Automatica 451

Productividad y eficiencia del diseño a la producción

Marcando tendencias:

Sistemas de control a prueba de fallos

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451 / Mayo 2013

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Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

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SISTEMAS EMBEDDED

Sus aplicaciones crecen a un ritmo exponencial

Tanto en dispositivos de uso cotidiano como en los propiamente industriales, las presencia de las soluciones embedded es cada vez mayor. En los últimos años han experimentado una notable evolución tecnológica, pero se sigue trabajando para resolver sus limitaciones.

Pág. 34

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Mayo 2013, n.º 451

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Panorama Sector biotecnológico: En la senda de la consolidación

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SUMARIO

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Sector biotecnológico: en la senda de la consolidación

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Capaz hoy de atraer capital privado a través de innovaciones que prometen ser altamente comercializables en su aplicación a la sanidad, industria, medioambiente o agricultura, los desafíos de la biotecnología vienen por la capacidad de la administración nacional y europea en la simplificación del sistema de patentes o en la atracción de mayores inversiones al sector.

Protecciones contra radiaciones ionizantes Según Markets&Markets, el 24 mercado mundial de equipos de

protección contra radiaciones ionizantes (ondas electromagnéticas y partículas) alcanzará una tasa de crecimiento anual ponderada del 6% entre 2012 y 2017.

TIEMPO REAL 14 Mes a mes • La especificación FDT soportará las redes CIP • Foundation Fieldbus e ISA100 aprueban una arquitectura de red de retorno • Motion control: Ethernet progresa 18 CEA • Abierto el plazo de inscripciones en las Jornadas de Automática 2013 • 5º Simposio de Ingeniería Biomédica: llamada a la participación

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20 Empresas • Las últimas tecnologías de hardware y software industrial de Siemens, protagonistas de una exitosa gira • Kontron facilita la entrada en el mundo de los procesadores embedded

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SUMARIO

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SISTEMAS EMBEDDED Estado tecnológico actual de los sistemas embedded

Sistemas embedded de bajo coste: ¿uso educativo, de hobby o industrial?

Para conocer sus opiniones so34 bre el estado tecnológico actual

El fenómeno de las tarjetas Linux viene precedido por otro hecho, el 42 de la irrupción de las tarjetas Arduino. En ambos casos, la disponibi-

de estos sistemas (hardware, software y comunicaciones) y sobre las tendencias que se apuntan para el futuro, hemos planteado una serie de cuestiones a algunos de los grandes del sector de la automatización y control industrial.

Una tendencia clave en el diseño de sistemas embedded Combinar 58 múltiples

elementos de procesamiento en arquitecturas heterogéneas permite sistemas embedded de alto rendimiento.

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Eventos • La innovación en el procesado del metal, protagonista en EMO Hannover 2013 • Sensor+Test 2013, buenos resultados en tiempos difíciles

26 Opinión • Inteligentes pero no aburridas (Laura Tremosa)

S ELECCION DEL MES 28 Empresas • ATC Italia, primera filial europea de AirTac 30

Productos • 3ª generación de ordenadores industriales • Controlando todos los procesos de una planta industrial

I NFORME 71 Gestión de la cadena de

lidad de los procesadores adecuados ha sido identificada como uno de los factores del éxito. En este artículo analizamos una selección de diez tarjetas, cuáles son los movimientos que se están produciendo y en qué ámbitos encuentran su aplicación, ya sea educativa, de “hobby” o profesional.

Uso del análisis estático y la verificación de código para producir software embedded de alta calidad Respetar los estándares de codificación, llevar a cabo la verificación del software de 60 forma temprana en el proceso de desarrollo, realizar comprobaciones con respecto a

un conjunto establecido de métricas de calidad e identificar las operaciones de software que se sabe que son correctas o que contienen código con errores son elementos que contribuyen a la calidad y la coherencia del software embedded.

Easy automation: integrando las TI en los controladores embedded Automation es un enfoque innovador, basado en la integración 65 Easy de las tecnologías de la información en los controladores embedded, con el objetivo final de incrementar su usabilidad para las personas, que son en última instancia las que toman las decisiones y a las que afectan los cambios.

suministro. Objetivo: una única plataforma Las múltiples aplicaciones para las distintas fases que incluye una cadena de suministro ya no se contemplan como soluciones aisladas, sino como soluciones integradas en las que la información de la planificación fluye a través de todas las actividades de la empresa utilizando los mismos datos. Los sistemas ERP que han ido incorporando los diversos módulos que incluye la cadena están protagonizando la oferta.

APLICACIONES 82 “Kinetic Rain”, la simbiosis perfecta entre la tecnología y el arte Esta escultura cinética está compuesta por 1216 gotas de aluminio extremadamente brillantes, recubiertas de cobre. Durante un espectáculo de 15 minutos, las gotas se

agrupan formando diferentes representaciones relacionadas con el concepto de volar.

El desafío de mover 1.216 ejes servo de forma sincronizada se solucionó mediante el uso de EtherCAT, TwinCAT y los servoaccionamientos compactos.

87 PMU: equipos para medidas precisas en redes inteligentes Actualmente, los sincrofasores (también conocidos como PMU: Phase Measurement Units) se están dotando de referencias a una coordenada universal de tiempo (UTC: Universal Time Coordinated) muy precisa común para el sincronismo, como es la señal GPS (Global Positioning System), con un rango de error conocido y pequeño.

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EDITORIAL

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¿Plataformas abiertas y de bajo coste?

L

os sistemas embedded no son ya nada nuevos, pero ha sido en los últimos años cuando sus aplicaciones han ido creciendo a un ritmo exponencial, tanto en dispositivos de uso cotidiano como en los propiamente industriales. También ha sido en estos últimos años cuando dichos sistemas han experimentado una notable evolución tecnológica. Aun así, siguen existiendo algunas limitaciones, sobre todo relacionadas con la capacidad de cómputo, la velocidad de arranque, el alto coste de integración de las FPGA o CPLD de reducido tamaño en placas de formatos 3,5’’, su tamaño, la dependencia existente entre el hardware y el software y el consumo energético, entre otras.

Otra de las partes críticas de estos sistemas era el tiempo que había que dedicar a las etapas de codificación y verificación; sin embargo, ahora ya puede resolverse con herramientas basadas en la metodología de diseño basado a su vez en modelos, presentes hoy en día en el mercado.

Por otro lado, importante es también llegar a una integración entre todas las herramientas de desarrollo, y así reducir el número de recursos involucrados en un proyecto y el tiempo de desarrollo del mismo. Aún es frecuente que el desarrollador del software embedded utilice herramientas específicas, que no son las mismas que se utilizan para desarrollar la interface hombre-máquina, sea esta del tipo que sea.

En todo caso, también están disponibles hoy herramientas adecuadas para resolver este aspecto.

A todo ello hacen referencia las opiniones de algunos especialistas en estos tipos de sistemas, recogidas en uno de los artículos del dossier central de este número de Automática.

Pero en la edición de este año dedicada a los embedded hemos prestado una especial atención a la nueva tendencia hacia el Open Source Hardware, cuyas licencias son abiertas y las especificaciones técnicas, públicas. Estas

plataformas no solo están recibiendo una muy buena acogida por parte de la comunidad de diseñadores electrónicos, con un número creciente de seguidores especialmente en el sector educativo, sino que desde la industria también empiezan a contemplarse como una posible opción, a pesar de que parece evidente que debería llegarse a una estandarización de las plataformas. Hoy por hoy, las empresas de control y automatización industrial siguen mostrándose más partidarias de soluciones industriales certificadas y diseñadas por profesionales para mercados verticales.

No obstante, el éxito de los procesadores ARM, masivamente utilizados en dispositivos móviles, ha impulsado la aparición de un ecosistema creciente de tarjetas de bajo coste capaces de soportar un sistema operativo como Linux, lo que las convierte en ordenadores completos en los que cabe toda la informática. Tal como indican los autores del artículo que dedicamos a este tema, estas tarjetas pueden coexistir y colaborar perfectamente con los sistemas basados en microcontroladores, tal como sucede con los controladores industriales (PLC) y los sistemas informáticos basados en sistema operativo (PC embedded).

En los ámbitos educativo y de hobby, el éxito de su aplicación está fuera de toda duda, y con el tiempo se irá viendo su aplicación en ambientes industriales. Las características rugged y la incorporación de estándares industriales son los pasos naturales que deberían darse de forma progresiva, siguen afirmando.

Y aquí otra idea que lanzan los autores de este artículo que nos parece interesante destacar: Los centros de innovación del ámbito universitario pueden jugar un papel muy relevante en el desarrollo y difusión del I+D necesario para trasladar este conocimiento tanto al tejido industrial como al propio sistema educativo. Parece que hay que subirse a este carro, ya!

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TIEMPO REAL

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Panorama

Sector biotecnológico

En la senda de la consolidación

La biotecnología en España ha conseguido un punto de maduración óptimo para hacer despegar su crecimiento. Capaz hoy de atraer capital privado a través de innovaciones que prometen ser altamente comercializables en su aplicación a la sanidad, industria, medioambiente o agricultura, los desafíos vienen por la capacidad de la administración nacional y europea en la simplificación del sistema de patentes o en la atracción de mayores inversiones al sector.  CONSTANZA SAAVEDRA

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S

eguramente el sector biotecnológico es, junto con el de las energías renovables, una de las industrias que mayor crecimiento ha experimentado en los últimos años. Así lo pone de manifiesto el informe Relevancia de la Biotecnología en España 2011 publicado por la Fundación Genoma España, organismo integrado hoy dentro de la Federación Española para la Ciencia y la Tecnología tras el plan de reestructuración del sector público del Ministerio de Economía. En el periodo 20002010, el número de empresas de biotecnología creció un 359%, la facturación se incrementó en más del 600% a una tasa anual del 23% y la cantidad de profesionales involucrados en el sector experimentó una subida cercana al 1.500%.

