, y destinadas al anlisis, y monitorizacin de la eficiencia

Basadas en medicin de: Disponibilidad Rendimiento Calidad

Justificacin de causas de paro por el operador de planta

Diseo de informes flexibles destinados a la mejora continua de las instalaciones

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(

Unen los sistemas de control a los sistemas de Bases de Datos

Consolidan el entorno de comunicaciones propio y con aplicaciones de terceros

Diseados para comunicaciones bidireccionales

Soportan reglas de negocio, para automatizar tareas de gestin

Garantizan la entrega de los datos

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Aplicaciones para la planificacin detallada a capacidad finita de los diferentes lotes de fabricacin

Se realimentan en tiempo real del avance de produccin informado por los sistemas de automatizacin

Soportan simulaciones basadas en reglas para contemplar posibles escenarios futuros

Se basan en sistemas grficos, muchos de ellos al estilo de diagramas de Gantt

Gestin de informes de Rendimiento DataMart y Web Services OLAP On Line Analytical Processing WOM - Work Order Management Gestin de Materiales, Track & Trace Respeto de procedimientos y Visibilidad Almacn de documentos digitales Gestin de RMA (Return Material

Authorization) Seguimiento de estndares de calidad SPC/SQC Gestin integrada de No-conformidades Gestin de proveedores Tratamiento de reclamaciones e informe

de eventos adversos

"

Localizar, transformar e integrar informacin a lo largo de toda la empresa

Gestin del flujo de Informacin a lo largo de mltiples elementos

Conectividad directa al ERP y a otras aplicaciones estndar del entorno MES

.'

Test de cambios sobre el sistema actual

Localizar y solucionar cuellos de botella

Testear los cambios de la lgica del controlador

Comparar sistemas de diseo alternativos

Disear/Verificar operaciones de la cadena de suministro

"

Permite consolidar los interfaces basados en Web e incluso sirve de portlet para terceros

Cuadro de mando (Dashboard) con indicadores clave de rendimiento

Personalizacin y presentaciones basadas en el rol del usuario

Visualizar e interactuar con mltiples aplicaciones


':(! &"""(

Ethernet/IP

PANELOPERADOR

Dispositivos de Planta

CONTROLADOR


':(! &""

Ethernet/IP

Dispositivos de Planta

SERVERSCADA CLIENTE

SCADABATCH

SERVERBATCH CLIENTE

SCADABATCH

ESTACIN INGENIERIA

CONTROLADOR


':(! &""

Ethernet/IP

ControlNet

I/O REMOTAS I/O REMOTAS

CONTROLADOR CONTROLADOR

PANELOPERADOR

PANELOPERADOR

Disp.HartDispositivos Hart

HART

HART

PF-DP

Segment Coupler

PF-PA

Dispositivos Profibus-DP/PA Dispositivos Fielbus Foundation

Fieldbus

DeviceNet

Dispositivos DeviceNetDispos.Convenc.

4-20

SERVERSCADA

SERVER DATOS

ESTACIN INGENIERIA

SERVERBATCH

CONTROLADORDOMINIO CLIENTE

SCADABATCH

CLIENTESCADABATCH

CLIENTESCADABATCH

CLIENTESCADABATCH

CLIENTESCADABATCH


':(! &""(:

Servidores y Clientes control

Controladores.

Sistemas de Preparacin

Clientes Corporativos InternetFirewall / Router

Sistemas Corporativos

Ethernet CorporativaEthernet

IndustrialFirewall

IndustrialFirewall

F.O. Ethernet 1GB Supervisin

ServerCCTV

Ethernet Video

IndustrialFirewall

F.O. Ethernet 1GB Control

I/O Remotas

GatewayENet-DNet

DNet

Deteccin Vibraciones Displays Panel Operador Cmaras CCTVWIFI APRFID A.P.

ServerSCADA

ServerBD

ServerAplic.

1

ServerOPC yDatos

ServerDominio

ServerBD Lab

ClientesLaborat.

Sistemas de Laboratorio

ClienteBscula

ClienteLaboratorio

ClientesSala de Control

EstacinIngeniera

Servers Corporativos ClientesRemotos

Clientes de video

IndustrialFirewall

FOSS FOSS

DNet

ServerAplic.

2

PowerMonitors

RS232

Clientes Locales

BASC. BASC.RS232

Sistema de pesadas

RS232

Protocolos

RS232

Controlador


"%'

El mercado

demanda una gran variedad de productos,

obliga a su mejora continuada,

a la especializacin creciente,

constante aparicin de productos nuevos,

exigiendo una alta calidad,

y a un coste reducido.


"%-

Los sistemas de fabricacin deben adaptarse para dar la respuesta ms eficiente a estas necesidades de la demanda.

En este difcil entorno, las empresas de ms xito se caracterizan por aplicar:

Normativas de estandarizacin (S88, S95, ) Instrumentacin inteligente Redes de comunicaciones rpidas y seguras Sistemas de control y supervisin avanzados Sistemas de gestin de la produccin especializados


"%-

Las normativas y la tecnologa nos ayudan en gran medida, pero no son suficientes, son slo herramientas.

Las personas, de diferentes responsabilidades que intervienen en los procesos de produccin, son el verdadero motor de fbrica.

Es fundamental motivar, formar, desarrollar a todo el personal de fbrica, para utilizar las tecnologas mencionadas.

De este modo el personal se realizar con funciones de valor aadido, y la fbrica podrn alcanzar el nivel de respuesta en produccin que el mercado exige.

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Corua, 24 - 4 - Oficina E36208 - VIGOTel. 986 21 09 01www.rockwellautomation.es

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escenario actual

ejemplos de arquitecturas

mercado de consumo6

cliente ms

reduccin de costes

empleados ms

normativas presin competitiva