Entornos de automatización basados en acciones o en ciclos
Comparación de IEC 61131 con IEC 61499
Entornos de automatización con controles distribuidos conforman la base para el IoT, Smart-Grids y la Industrie 4.0.
El clásico modelo de automatización según IEC 61131, como el utilizado, por ejemplo, en la programación de PLC, se caracteriza por un procesamiento de ciclos. Los bloques de funciones combinados en una lógica general son procesados en intervalos fijos y las señales y los valores resultantes se guardan al finalizar cada ciclo en una reproducción interna del proceso. Luego, en función del tipo, están disponibles en las salidas físicas del control o como variables internas y, junto con las señales en los bornes de entrada, forman la base técnica de datos para el siguiente ciclo de procesamiento.
Pero, tan pronto como el sistema general incluye más de una unidad de control, el modelo clásico llega a sus límites. Aquí entra en juego el IEC 61499 que permite una modelización de sistemas distribuidos. Las unidades de control utilizadas, independientemente de la marca, se conectan entre sí, por ejemplo, a través de Ethernet, intercambian sus datos del proceso por esa vía y pueden ser combinadas para formar un sistema único homogéneo. Debido a que se pierde la capacidad de trabajo en tiempo real por la latencia de los canales de comunicación entre las unidades de control, en el IEC 61499 se ha sustituido el principio basado en ciclos por una solución basada en eventos. Los bloques de funciones conocidos de la IEC 61131 han sido ampliados con entradas y salidas adicionales para una señalización de acciones y se llaman entre sí a través de estas. Así un bloque de funciones solo se ejecuta cuando recibe una señal de disparo de otro bloque de funciones.
Comparación de IEC 61131 con IEC 61499:
| IEC 61131 | IEC 61499 | |
|---|---|---|
| Procesamiento | Basado en ciclos | Basado en eventos |
| Escalabilidad | Solo mediante ampliación de la lógica de procesamiento de cada unidad de control | Ampliación de la lógica de procesamiento de cada unidad de control y agregar unidades complementarias |
| Capacidad en tiempo real | Sí, pues no existe latencia en los canales de comunicación | No, pues la comunicación entre las unidades de control no está exenta de retardos |
| Interoperabilidad | Programación de cada sistema según las especificaciones del fabricante | Programación centralizada del sistema completo con software de planificación de proyectos compatible |
Al final de la planificación del sistema se exporta para cada unidad de control el volumen de funciones relevante en forma de una configuración XML, que luego se carga en cada componente. Esto permite registrar los procesos de control de forma centralizada y luego distribuirlos a las unidades de control respectivas y activarlos allí. Este modo de proceder es ventajoso también para posteriores modificaciones, pues se puede realizar desde la definición de tareas hasta la activación de nuevas reglas en un sistema centralizado.
Además de las unidades de control lógicas es posible también el uso de componentes de automatización aptos para la comunicación sin una lógica de control propia. Por lo tanto, en un entorno de automatización basado en Ethernet se pueden utilizar también los Web-IO de Wiesemann & Theis como módulos IO descentralizados para registrar valores de medición analógicos y digitales o para conmutar los actuadores respectivos. La integración se realiza, por ejemplo, con los protocolos para el IoT: OPC UA o MQTT.