Tal y como apunta Asebio, la Asociación Española de Bioempresas, de los 1.715 organismos que realizan actividades relacionadas con la biotecnología –empresas privadas, unidades de negocio dentro de compañías, instituciones públicas, centros educativos, etc.–, más de 880 actores participan de este sector por ser una herramienta necesaria para sus procesos productivos, algo más de 600 lo han desarrollado como una línea de negocio secundaria, y casi 210 trabajan en él de manera casi exclusiva. Cataluña, Andalucía,

n Fuente: Purac.

Madrid y el País Vasco son las comunidades que concentran la mayoría de estas empresas, las que a finales de 2010, último año con datos consolidados del sector, alcanzaron una cifra de negocio en torno a los 51,7 millones de euros.

Si en los inicios el despegue del crecimiento de la industria biotecnológica fue empujado principalmente desde la esfera pública, a través del papel de los centros educativos como investigadores o viveros de empresas biotecnológicas y el fácil acceso a las subvenciones, diversas operaciones cerradas entre finales de 2012 e inicios de 2013 demuestran que el sector ha tomado a tiempo un nuevo rumbo y está alcanzando el punto de maduración

en el que es capaz de atraer a inversores privados a falta de dinero de la Administración, sobre todo en el ámbito biosanitario.

Algunas de las operaciones más destacadas: Grifols adquirió el 40% de VCN Biosciences, el 51% de Araclon Biotech y el 60% de Bipharma; AB Biotics aprobó la entrada en su capital de la farmacéutica Almirall; José Manuel Lara se hizo con el 30% de Plasmia Biotech y Repsol adquirió el 50% de Neol Biosolutions. Según datos de la Asociación Española de Entidades de Capital Riesgo, durante 2012 la biotecnología acaparó el 9,2% de las operaciones realizadas, casi alcanzando a sectores clásicos como los servicios industriales y las comunicaciones.

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Panorama La biotecnología no es solo un sector económico o una disciplina científica, sino que representa un motor de cambio que puede contribuir notablemente a la modernización de la sociedad española, afirmó Rafael Camacho, CEO de The Wandering Innovator y ex director general de la Fundación Genoma España en la presentación del informe de relevancia del sector. Y a la luz de los múltiples avances de la industria en los diversos ámbitos en los que participa, todo apunta a que se convertirá en un pilar clave para la construcción de la nueva economía productiva por la que clama España.

Líneas de avance biotecnológico Pese a que es la biotecnología aplicada al sector sanitario la que mayor presencia y difusión tiene, son numerosas las áreas en las que el sector trabaja y ofrece nuevos desarrollos ya comercializables. Tal y como detallan desde la Plataforma de Mercados Biotecnológicos –iniciativa puesta en marcha por Asebio y el Ministerio de Economía junto con la Sociedad Española de Biotecnología, entre otras entidades del sector– existen básicamente cinco ámbitos diferenciados: la biotecnología roja, aplicada al sector sanitario; la verde, relacionada principalmente con la agricultura, la blanca, o biotecnología industrial; la gris, en la que se agrupan todas las iniciativas que tienen que ver con el medioambiente, y la azul, dedicada a la explotación de los recursos del mar.

La biotecnología roja se centra principalmente en el desarrollo de bioproductos y diagnóstico en el ámbito sanitario. Según explican desde la Plataforma, a esta rama corresponden avances como la identificación de nuevos principios activos, el desarrollo de vacunas y biofármacos, nuevos abordajes en diagnóstico molecular y en terapias avanzadas y el desarrollo de la ingeniería genética.

Atendiendo a las previsiones de Asebio en su pipeline de biotecnología sanitaria para 2013, actualmente

“Si en los inicios el despegue del crecimiento de la industria biotecnológica fue empujado principalmente desde la esfera pública, diversas operaciones cerradas entre finales de 2012 e inicios de 2013 demuestran que el sector ha tomado un nuevo rumbo y está alcanzando el punto de maduración en el que es capaz de atraer a inversores privados.” se recogen 357 proyectos en marcha, un 41,1% más de proyectos en relación a las estimaciones de 2012, entre los que se contemplan medicamentos investigados en España

que aún no están comercializándose y que pertenecen tanto a entidades nacionales como a filiales de multinacionales; diferentes productos y servicios de diagnóstico y de me-

Biotecnología industrial en cifras

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n Fuente: Grifols.

S

egún Asebio, la producción de compuestos químicos derivadosde la biotecnología en 2002 se cifró en 2,7 millones de toneladas.

Tres años después, en el 2005, el valor de mercado de estos compuestos se cifró en 50.000 Me, cantidad equivalente a un 7% de la producción total. En 2010 el mercado ya superaba 80.000 Me, el 10% de la producción.

Los bioplásticos, a pesar de ser un sector aún en crecimiento, desvelan un comportamiento igualmente positivo. Si en 1995 la producción era cercana a las 15.000 t/año; en el 2000 ya se cifraba en 50.000 t/año y en 2005, 80.000 t/año más. La subida del petróleo empujó al sector a las 510.000 t/año en el periodo 2006-2008, y en 2010 se superaron las 875.000 t/año.

La aportación económica de las empresas dedicadas en exclusiva a la biotecnología industrial tiene en la producción de enzimas su motor de consolidación, siendo este el mercado más maduro dentro de este ámbito de aplicación. En 2010, último año con datos consolidados, Asebio contabilizó 227 desarrollos industriales realizados por 31 entidades en el campo de los bioprocesos, bioproductos, tecnologías de aplicación al área industrial y actividades en el campo de los biocombustibles.

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Panorama

Año Nacional de la Biotecnología

A

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iniciativa de la Federación Española de Biotecnólogos, y tras la aprobación del Congreso de los Diputados, se espera que 2014 sea declarado como Año Nacional de la Biotecnología. La propuesta tiene como objetivos impulsar la investigación en biotecnología en España, promover las aplicaciones que el sector tiene en distintas áreas en la sociedad –salud humana y veterinaria, agricultura y ganadería, medio ambiente, minería, etc.–, mejorar la enseñanza, comunicación y divulgación de la biotecnología, aumentar la cooperación entre el sector público y el privado, y mejorar la transferencia de tecnología y la inversión privada.

En 2010, España continuaba su fase de expansión biotecnológica creciendo anualmente a más del 8%, pese a que el tamaño del sector es relativamente pequeño si se le compara con otros mercados como el norteamericano. Tal y como detallan desde Asebio, desde 2010, y pese al entorno de crisis, se confirma que la biotecnología española crece prácticamente al 20% anual, más de 6 veces que Alemania y más de 10 veces que el resto de los países del conjunto europeo.

dicina personalizada, así como 26 tecnologías y 35 plataformas de investigación. La oncología es el área terapéutica en la que más investigan tanto empresas nacionales como multinacionales; sin embargo, el segundo lugar está ocupado por dos áreas: sistema nervioso central y enfermedades infecciosas, detallan.

Del total de proyectos, 51 ya están listos para ser comercializados.

Dentro de esta línea de desarrollo biotecnológico, destaca la iniciativa Proyecto SUMMA, el primer mapa de oportunidades para el desarrollo de la medicina personalizada basada en la biotecnología en el Sistema Nacional de Salud. SUMMA es un instrumento fundamental para articular futuros proyectos de compra pública de tecnología innovadora, ya que el mismo hace una radiografía de las necesidades que tiene el sector público hospitalario en el ámbito de biomarcadores y, por otro lado, recoge de forma detallada las tecnologías que existen actualmente

en los ámbitos estudiados, oncología y hematología, comentó la presidenta de Asebio, Regina Revilla, durante su presentación.

El proyecto revela el interés de oncólogos, hematólogos y gerentes en 65 hospitales españoles en el desarrollo de marcadores de predisposición/riesgo, diagnóstico, pronóstico y elección/respuesta al tratamiento. Impulsar la compra pública innovadora cumple con dos objetivos fundamentales: por un lado, persigue la creación de productos y servicios útiles para necesidades hoy no cubiertas en el Sistema Nacional de Salud y, por otro, sirve de espejo para el sector, ya que si la demanda interna de productos innovadores no funciona, difícilmente podrán venderse estas tecnologías en el exterior, afirma Revilla.

La biotecnología verde, centrada en la agricultura como campo de explotación, es conocida principalmente por ser responsable del cul-

“Según detallan desde Asebio, desde 2010, y pese al entorno de crisis, se confirma que la biotecnología española crece prácticamente al 20% anual, más de 6 veces que Alemania y más de 10 veces que el resto de los países del conjunto europeo”. tivo de transgénicos, vegetales que son genéticamente modificados con el fin de hacerlos más resistentes a plagas, desarrollar variedades mejoradas nutricionalmente, e incluso, para que actúen como organismos capaces de producir sustancias de interés biomédico, según detallan desde la Plataforma de Mercados Biotecnológicos. Otros desarrollos dentro de esta área tienen que ver con la producción de biofertilizantes y biopesticidas, el cultivo in vitro y la clonación de vegetales.

