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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
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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
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1903
1909
FundaciFundacinn
1994
HoyHoy
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!"
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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Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 8
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
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'"("")
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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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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
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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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3(06"
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
os
P
r
o
d
u
c
t
o
s
Pocos
Muchos
4) Proceso Multi-Unidad
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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
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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
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Estndar decontrol delotes S88
Difcil para losusuarios comunicar
requerimientos
No haba un modelocomn para
control de lotes
S88.01Modelos
S88.01Terminologa
7&"8 .! 9
Difcil integracinde diferentesvendedores
Control de lotes de difcil
configuracin
S88.02Estructuras de datos
S88.02Lenguajes
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+:.;"9
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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.
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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
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CIPCIP
EtherNet/IP
ControlNet
DeviceNet
ControlNet
CIP
$C = , # -# (
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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Pautas y normativas Instrumentacin inteligente Redes de comunicaciones Sistemas de automatizacin y control Software de gestin de planta
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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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Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 82
HAL (Interface con Hardware)Procesadores, Comunicaciones en placa, Backplane
!%# ((>
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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!%* B("::
Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 87
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Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 88
!%(
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.
"(4!3! 5
Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 90
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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)
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Plataforma Gestin Batch
Planificador de Campaas
Gestor operaciones manuales
Informes de Lote (EBR)
Trazabilidad de Materiales
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Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 97
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Pautas y normativas Instrumentacin inteligente Redes de comunicaciones Sistemas de automatizacin y control Software de gestin de planta
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.
>
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
'4# ''5
(
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
/"
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
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5. Ejemplos de arquitecturas de proceso
3. Problemtica de la fabricacin
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6. Resumen y Conclusiones
4. Soluciones para responder a la demanda
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':(! &"""(
Ethernet/IP
PANELOPERADOR
Dispositivos de Planta
CONTROLADOR
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Ethernet/IP
Dispositivos de Planta
SERVERSCADA CLIENTE
SCADABATCH
SERVERBATCH CLIENTE
SCADABATCH
ESTACIN INGENIERIA
CONTROLADOR
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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
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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
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2. Escenario actual del mercado de consumo
6. Resumen y Conclusiones
4. Soluciones para responder a la demanda
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"%'
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.
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"%-
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
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"%-
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
Antoni RoviraResponsable Industria de [email protected]
Expertos en Industria de Proceso