La tecnología inalámbrica está experimentando un rápido auge en el sector industrial, sobre todo en los talleres donde se requiere cierto grado de movilidad y libertad, como en las aplicaciones de robots, vehículos de guiado automático (AGV) y dispositivos de seguimiento RFID. Pero aún quedan muchos otros ámbitos en los que esta tecnología podría suponer una diferencia real en términos de reducción de costes y aumento de la fiabilidad.
Por Alejandro Molinero, Jefe de Producto, SMC España
SEPTIEMBRE 2022
Robustez y adaptabilidadUna cosa importante que hay que señalar es que la tecnología inalámbrica industrial no es lo mismo que la Wi-Fi que tiene en casa. La tecnología es mucho más robusta y adaptada al uso industrial, por lo que es más fiable que una red cableada en la mayoría de las aplicaciones. En SMC hemos trabajado muy duro para desarrollar una solución probada con nuestro sistema de bus de campo inalámbrico, que ofrece hasta 1280 E/S para la comunicación con hasta 127 módulos remotos.
Recreación - Unidad inalámbrica de SMC en una planta de automoción
El sistema surgió de nuestro concepto de innovación impulsada por el cliente. Los clientes (originalmente fábricas de automóviles) pedían un sistema de comunicación más fiable frente a la fatiga del cableado. Sabían que el desarrollo de un sistema de este tipo ayudaría a reducir el tiempo de inactividad de la producción y tendría un efecto positivo en la productividad y la OEE. Como resultado, pusimos en marcha nuestro enfoque basado en soluciones, pasando por las fases de desarrollo, pruebas y validación. Sólo tras completar el 100% de las pruebas en entornos muy exigentes lanzamos el sistema al mercado en general.
En la actualidad, toda una serie de empresas industriales pueden utilizar el sistema para beneficiarse de una instalación más rápida del cableado y los conectores, así como de un menor riesgo de rotura y desconexión. El resultado: ¡mayor fiabilidad! También puede reducir drásticamente sus costes, tanto de materiales de cableado como de horas de trabajo de instalación. Por ejemplo, en un caso de uso que implique la sustitución de un sistema cableado con 15 unidades de interfaz serie (SI) por un sistema inalámbrico con una unidad base y 15 unidades remotas, las líneas de comunicación se reducen de 15 a una, mientras que el número de conectores de comunicación necesarios se reduce de 29 a uno. Además, con SMC se puede mantener la intercambiabilidad entre unidades SI.
Selección de la frecuencia de transmisión
La tecnología inalámbrica ofrece muchas más ventajas, entre ellas una comunicación totalmente resistente al ruido, con saltos de frecuencia (cada 5 ms) y cifrado de datos en la banda ISM de 2,4 GHz.
Una característica vital de cualquier tecnología inalámbrica es la frecuencia de transmisión, ya que influye en la velocidad de datos, la distancia de transmisión y la capacidad de atravesar objetos. Por tanto, la selección óptima del espectro operativo es crucial para satisfacer las necesidades de su aplicación. En la banda ISM (industrial, científica y médica) de 2,5 GHz, la tecnología de comunicación cambia rápidamente (salta) de frecuencia, para evitar interferencias de cualquier otro equipo del taller que utilice Wi-Fi, incluso en entornos industriales muy ruidosos. Para mayor tranquilidad, el sistema facilita la supervisión del estado de las comunicaciones inalámbricas en todo momento.
También disfrutará de una seguridad total, ya que se impide el acceso no autorizado desde el exterior mediante el cifrado de datos. En este caso, el flujo de datos es difícil de descodificar sin un conocimiento previo de la secuencia, lo que aumenta aún más la seguridad.
Por supuesto, puede utilizar la tecnología inalámbrica en cualquier lugar, ya que no hay limitaciones de cableado. La comunicación inalámbrica es ideal para el cambio de herramientas en brazos robóticos, mesas giratorias/indexables e incluso entornos de soldadura. No hay ninguna razón por la que no pueda introducir más flexibilidad en sus máquinas y aprovechar las capacidades de conexión rápida. De hecho, el tiempo que transcurre desde el encendido hasta el inicio de las comunicaciones es de unos 250 ms. Como ventaja añadida, es posible configurar archivos de configuración mediante un lector/grabador NFC (comunicación de campo cercano) y un software de configuración. Algunos parámetros pueden configurarse incluso en ausencia de alimentación.
Mando a distancia inalámbrico y unidad base de SMC conectados a un colector de válvulas solenoides de 5 puertos
Solución probada
En cada aplicación, SMC establece, prueba y compara las comunicaciones por cable antes de proponer la mejor solución. Al fin y al cabo, hay muchos factores a tener en cuenta que requieren experiencia y conocimientos, entre los que destacan el alcance, la velocidad/rendimiento, la fiabilidad, la ciberseguridad, el coste de implantación, el coste de asistencia y mantenimiento, la compatibilidad con los sistemas existentes y el ciclo de vida.
Si no vemos un beneficio, lo mantendremos cableado. Sin embargo, este resultado es cada vez menos frecuente debido a las ventajas que aporta la tecnología inalámbrica. No sólo el tiempo de inactividad es menor con la comunicación inalámbrica, sino que también ofrece un mejor comportamiento ante cualquier microparada, que se están convirtiendo en una preocupación cada vez mayor para las empresas industriales.
En pocas palabras, en más del 60% de las instalaciones industriales, la tecnología inalámbrica es más relevante en términos de inversión, fiabilidad y flexibilidad para muchas de sus necesidades de comunicación. Tras una instalación profesional que tiene en cuenta los factores ambientales, la comunicación inalámbrica industrial es estable y proporciona una larga vida útil. Incluso ofrece una vía para la sustitución de equipos en cualquiera de los extremos sin cambiar la infraestructura inalámbrica.
SMC ha implantado comunicaciones inalámbricas en cientos de instalaciones industriales sólo en España. Hasta ahora no hemos tenido ni una sola queja, lo que dice mucho de la fiabilidad de esta tecnología tan interesante y ventajosa.
La adopción de las comunicaciones inalámbricas crece a buen ritmo. Los casos de uso incluyen proyectos de sustitución de cables, acceso inalámbrico a máquinas, conectividad con equipos industriales móviles y arquitecturas descentralizadas y flexibles. Esta tecnología y su asociación con los retos actuales y crecientes de la industria que implican la digitalización, las fábricas inteligentes, la flexibilidad, la movilidad y la captura de datos, tiene el potencial de desbloquear nuevas posibilidades, optimizando las fábricas y mejorando la eficiencia en línea con una mayor fiabilidad.