No exentos de polémica, el avance de los transgénicos tiene un difuso marco legal en Europa. Pese a que en el continente en la práctica solo permiten dos tipos de cultivos, uno de patata y una clase de maíz resistente a la plaga del taladro, se autoriza la importación de 45 productos modificados genéticamente. En relación a esta paradoja, la Asociación Europea de Bioindustrias señala que para las aprobaciones de organismos modificados genéticamente (OMGs), los retrasos acumulados en la Unión Europea han alcanzado en mayo los 49 años. La Comisión Europea tiene productos que llevan más de cuatro años sin ser votados pese a que la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria los ha declarado seguros para el consumo humano y animal.

Las alarmas del sector se disparan ya que existe el riesgo que la producción de estos cultivos, que ya han superado la fase de investigación y se encuentran listos para ser plantados y comercializados, se traslade

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Panorama a otros mercados más receptivos como Latinoamérica o China. Pese a ello, según datos de la Fundación Antama, España continúa siendo el país con mayor superficie cultivada con semillas biotecnológicas en la Unión Europea, con 116.306 hectáreas de maíz modificado genéticamente. A nivel mundial, en 2012 se sembraron en todo el mundo 170,3 millones de hectáreas con semillas biotecnológicas, un 6% más que en 2011.

Para la biotecnología gris, aquella relacionada con el medioambiente, los avances se centran principalmente en la aplicación de los procesos biotecnológicos a modo de biorremediación, esto es, limpiar la polución, las aguas residuales, purificación del aire, gases de desecho, etc. Según señala el profesor de la Universidad de Barcelona Anicet R. Blanch en su informe Biotecnología ambiental. Aplicaciones biotecnológicas en la mejora del medio ambiente, existen cinco ámbitos principales de trabajos de esta rama: cambio climático, donde el control de emisiones de CO2 y gases metano provenientes de residuos ocupa la mayor parte de los esfuerzos; las energías alternativas, con la generación de nuevas fuentes energéticas a partir de microroganismos como la síntesis de hidrógeno o la bioelectricidad aún de manera muy incipiente; procesos de reciclaje, con la biodegradación microbiana para compuestos industriales como actividad destacada; recursos hídricos, incidiendo en la calidad y la regeneración de aguas residuales,

n Fuente: AB Biotics.

y por último, en relación a la salud, ofreciendo soluciones alternativas a los antibióticos en forma de una nueva generación de medicamentos más sostenibles y controlables en términos medioambientales.

La biotecnología azul, basada en la explotación de los recursos del mar para la generación de productos y aplicaciones de interés industrial, promete ser uno de los ámbitos de desarrollo más destacado si se tiene en cuenta el potencial aún desconocido del mar como fuente de nuevas especies de utilidad biotecnológica. Granjas acuícolas mejoradas, la exploración de nuevas fuentes como moléculas con capacidad terapéutica, cosméticas, etc., o nuevos biomateriales son solo una mínima parte de lo que puede representar esta área de trabajo Biotecnología blanca: las oportunidades de la industria Tal y como revela el último pipeline presentado por Asebio, tan solo un 12% del total de desarrollos biotecnológicos en España corresponden a algún producto, tecnología o servicio relacionado con el sector industrial, frente al 62% de las iniciativas que acapara el sector sanitario.

Consciente de la importancia de dotar a la industria de nuevos mecanismos de innovación para evitar la fuga masiva de empresas productivas por la pérdida de competitividad, la Comisión Europea ha puesto a la biotecnología como uno de los ejes fundamentales de su política de I+D+i.

En la actualidad, Europa es líder en la producción de enzimas industriales, utilizadas principalmente en la industria alimentaria o a modo de biodetergentes para procesos productivos. Un 64% de todas las empresas productoras de este biomaterial a nivel mundial están localizadas en el viejo continente, con Dinamarca liderando un mercado que aún tiene margen de crecimiento dada la multiplicidad de aplicaciones en las que se puede trabajar. Otro de los ámbitos ampliamente desarrollados hasta la fecha es la producción de bioetanol a partir de materiales reciclables como caña de azúcar o maíz. Sin embargo, reemplazar el gasoil por esta fuente de energía limpia aún no es rentable en la mayoría de los procesos industriales, por lo que se trabaja en la producción de etanol celulósico, más económico de

“Tal y como revela el último ‘pipeline’ presentado por Asebio, tan solo un 12% del total de desarrollos biotecnológicos en España corresponden a algún producto, tecnología o servicio relacionado con el sector industrial, frente al 62% de las iniciativas que acapara el sector sanitario”.

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Panorama

“La aportación económica de las empresas dedicadas en exclusiva a la biotecnología industrial tiene en la producción de enzimas su motor de consolidación, siendo este el mercado más maduro dentro de este ámbito de aplicación”.

n Fuente: Neol Biosolutions.

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generar y que puede servir como base química para otros biocombustibles.

Es precisamente este ámbito el que mayor expansión ha tenido en los últimos años. De acuerdo con la Directiva 20/20/20 de la Unión Europea –reducción del 20% de las emisiones y utilización del 20% de energías renovables en los países miembros para 2020– la producción de etanol celulósico representaría uno de los mercados industriales con mayores oportunidades de crecimiento dado el exceso y, por tanto, bajo coste de la materia prima necesaria para generarlo –fibra celulósica y residuos agrarios.

Otro sector ya consolidado es la producción de productos químicos finos, tales como aminoácidos, lípidos, ácidos orgánicos, vitaminas, etc., que encuentran aplicaciones en la industria farmacéutica, la industria de alimentos y piensos o la producción de detergentes y cosméticos. En la industria química, por ejemplo, un avance significativo para el aumento de la proporción de los productos químicos de base biológica es la creación de una plataforma intermedia de productos bio a partir del uso de fuentes de carbono renovables. Así, por ejemplo, la materia prima renovable podría transformarse en una cartera de productos químicos orgánicos finales que hoy se generan a partir de combustible fósil. Por ejemplo, ácidos fumárico, málico, succínico oita-

cónico que se utilizan actualmente como acidulantes alimentarios y en la fabricación de algunos poliésteres pueden encontrar nueva aplicación en la síntesis de nuevos polímeros y plásticos biodegradables.

Los polímeros de base biológica son otro ámbito de gran relevancia industrial. Con propiedades similares a los plásticos sintéticos, son completamente degradables por las bacterias en el suelo o el agua. Sin embargo, una limitación importante a la comercialización de este tipo de plásticos ha sido hasta ahora su coste y el rendimiento en relación con polímeros derivados del petróleo.

En opinión de la Comisión, se está invirtiendo mucho esfuerzo en la reducción de los costes de producción a través del desarrollo de mejores cepas bacterianas y el uso de materias primas más baratas, como subproductos de procesamiento de alimentos y los residuos, o nuevas alternativas como la modificación de las plantas para sintetizar PHA y la utilización de materias primas celulósicas. Se espera que este mercado haya crecido para 2020 en un 20%.

El futuro del sector bioindustrial A nivel estrictamente científico, se esperan significativos avances en la mejora de la producción de enzimas, lo que permitirá que ocupen un papel decisivo en la industria química, sector donde hoy se asoman únicamente a través de la ya consolidada producción de detergentes. Asimismo, el perfeccionamiento de la utilización de microorganismos permitirá la producción de un número cada vez mayor de compuestos químicos de un solo paso, se desarrollarán biosensores para la vigilancia en tiempo real de los contaminantes ambientales

y datos biométricos para la identificación de personas, la industria contará con biocombustibles de alta densidad energética producidos a partir de caña de azúcar y celulosa, y el mercado de bioplásticos pasará a tener una presencia decisiva en el mercado.

A nivel ejecutivo, la Unión Europea tiene el reto de unificar, o al menos estandarizar, el sistema actual de patentes para la protección de la propiedad intelectual. Su estructura fragmentada hace que los procesos de inscripción de las innovaciones sean costosos y engorrosos, dificultando así su expansión por el continente.

En segundo término, se hace necesario el impulso de inversión privada para el sector, más considerando el recorte presupuestario público en la materia. Atraer capital privado de riesgo a las fases iniciales de los proyectos empresariales biotecnológicos no es sencillo dado el elevado tiempo de maduración de las iniciativas biotecnológicas. Por lo mismo, aportar músculo financiero y generar una red de colaboración trasnacional en la materia para la inversión cruzada entre países permitiría, según la Comisión, optimizar el time-to-market a niveles atractivos para el sector privado.

Actualmente Japón y Estados Unidos en el sector industrial, y China, India o Brasil en el sector agrario, representan la mayor competencia para Europa en el ámbito biotecnológico. El éxito de la aplicación sanitaria de los desarrollos de esta industria puede servir de guía para la consolidación de los otros ámbitos en los que esta ciencia tiene mucho que aportar. La combinación de esfuerzo privado y promoción pública será, seguramente, la vía para consolidar su crecimiento global. n AeI

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Endress+Hauser pone a su disposición una amplia gama de conexiones higiénicas, desde las más pequeñas (p.e. Miniclamp) para una limpieza fácil y libre de residuos hasta las más utilizadas (p.e. Varivent).

El Cerabar M está certificado EHEDG, con todas las partes húmedas según la FDA. Su resistencia a temperaturas de proceso de 150 °C asegura que todas las operaciones de CIP/ SIP se pueden llevar a cabo de una forma simple, rápida y segura.

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Mes a mes

Toda la información sobre las JAI’2012 en DVD

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l DVD recopilatorio de JAI’2012 (V Jornadas sobre tecnologías y soluciones para la Automatización Industrial), que se distribuye encartado en este número de AeI, contiene el material multimedia (ponencias y entrevistas), presentaciones y contenidos extra relativos a las conferencias (más de 30 horas) impartidas por todas las empresas e instituciones que han participado como ponentes en el evento: Abb, Base2, Beckhoff, CEA, Enermed, Harting, Imatia, ISA, Kuka Robotics, Logitek, Macraut, MDT Spain, Omron, OPC Europe, Phoenix Contact, PLCOpen, PSA Peugeot Citroën (Centro de Vigo), Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, Solidq, Tagtum, Universidade de Coimbra, Universidad de Málaga, Weg y Wonderware.

Adicionalmente, se han incorporado al DVD recopilatorio otros contenidos complementarios: enlaces al material multimedia en alta calidad (disponible gracias a la televisión por Internet de la Universidade de Vigo (UVIGO-TV), fotos del evento, material promocional y, por último, el informe final de las Jornadas. n AeI

España aprovecha el 40% de sus aguas pluviales

S

egún detalla el ICEX, España es el único país del mundo que en 25 años ha sido capaz de desarrollar una red de infraestructuras que garantiza el ciclo integral del agua a todo su territorio a pesar de su seca climatología.

Así, en el territorio nacional se aprovecha el 40% del agua de lluvia, frente al 8% que utilizaría sin las infraestructuras con las que hoy cuenta.

La cifra es similar a la que

registran los países del centro de Europa, territorios verdes que aprovechan directamente el agua sin tener necesidad de construir presas ni grandes obras hidráulicas.

Hoy España asegura un suministro de 300 litros por persona y día a precios asequibles, detalla el ICEX. El coste supone como media el 0,67% del presupuesto familiar anual, frente al 3% destinado al teléfono, por ejemplo,

un desembolso que ronda 1,5 euros por metro cúbico frente a la horquilla de entre tres y cuatro euros que cuesta en el centro de Europa. n AeI

Innovación para la industria farmacéutica

L

a Fundación Bankinter ha dado a conocer las claves que un grupo de sabios han identificado para potenciar la innovación en la industria farmacéutica española. A juicio de los expertos, la productividad de la investigación farmacéutica ha descendido hasta límites que amenazan la generación de

fármacos innovadores, circunstancia que ha empujado a esta fundación a presentar 17 propuestas.

Entre las claves se encuentran explotar las posibilidades de la historia clínica electrónica y apoyarse más y mejor en los biomarcadores, fomentar los ensayos clínicos remotos, lograr la estandarización e

La especificación FDT soportará las redes CIP

L

as organizaciones FDT Group, a cargo de la tecnología FDT (Field Device Tool), y la Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), que a su vez está a cargo del desarrollo y la promoción del protocolo de comunicación independiente Common Industrial Protocol (CIP), han anunciado la próxima finalización de un anexo a las especificaciones FDT 2.0 para la familia de las redes CIP. El soporte de Device Type Manager (DTM) actualizada con la versión FDT 2.0 garantizará así a los usuarios implementar igualmente los buses de campo EtherNet/ IP, DeviceNet, ControlNet y CompoNet. La tecnología CIP, con un conjunto coherente de servicios para aplicaciones de auto-

matización industrial (control, seguridad, energía, tiempo, movimiento y sistemas de información de gestión), en combinación con FDT, creará un entorno interoperable completo para la configuración y el control. El anexo deberá ser oficial este año e integrado en la especificación FDT 2.0 y la norma IEC 62453.

También dentro de ODVA, en el marco de la integración optimizada de máquinas he-

integración de los datos de evolución de la enfermedad y del ensayo clínico, introducir el modelo de empresas monofármaco como medio para recuperar la eficiencia y la productividad en I+D y apostar por fuentes alternativas de financiación, detalla el informe. n AeI

terogéneas, la organización creará un grupo de interés especial (Special Interest Group, SIG) con el fin de desarrollar normas para el intercambio de información entre máquinas y entre máquinas y sistemas de control. El resultado deberá tomar la forma de modelos de datos y servicios de redes permitiendo optimizar el intercambio de información sobre la producción, la energía, las condiciones de control, lotes, gestión de ingresos, control de líneas con varias máquinas, etc. n AeI

B REVES • La especialista americana en visión industrial, iluminación y lectura de códigos de barras Microscan ha anunciado el nombramiento de Juan Pablo Biermayr como director comercial para la región EMEA de esta firma. Ejercerá sus nuevas funciones desde la sede social europea de Microscan, que se encuentra en Alphen aan den Rijn, en los Países Bajos.

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CONTROL DE PROCESOS La arquitectura escalable en los sistemas de proceso y el trabajo con tiempo determinista en el control son factores importantes para los sistemas de control de procesos. Las soluciones de Advantech permite integrar toda la información a los clientes integrar toda la información en sistemas MES y CIM, e implementar un control de procesos discreto, por lotes o continuo.

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Foundation Fieldbus e ISA100 aprueban una arquitectura de red de retorno

E

l Foundation Fieldbus (FF), una organización internacional responsable del desarrollo y la promoción del protocolo de comunicación digital del mismo nombre para la automatización de procesos, ha aprobado, en colaboración con el Grupo de Trabajo ISA100.15 (Wireless Backhaul Networks del comité de ISA100) el modelo

de arquitectura backhaul.

Se trata de proporcionar un marco común para múltiples protocolos de comunicación industrial para operar juntos en una red inalámbrica compartida. Otra mejora aportada al estándar es la actualización de la especificación FF y la revisión de los perfiles de los bloques de función y bloques de transductores, permitiendo

Ethernet progresa a mayor ritmo que los buses de campo

I

MS Research estima que los protocolos de buses de campo representaban en el 2011 el 75% de las nuevas conexiones a red de componentes de automatización industrial y que esta cifra pasará al 69% en el 2016. Las nuevas conexiones de bus de campo están aún lejos delante de Ethernet, pero el crecimiento de conexiones de este último será considerablemente más elevado en el 2016.

La mayor parte de suministradores de componentes de automatización ofrecen hoy una interfase Ethernet estándar en sus equipos y son muchos los que ponen el acento sobre las ventajas de la tecnología Ethernet. Los constructores de máquinas y los utilizadores finales quieren, pues, pasar progresivamente a esta tecnología.  AeI

la sustitución de equipos de versiones diferentes (compatibilidad ascendente). Los procesos de registro de dispositivos FF incluyen ahora requisitos para la sustitución de equipos H1 (31.25 kbit/s), tales como el fortalecimiento del kit de test de interoperabilidad (ITK) H1 para la verificación de un comportamiento consistente entre las

implementaciones de host y el dispositivo. Otro anuncio hecho las últimas semanas es la versión actualizada 1.2 de ITK para las funciones instrumentadas de seguridad (SIF).

En otro orden de cosas, la Fieldbus Foundation ha comunicado que Ulrich Turck, Director Gerente del alemán Hans Turck Turck Holding, ha sido elegido presidente del Consejo de supervisión ejecutivo para EMEA.  AeI

B REVES • Schneider Electric acaba de anunciar la adquisición total de Electroshield-TM Samara, después que en octubre de 2010 adquiriera el 50% de sus acciones. Electroshield-TM Samara es un de los líderes en Rusia y Asia Central en equipos de media tensión.

• El grupo francés Precia Molen, uno de los principales fabricantes en el sector de pesaje industrial, acaba de registrar una cifra récord en 2012 con 92,5 millones de euros en lugar de los 89 del pasado año.

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Motion control: Ethernet progresa

E

n el mundo de la variación de la velocidad y el control de movimiento, la utilización de protocolos Ethernet se triplicará de ahora a 2016. Así lo afirma IMS Research, que considera tasas de crecimiento medio del 30% respecto al número de nudos Ethernet empleados para el control de motores.

Según IMS, los numerosos protocolos Ethernet de alta velocidad y deterministas tales como Profinet, Ethernet/IP, Powerlink y EtherCAT son muy adecuados para este tipo de aplicaciones.

Las nuevas conexiones Ethernet para el control de movimiento deberán repre-

El concepto Anybus-CompactCom: • Con una sola integración – consiga acceso a todas las diferentes redes!

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sentar, según la analista, el 20% de este mercado en 2016, contra el 12% en el 2011. Los buses de campo tradicionales están todavía muy presentes en este sector, pero según IMS, en 10 años serán reemplazados por Ethernet.

Mas de 2 millones de dispositivos ya utilizan ANYBUS para conectarse a diferentes Buses de Campo o Ethernet Industrial.

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CEA

Abierto el plazo de inscripciones en las Jornadas de Automática 2013

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as Jornadas de Automática de este año celebrarán su XXXIV edición los días 4, 5, y 6 de septiembre en el Campus Universitario de Terrassa, Barcelona, de la Universidad Politécnica de Cataluña.

La inscripción a estas jornadas se realiza descargando y completando el formulario accesible en el enlace: http://ja2013.upc.edu/docs/ JJAA’13 registrationform. pdf La inscripción cubre la asistencia a las jornadas, documentación de la misma, cafés, comidas y la cena de gala. Las cuotas de inscripción son: • Socios de CEA: 285 e.

• No socios de CEA (inclu-

ye inscripción anual a CEA): 345 e.

• Estudiantes socios de CEA: 195 e.

• Estudiantes no socios de CEA: 245 e.

Estas cuotas de inscripción sin suplemento son válidas para las transferencias realizadas hasta el 13 de julio de 2013. A partir de esta fecha, las cuotas tendrán un suplemento de 50 e.

Más información en: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII), UPC. Edificio TR-11, Campus Terrassa.

Correo electrónico: andreu.quesada@upc.edu Teléfonos: 93 739 82 90 y 93 739 81 44.

5º Simposio de Ingeniería Biomédica: llamada a la participación

E

l simposio titulado Neurotecnología de Interfaces Cerebro Computador en España: desde la Interacción Aumentada hasta la Neurorehabilitación, con el tema complementario Tecnologías para la personalización de la asistencia sanitaria, tendrá lugar en Zaragoza el próximo día 21 de junio. La inscripción es gratuita.

El 5º Simposio CEA Bioingeniería (Redes Retadim y Redinbio) busca reunir a todos los investigadores, tecnólogos, profesionales de la rehabilitación, médicos clínicos y los posibles usuarios finales en el campo de la BCI para compartir sus avances, experiencias y perspectivas en BCI prácticas

para los usuarios finales. Se solicitan contribuciones que hayan progresado en esta línea así como en la investigación básica frente a los desafíos de llevar BCI a los usuarios finales para su uso diario.

Entre los temas de interés se incluyen: Nuevos métodos en tratamiento de señal o reconocimiento de patrones en BCI, aplicaciones de tecnología BCI (neurorehabilitación, lúdicas, comunicación, etc.), integración de la BCI con las técnicas de la interacción hombre-máquina, transferencia de tecnología a los productos industriales Más información en: http://bitbrain.es/ ceabci2013/

EN TIEMPOS INSEGUROS, PRODUCCIÓN SEGURA

Cuando se exige productividad en las instalaciones industriales, los ingenieros no confían únicamente en su instinto, sino en las soluciones con sensores SICK. Garantizan un funcionamiento impecable. En todos los sectores y ámbitos de la automatización industrial evitan los errores de maquinaria, los tiempos de espera, accidentes o daños personales y reducen los tiempos de reconversión. Con fotocélulas, sensores de proximidad, de fl uidos, de distancia o de visión, así como escáneres y dispositivos de seguridad - o bien con los servicios de SICK. A la hora de afrontar la seguridad en la producción, todo el mundo se envuelve con el espíritu innovador de SICK. Nos parece inteligente. www.sick.es

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Empresas

Las últimas tecnologías de hardware y software industrial de Siemens, protagonistas de una exitosa gira

D

urante los meses de febrero a abril, la división de IA de Siemens ha organizado una gira de workshops por 11 ciudades españolas. El objetivo era dar a conocer las últimas novedades en la parte scada con la nueva versión Simatic WinCC 7.2 y con las

nuevas ventajas de las Simatic Comfort Panels.

Los Simatic Comfort Panels, rediseñados por completo, ofrecen la misma funcionalidad ampliada en todas sus variantes. Gracias a las pantallas panorámicas de alta resolución de entre 4” y 22”,

con manejo táctil o mediante teclado, pueden adaptarse a cualquier aplicación. Los nuevos Simatic HMI Comfort Panels están integrados en el TIA Portal.

Las jornadas técnicas han servido para presentar a más de 1000 clientes especiali-

20

• El mayor caudal del mercado • Función de despresurización • Diseño compacto • Durabilidad extrema

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LA SERIE DE ACOPLAMIENTOS ESAFE DE CEJN es la nueva generación de acoplamientos. eSafe es un innovador acoplamiento de seguridad patentado, que ofrece el mayor caudal, combinado con una baja caída de presión. Además, el eSafe necesita una reducida fuerza de conexión, es compacto y de fácil agarre, convirtiéndolo en la elección adecuada cuando se escoge el producto de seguridad con las mejores características. Su extrema durabilidad junto con el alto caudal y la baja caída de presión, le ofrecen la máxima productividad y un producto fiable para los años venideros.

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zados, sobre todo ingenieras y desarrolladores, todas las Smart Options disponibles en las Simatic Comfort Panels, como el acceso a cámaras IP, visor integral de diagnóstico gráfico de la planta, impresión en PDF y HTML, envío de correos electrónicos, acceso vía Tablet o Ipad, etc. Simatic WinCC se ha concebido para la visualización y el manejo de procesos, secuencias de fabricación, máquinas y plantas.

En cuanto a la nueva versión del scada Simatic WinCC 7.2, sus novedades más importantes son el soporte Unicode para la configuración con hasta 9 idiomas, incluyendo los idiomas asiáticos; nuevas herramientas para el manejo de un gran volumen de datos, y comunicación con la gama de controladores S7-1200 y S71500. Además, se ha añadido la nueva comunicación OPC UA (Unified Architecture).

Otra novedad a destacar es la operación a través de gestos Multitouch, que permitirán llevar a una nueva dimensión el concepto scada.

Dos nuevas opciones acompañan a la nueva versión de WinCC. Uno es el Simatic Process Historian para realizar un archivado de ficheros a largo plazo de una o diversas plantas como plataforma universal. La segunda opción innovadora es el Simatic Information Server, que permite un acceso a datos historizados en el Simatic WinCC y en el Simatic Process Historian. El sistema de reporting se hace desde herramientas estándar como MS Excell y MS Word, además de complementarlo con un sistema de informes vía páginas web usando el Ms Reporting Services. n AeI

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Empresas

Kontron facilita la entrada en el mundo de los procesadores embedded

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ontron ha introducido en el mercado su nuevo SMARC Starterkit ready-to-use con el objetivo de posibilitar la evaluación inmediata de diversas plataformas ARM por parte de los desarrolladores. Este kit plug-and-evaluate, que se suministra en un maletín de aluminio, incluye un display

con pantalla táctil WVGA de 7” (800×480), una unidad de alimentación de 5 V, una carrier board de evaluación SMARC, un USB hub y un sensor de aceleración.

El nuevo kit de arranque se presenta con los cables conectados y algunos de los interfaces más relevantes definidos por el estándar SMARC

Computer-on-Module, como LVDS y HDMI, puertos de cámara paralela y CSI, Gigabit Ethernet, CAN Bus, interfaces serie y toma de tarjeta SIM, así como varias opciones de extensión para Mini-PCIe, PCIe, mSATA y eMMC (microSD Card).

Los profesionales pueden elegir individualmente todos

los SMARC Computer-on-Modules de Kontron y completar el kit con un módulo preinstalado, sistema operativo, Board Support Package (BSP) y solución de refrigeración. n AeI

Dassault Systèmes adquiere FE-Design 21

D

assault Systèmes (DS), 3DExperience Company, ha anunciado la adquisición de FE-Design Group, compañía tecnológica de software con sede en Karlsruhe (Alemania) y proveedora de servicios profesionales de ingeniería que opera en el ámbito del desarrollo virtual de productos desde hace muchos años. Esta adquisición amplía las aplicaciones Simulia de Dassault Systèmes para suministrar una solución de optimización de diseño más completa. Con más de 200 clientes fabricantes internacionales de productos, incluyendo a General Motors, BMW, Siemens y Suzlon, FEDesign es el líder tecnológico en soluciones de optimización no paramétrica, tanto en los ámbitos estructurales como de fluidos. El importe de la transacción no se ha hecho público. n AeI

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Eventos

La innovación en el procesado del metal, protagonista en EMO Hannover 2013

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ajo el lema Intelligence in production, EMO Hannover 2013, feria de referencia mundial para el procesado del metal, ofrecerá a sus visitantes la oportunidad de ver el funcionamiento de las máquinas en vivo y en directo. Así lo aseguró el pasado 21 de mayo el director ejecutivo de la Asociación de Fabricantes Alemanes de Máquinas Herramientas (VDW), Wilfried Schäfer, durante la presentación en Madrid de la próxima edición del certamen, que se celebrará entre los días 16 y 21 de septiembre en Hannover (Alemania) para mostrar las últimas innovaciones que ofrece el sector.

La internacionalidad es uno de los aspectos más característicos de la feria EMO Hannover, convirtiéndose en

punto de encuentro de toda la cadena de valor añadido (construcción de máquinas y equipos, industria del automóvil, etc.), explicó Schäfer.

Para su edición 2013, los organizadores del certamen cuentan ya con 1.960 empresas inscritas procedentes de 36 países y de las cuales 64 son españolas, lo que, en palabras del director ejecutivo de la VDW, demuestra el fuerte papel exportador de las empresas españolas del sector.

Como en anteriores ediciones, EMO Hannover 2013 contará en su programa con un día focalizado en un país que, en este caso, será India, que en la actualidad se presenta como un mercado de fuerte crecimiento, con un volumen de consumo de

Sensor+Test 2013, buenos resultados en tiempos difíciles

D

el 14 al 15 de mayo ha tenido lugar en Nuremberg el salón Sensor+Test, que llegaba así a su edición número 20. Teniendo en cuenta que no son tiempos fáciles, sus organizadores consideran que el salón dedicado a sensores, medición y sistemas de test ha cerrado con un notable éxito. Reunió a más de 500 expositores y tuvo cerca de 8.000 visitantes, un número algo inferior que en la edición anterior, pero con un notable aumento de visitantes extranjeros.

El último día, Holger Bödeker, director de la manifestación, comentó que a pesar de una situación más difícil que nunca, el salón Sensor+Test cierra sus puertas con cifras en general estables; sin embargo, nuestra mayor preocupación es el éxito y beneficios para nuestros expositores y estos se muestran satisfechos. Es

así que Volker Huelsekopf, director general de smartGAS Mikrosensorik señala que a pesar de que no hubo tantos visitantes en comparación con los años anteriores, hemos tenido el doble de contactos cualificados en nuestro stand. Los visitantes se acercaron a nosotros con proyectos y tareas muy concretas y el clima de inversión es positivo. Para nosotros, Sensor+Test sigue siendo la mejor y más importante feria, incluso a nivel internacional.

Las conferencias paralelas atrajeron también un gran número de participantes. Los visitantes mostraron un gran

máquinas-herramienta de 2.000 millones de euros en 2012. Respecto a las previsiones del sector, Schäfer apuntó que la tendencia para este 2013 es que la demanda de máquinas-herramienta aumentará un 2,4%, alcanzando un volumen de 68.000 millones de euros, y además se espera un incremento de las inversiones del 6%.

Sin embargo, Schäfer indicó que el panorama en España no cambiará mucho respecto al año 2012, ya que no habrá variaciones significativas respecto al consumo interno en 2013 y la demanda bajará previsiblemente, con un volumen de 250 millones de euros, por lo que destacó la importancia para las empresas españolas del sector de volcarse en el exterior. interés en las charlas de los expositores en los foros abiertos, sobre todo en el tema central de este año, dedicado a energías renovables. Por primera vez, se dedicó una especial atención al tema de los sensores y sistemas de procesamiento de imágenes.

El Premio a la innovación, dotado con 10.000 euros,

Como punto de encuentro de referencia de toda la cadena de valor del sector, EMO Hannover 2013 contará con una oferta expositiva que permitirá ofrecer al visitante una visión de conjunto sobre la técnica de producción inteligente en los campos de las máquinas-herramienta de corte y de moldeo, sistemas de fabricación, herramientas de precisión, técnica de medición, flujo automatizado de material, tecnologías Cax, sistemas de mando y regulación, así como accesorios. n AeI

se otorgó al micrófono óptico sin membrana de Xarion y al microscopio de barrido láser 3D con un haz de medición de Polytech.

El próximo Sensor+Test se celebrará del 3 hasta 5 de junio de 2014 nuevamente en el Centro de Exposiciones de Nuremberg. n AeI

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Mercados

Mercado mundial de protecciones contra radiaciones ionizantes

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egún el analista Markets & Markets, el mercado mundial de equipos de protección contra radiaciones ionizantes (ondas electromagnéticas y partículas) alcanzará una tasa de crecimiento anual ponderada del 6% entre 2012 y 2017, pasando de un montante de 920 millones de dólares a 1.231 millones de dólares en cinco años.

Este mercado comprende cinco grandes sectores: médico, manufacturero, defensa, centrales nucleares y seguridad interior, siendo el

mercado médico el 60% del mismo. Entre las soluciones de detección se encuentran los contadores Geiger, las cámaras de ionización, centelladores, detectores terahertz, dosímetros, aparatos de seguimiento del medioambiente y equipos de protección (placas de plomo, gafas

y guantes). Cabe señalar que en los dos últimos decenios se ha producido una importante evolución tecnológica, particularmente en el campo de los detectores portátiles y en aplicaciones de software.

De todos modos, el estudio de Markets & Markets constata una falta de estandarización y de protocolos de calibración así como de personal suficientemente capacitado.

Señala también la escasez de materiales adecuados para la fabricación de equipos de seguridad. n AeI

Los modelos inteligentes estimulan el mercado mundial de válvulas 24

S

egún la firma analista McIlvaine Company, el mercado mundial de válvulas industriales crecerá un 5,5% en el periodo 20132017, pasando de 55.692 millones a 69.000 millones de dólares. Asia (China, India y Oriente Medio) experimentará el mayor crecimiento

(44,6% desde el 2015) y los sectores del petróleo y el gas, especialmente para la explotación submarina, serían los principales solicitantes de válvulas llamadas inteligentes en detrimento de los modelos electroneumáticos.

En 2015, las válvulas de bola representarán cerca de dos

Continua el retroceso del sector industrial

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l Índice General de Cifras de Negocios en la Industria (ICN) ha experimentado un descenso del 10,3% interanual en marzo, tres puntos menos que en febrero cuando cayó el 7%. Todos los sectores industriales registraron tasas anuales negativas en marzo, aunque destacaron el de los bienes de consumo duradero

tercios (63%) del mercado mundial de válvulas industriales. Una importante línea actual de desarrollo es la reducción del consumo eléctrico con el fin de poder instalar las válvulas en lugares sin alimentación eléctrica posible.

Caída del macrosector TIC español

E

l sector de Tecnologías de la Información y la Comunicación facturó 85.703 millones de euros, lo que representa una caída de cerca del 5% en 2012, excluyendo las exportaciones, según ha detallado el presidente de Ametic, José Manuel de Riva, que espera que este ejercicio suponga un año de inflexión previo a la recuperación en 2014 de esta industria.

De Riva ha demandado al Gobierno políticas activas de impulso de las TIC y planes reales para el fomento de esta industria, advirtiendo que la Agenda Digital española está enunciada pero no desarrollada. Por contra, ha valorado positivamente la nueva Ley General de Telecomunicaciones. En cuanto a la administración electrónica en España, De Riva ha señalado que el balance es en general negativo, salvo excepciones, criticando el funcionamiento del DNI electrónico, que ha calificado como un gran fiasco por la falta de aplicaciones.

n AeI

n AeI

Nuevas oportunidades para la robótica autónoma

(-15,9%), bienes intermedios (-12,4%) y energía (-12,2%), según detalla el Instituto Nacional de Estadística.

Por destino geográfico de las ventas, solo presentó una mejora el mercado exterior no europeo, donde la facturación de la industria creció el 5,9%.

Por el contrario, en la zona euro se registró una bajada del 8,9%, mientras que en el mercado doméstico el descenso fue del 15,1% interanual.

En la misma línea, la entrada de pedidos se desplomó el 13,9% con respecto a marzo de 2012, lo que se sitúa más de ocho puntos por debajo de la de febrero. n AeI

E

l mercado de la Robótica Móvil Autónoma (AMR en sus siglas en inglés) se encuentra en un estado de transición, según un reciente informe presentado por ARC Advisory Group. La tecnología está ganando aceptación en la industria, por lo que se espera pueda crecer rápidamente y expandirse a nivel mundial.

Si anteriormente el sector dependía de los presupuestos nacionales de defensa, los sólidos avances tecnológicos presentados en los últimos años están permitiendo su comercialización en ámbitos privados. El hecho de que las empresas estén centradas en

dotar de utilidad industrial a sus desarrollos abre sólidas oportunidades comerciales en este mercado, el que según ARC Advisory Group está aún muy fragmentado.

AMR es una auténtica tecnología de innovación que permite a las organizaciones hacer un cambio radical en la eficiencia operativa.

Empresas visionarias están impulsando la adopción, lo que lleva a este mercado a una etapa de crecimiento rápido, explicó Scott Evans, autor del estudio.

n AeI

Seguridad Industrial a todos los niveles Reducción de amenazas de forma sistemática Debido al incremento del uso de conexiones Ethernet, incluso a nivel de bus de campo, y al empleo de sistemas estándar, la ciberseguridad está a la cabeza de los retos industriales.

La comunicación abierta, el incremento de redes en los sistemas de producción y la estandarización de sistemas nos proporcionan enormes oportunidades, pero también riesgos. Dar los pasos apropiados para proveer a los sistemas industriales de una protección ante estos

riesgos es de enorme importancia.

Desde su portfolio de productos y servicios integrados, Siemens es el compañero adecuado para este reto.

Siemens incorpora en todas las interfaces de la gama SIMATIC los estándares de ciberseguridad industrial mas exigentes, convirtiendo al SIMATIC S7-1500 no solo en el autómata programable más potente del mercado, sino en el más seguro.

siemens.com/industrialsecurity

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Opinión

La columna de Laura

Inteligentes pero no aburridas  El próximo mes de noviembre se celebrará

Laura Tremosa Coordinadora del Consejo de Redacción Automática e Instrumentación

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en Barcelona el Smart City Expo World Congress, el congreso mundial sobre las ciudades inteligentes.

En no recuerdo qué medio leí hace poco el reportaje sobre dos ciudades inteligentes presentadas como modelo de lo que en opinión del autor del reportaje serían las ciudades del futuro, afirmando que se habían convertido en modelo para promotores en China y de posibles reurbanizaciones en Europa. Se trata de Masdar en Oriente Medio y Songdo en Corea del Sur. Ubicada en el emirato de Abu Dabi y en medio del desierto, Masdar es presentada por unos como la primera ciudad ecológica del mundo y, por otros, como la primera ciudad inteligente.

Ecológica porque pretende ser casi totalmente autosuficiente energéticamente (90% de energía solar), inteligente porque ha sido diseñada de tal forma que un ordenador central regula y optimiza todas las funciones tal como si fuera un ser vivo.

Cada actividad tiene su lugar y momento adecuados. Para comprar o para escoger un servicio médico, sus habitantes podrán escoger opciones de un menú preestablecido que les garantiza la máxima eficiencia. La ciudad se concibe de forma compacta, con estrechas callejuelas protegidas de los vientos calientes del desierto con grandes muros y sombreadas con placas solares. Pensada fundamentalmente para trasladarse andando o en bicicleta, para las distancias largas se proyecta un sistema magnético que permitirá prescindir de coches. Tanto su planificación como su ejecución están siendo supervisadas por el maestro de arquitectos Norman Foster y en honor a la verdad hay que decir que las fotografías de las maquetas que he encontrado en Wikipedia, a pesar de su aire futurista, presentan edificios no uniformes y rincones con cierta calidez humana.

Una calidez humana que parece estar más ausente en Songdo, la futura ciudad inteligente de Corea del Sur configurada con enormes bloques de viviendas todos iguales, a semejanza de los polígonos de viviendas del “banlieu” de muchas ciudades europeas pero de dimensiones desaforadas y un núcleo de rascacielos también muy parecidos entre ellos. Todos ellos edificios sin rostro diferenciador. Pero, al igual que en el caso de Masdar, un ordenador central regula no solo los servicios (climatización, seguridad, reparto de mercancías, transportes, etc.) sino también en cierta medida la propia actividad de sus habitantes con el objetivo de la máxima eficiencia.

Hace unos meses, a raíz de un congreso de

parecidas características al que tendrá lugar en Barcelona y que se celebraba en Londres, el reputado sociólogo Richard Sennett, profesor de Sociología en la London School of Economics y de Ciencias Sociales en el Massachusetts Institute of Technology, se preguntaba si gracias a la revolución digital no se estaba poniendo bajo control la vida de las ciudades y comparaba la aplicación de la tecnología que se estaba haciendo en estas dos ciudades con el proyecto que se estaba llevando a cabo en Río de Janeiro. Frente a las inundaciones devastadoras que ha sufrido históricamente esta ciudad, bajo la dirección de IBM y con la colaboración de varias empresas más, entre ellas Cisco, se está aplicando la tecnología para predecir estos desastres físicos, para coordinar respuestas a los graves problemas del tráfico y para organizar la labor de la policía contra la delincuencia. La tecnología que planifica y prescribe, frente a la que coordina esfuerzos, podría ser el resumen de la comparación entre los proyectos de Masdar y Songdo y el de Río de Janeiro.

No cabe duda que, en principio, todos preferimos vivir en una ciudad en la que todo funcione, pero ¿también rigurosamente planificada en pro de la máxima eficiencia?, ¿una ciudad sin sorpresa alguna y donde prácticamente no es posible perderse?

Es seguro que la tecnología puede hoy ser de inestimable ayuda para que funcionen adecuadamente los servicios, pero la calidad de vida en una ciudad es ese plus que nos aporta el vivir en comunidad con gentes muy diversas, incluso en su origen; un lugar abierto en el que una cierta mezcla de actividades resultado prácticamente del azar lo hace más estimulante y a la vez más libre.

Bienvenido sea aportar inteligencia a nuestras ciudades, pero que los planificadores tengan siempre en mente que el objetivo no es tanto la eficiencia como la calidad de vida, y que esta está hecha también del placer de deambular sin un objetivo determinado y con la posibilidad de descubrir algo nuevo en la esquina más inesperada, cosa que parece va a ser difícil en esta ciudad del desierto llamada Masdar donde todo estará en su lugar.

Por cierto, resulta algo paradójico que en uno de los centros más importantes del mundo de producción de petróleo, principal causante de la contaminación medioambiental, nazca la primera ciudad ecológica del mundo. Sus promotores afirman que Masdar, que en árabe significa fuente, quiere convertirse en la fuente principal de soluciones energéticas futuras para el mundo.

Más potentes, rápidos e inteligentes

Ha llegado la iii generación Ha llegado la a a

` Automation PCs de B&R con procesador i3/i5/i7 de 3ª generación Intel® Core™ ` Funcionamiento sin ventilador incluso en la clase de rendimiento superior con Core™ i7 ` Tecnología Intel® Turbo Boost con 4 núcleos y soporte para DirectX 11 ` Un compromiso rotundo con la calidad garantiza un rendimiento que resiste sin problemas a los entornos industriales más difíciles

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SELECCIÓN DEL MES

Mayo 2013 / n.º 451

Empresas

Fabricante taiwanés de componentes neumáticos

ATC Italia, primera filial europea de AirTac ATC Italia es la primera filial europea del fabricante taiwanés de productos neumáticos básicos, válvulas y cilindros estándares AirTac, y Marco Biraghi es su nuevo director general en Europa. Su misión es clara: primero crecer en Italia para establecerse después en Europa con el objetivo de llegar a ser el tercer mayor grupo en el sector en 2020.

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n La sede de ATC Italia, en Magnano (Milán) fue inaugurada en 2008.

D

esde abril de 2012, Marco Biraghi es el nuevo director general de la primera filial europea del fabricante de componentes neumáticos de Taiwán AirTac, ATC Italia, cuya misión es emprender la tarea del crecimiento de AirTac, primero en Italia y después en Europa. El gigante asiático pretende convertirse en la tercera mayor compañía de componentes neumáticos en 2020, para lo que Biraghi, en palabras de los responsables de la firma, deberá ocuparse de la reorganización de todos los niveles de la empresa, de poner en marcha una nueva estrategia empresarial centrada en la venta directa a los clientes de productos de alta calidad a precios competitivos y constituirse en “antena tecnológica” para guiar al departamento de I+D de la casa madre según las

demandas del mercado europeo.

Hasta el mes de abril la dirección estaba en manos de ejecutivos taiwaneses o chinos, pero la elección de Biraghi es el signo de un cambio de rumbo, con el propósito de relanzar la marca y darla a conocer a escala mundial. Queremos presentar al mercado un producto de alta calidad en condiciones económicas realmente competitivas, explica el director general. Las ventas de componentes neumáticos en Europa se componen aún de un 65 o 70% de cilindros y válvulas básicas, productos en los que queremos hacernos fuertes, ofreciendo un producto de calidad pero a un precio sensiblemente más bajo.

Italia, base estratégica ATC Italia abrió sus puertas en 2001 en Magnago, cerca de Milán. Por el momento, ATC Italia se ha expan-

dido por Europa y es a la vez filial comercial y productora de cilindros, ya que fabrica 4.500 al mes. La producción de Magnago cuenta con el apoyo de la central manufacturera en Taiwán, dedicada a componentes neumáticos básicos, válvulas y cilindros estándares. La decisión de producir cilindros en Italia la motivó la necesidad de flexibilidad en las características de los cilindros en los mercados europeos, ya que no es posible tenerlo todo en stock.

Algunos componentes se fabrican en uno de los cuatro centros de China y Taiwán y se envían a Italia para ser modificados, montados o almacenados, dependiendo de las demandas de los clientes.

Entre otros aspectos, el secreto del éxito está en la alta industrialización del proceso de fabricación, muy automatizado mediante el uso de

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Empresas

n Productos neumáticos de base.

n Cilindros tradicionales.

n Válvulas.

sistemas antropomorfos que asisten a las máquinas-herramienta CNC. Desde ATC Italia se afirma que los datos de junio arrojan un incremento del 38% respecto al mismo mes del año anterior. El objetivo de la firma es alcanzar los 12 millones de euros en 2014. Es ambicioso, pero considerando la buena respuesta de los clientes hemos de conseguirlo, afirma el director general. Las demandas del mercado son impresionantes.

Innovación y sinergia En los próximos tres años, AirTac destinará 130 millones de dólares al desarrollo de nuevos productos y desde enero de este año el mercado ya cuenta con nuevas series de válvulas y cilindros. El diseño de productos especiales se realiza en China –explica Biraghi–. Enviamos

las peticiones de los clientes a la oficina de Ningbo, donde las reciben parte del equipo de 300 personas de I+D y elaboran los proyectos en las siguientes 48 horas. Así, ATC Italia será la guía del mercado europeo para el desarrollo de productos estándares por parte de la casa madre. Una de las misiones de la filial italiana es llenar el departamento de I+D con inputs para mejorar el nivel de sus productos hasta el de los estándares europeos. El objetivo es producir en Asia y suministrar a los mercados europeo y asiático, para mantener los bajos precios taiwaneses mientras se produce con estándares europeos, sigue afirmando Biraghi.

El holding europeo en el futuro Desde la dirección general se está llevando a cabo una completa reor-

ganización comercial, que incluye nuevos acuerdos con dos proveedores, uno en Alemania y otro en Dinamarca, así como un nuevo contrato con otro importante proveedor con vistas a la cooperación en los mercados de Bulgaria, Rumania, Ucrania, Polonia y Rusia.

Buena parte del trabajo comercial lo realizará una red de vendedores directamente dependientes de ATC Italia; esta red tendrá el apoyo de sistemas informáticos b2b, incluyendo un sistema operativo que permitirá a los clientes conectarse con ATC Italia para verificar en tiempo real las mercancías disponibles en stock, realizar pedidos y comprobar el estado de los encargos.

Enraizar comercialmente a AirTac en los mercados europeos es la última pieza del ambicioso proyecto de Biraghi, lo que llevaría a establecer algunas oficinas más, primero en Francia y Alemania y, tal vez después, en España. Todas estas estructuras serán dirigidas por el holding AirTac Europe. La producción de los productos estándares se realizará en Asia o donde resulte más conveniente, mientras que las diferentes oficinas de AirTac en los distintos países tendrán la misma filosofía que la italiana, mirando el pulso de los mercados locales y dando un mejor servicio a los clientes locales.

La trayectoria de estas filiales locales de AirTac podría desarrollarse asimismo mediante la adquisición de otras compañías.

Traducción del inglés: Fluidos O.N.A

n AeI

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Productos

De la firma B&R

3ª generación de ordenadores industriales El Automation PC 910, que amplía la línea de Box PC, se caracteriza por su gran flexibilidad. Los usuarios pueden seleccionar cualquier combinación de tamaño de la unidad principal y rendimiento de la CPU, con procesadores de 3ª generación Intel Core i-series. Además, presenta una gran robustez, fiabilidad y disponibilidad.

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racias a su robusta construcción, los PC industriales de B&R son adecuados para funcionar 24/7 en un entorno industrial riguroso y se caracterizan por su robustez, fiabilidad y disponibilidad.

El nuevo modelo que nos ocupa incluye como núcleo la innovadora tecnología de 3ª generación Intel Core i. Los procesadores Core i-series son multinúcleo e integran una unidad gráfica directamente en el procesador. En comparación con las generaciones anteriores, esta tercera generación logra incrementar el rendimiento un 20%, además de reducir el consumo de energía.

Las CPU Core i3, Core i5 y Core i7 de hasta cuatro núcleos, junto con el nuevo chipset QM77 Express, representan la tecnología más vanguardista para PC industriales.

La tarjeta gráfica HD

4000 integrada en la CPU incluye soporte para DirectX 11, lo que permite que las tareas gráficas más exigentes, como las de sistemas de visualización, funcionen sin problemas sin la necesidad de una tarjeta gráfica adicional.

Máxima potencia de cálculo El Automation PC 910 dispone de una tarjeta CFast basada en SATA, en sustitución de la CompactFlash utilizada anteriormente, que combina la forma de una tarjeta CompactFlash con el interface SATA rápido y que conserva todas las ventajas de las Compact Flash, como por ejemplo su gran resistencia. Detrás de la cubierta frontal, incorpora una ranura CFast fácilmente accesible que le permite utilizar la tarjeta CFast como unidad de almacenamiento extraíble para transferir datos o ins-

talar actualizaciones. Además, sigue combinando la tecnología CFast compacta con unidades SSD y HDD estándar, lo que aporta al usuario libertad total para optimizar el almacenamiento de datos y le posibilita separar el sistema operativo y los datos del proceso, por ejemplo.

Innovador sistema de refrigeración Con el fin de optimizar la disipación del calor hacia el exterior de la carcasa, se ha rediseñado completamente el sistema de refrigeración.

En sistemas de gama alta con ventilador, una corriente de aire se dirige a través de las aletas de refrigeración integradas. A medida que los procesadores han ido disminuyendo de tamaño, el calor se genera en un área de superficie más pequeña. Por ello, la mejor forma de conseguir la máxima disipación del

n Tecnología Hyper-Threading de Intel: Cada núcleo del procesador Core i-series ejecuta dos tareas simultáneamente para incrementar el rendimiento global del sistema.

calor es mediante el uso de canalizaciones de calor. Se trata de conductos huecos llenos de un líquido que utiliza los procesos de evaporación y condensación para transferir eficientemente grandes cantidades de calor de una superficie pequeña hacia el exterior.

Las canalizaciones de calor son muy ligeras y ocupan muy poco espacio dentro de la carcasa del PC. Para rediseñar y ampliar los orificios de ventilación con el fin de proporcionar una abertura más grande para la circulación de aire, conservando la robustez y la estabilidad de la carcasa, se utilizaron modelos de simulación. Esto permite el funcionamiento de los procesadores Celeron y de las CPU Core i-series seleccionadas sin ventilador.

Fácil acceso a la información del sistema Los Automation PC son sistemas abiertos que proporcionan al usuario un fácil acceso a una amplia gama de información. Es posible evaluar su comportamiento de temperatura ya en la fase de implementación. Generan tanto los valores de temperatura de

SELECCIÓN DEL MES Productos

n El Automation PC 910 utiliza canalizaciones de calor para lograr una óptima disipación del calor en la carcasa. Estos conductos huecos son una manera eficiente de transferir grandes cantidades de calor de una superficie pequeña hacia el exterior.

los componentes internos, como mediciones de los sensores adicionales.

Una ID de serie del usuario proporciona una identificación del sistema independientemente del sistema operativo y del software de la aplicación.

También es posible leer versiones de software y firmware y actualizar de forma fácil el sistema del PC y los Automation Panels conectados.

El Automation PC 910 ejecuta Linux o Microsoft Windows Embedded Standard 7. También está disponible la versión Premium de Windows 7, que proporciona características como el soporte para paneles multitáctiles e interfaces de usuario multilingües.

Ambos requieren menos memoria y cuestan menos que las versiones completas Professional y Ultimate.

B&R entrega el sistema operativo seleccionado preinstalado en el medio de almacenamiento de-

seado (CFast, SSD/HDD) y listo para utilizar. Además de Windows 7, también se puede solicitar con Windows XP Professional o Embedded.

Si el Automation PC 910 se utiliza como un sistema de automatización, el usuario puede elegir entre dos versiones del sistema operativo en tiempo real Automation Runtime: Automation Runtime embedded o Automation Runtime Windows.

Fácil conexión de los paneles Los paneles (tanto los modelos personalizados como estándar) son fáciles de conectar a través del interface Smart Display.

El interface SDL permite dejar grandes distancias entre los paneles. Además, también dispone de un interface DisplayPort, el nuevo estándar para entornos de oficina. www.br-automation. com

No se preocupe en cumplir con los valores límite.

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Productos

TIA Portal v.12 y el controlador de automatización Simatic S7-1500

Controlando todos los procesos de una planta industrial

Durante los meses de abril y mayo, Siemens ha estado realizando el denominado Tour Potencia+Eficiencia 2013, una gira por 14 ciudades de España para presentar sus principales innovaciones para la industria a los clientes de los distintos sectores industriales. La Redacción de Automática e Instrumentación tuvimos la oportunidad de asistir al evento celebrado en Barcelona. Consistió en el pase de una película en 3D en una sala de cine en Barcelona, en la que se explicaban de forma clara y atractiva las ventajas de las innovaciones presentadas.

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las innovaciones presentadas fueron la nueva versión de la plataforma de software industrial TIA Portal v.12 (Totally Integrated Automation Portal) y el controlador de automatización SIMATIC S7-1500, ambos basados en un manejo intuitivo, fáciles de integrar en instalaciones ya existentes, seguros y, sobre todo, eficientes.

Con TIA Portal (Totally Integrated Automation), Siemens ofrece un marco común de ingeniería que permite implantar soluciones de automatización en todos los sectores industriales del mundo. Una plataforma de software y marco innovador para integrar todas las tareas de automatización en un proceso industrial en una planta. En palabras de responsables de Siemens, por primera vez, los usuarios pueden realizar el diseño, puesta en marcha, operación y mantenimiento de todos los componentes de automatización y accionamientos de una planta mediante un marco común de ingeniera, lo que implica un ahorro de tiempo y costes de hasta un 30%.

La principal utilidad que TIA Portal ofrece es la posi-

bilidad de integrar distintas aplicaciones de software industrial para procesos de producción en un mismo interface, lo que facilita el aprendizaje, la interconexión y la operación. No importa si se trata de la programación de un controlador, de la configuración de una pantalla HMI o de la parametrización de los accionamientos: con esta nueva arquitectura de software tanto los usuarios nuevos como los expertos trabajan de una forma intuitiva y efectiva, ya que no necesitan operar una amplia variedad de sistemas de diferentes orígenes.

Se trata de una aplicación modular a la que se le pueden ir añadiendo nuevas funcionalidades según las necesidades concretas de

cada sector industrial.TIA Portal surge como la continuación del desarrollo del concepto Totally Integrated Automation, en el que Siemens lleva investigando durante casi 15 años en colaboración con sus principales clientes.

Productividad y eficiencia en tecnología de accionamientos La integración de un software industrial completamente nuevo con enormes incrementos en el rendimiento del hardware permite obtener avances significativos en la tecnología de automatización y accionamientos. Siemens ha lanzado al mercado una nueva generación de sistemas de control programa-

bles e interconectados que mejoran la productividad y abren la puerta al control de plantas de gran tamaño. El nuevo controlador Simatic S7-1500 establece nuevos estándares de alta productividad y rendimiento gracias a sus distintas innovaciones, que posibilitan su instalación, conexión y puesta en marcha de forma más rápida, sencilla, con unos tiempos de respuesta mínimos y con el máximo control. Su perfecta integración en el TIA Portal aporta al sistema una eficiencia máxima de ingeniería que reduce los costes del proyecto y los tiempos de desarrollo.

Son algunas de sus características más destacables: gran rendimiento del sistema para unos tiempos de respuesta cortísimos, máxima regularidad, una perfecta integración de accionamientos mediante funciones motion control y PROFIdrive y seguridad integrada. Con un diseño innovador y fácil manejo para la mayor comodidad de uso y puesta en marcha, ofrece un diagnóstico del sistema integrado para una transparencia total del estado de la instalación, generado automáticamente y detallado por unidades.

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Sistemas embedded Automática e Instrumentación

Mayo 2013 / n.º 451

Según los especialistas

Estado tecnológico actual de los sistemas embedded Los sistemas embedded –combinación de hardware y software orientada a soportar un conjunto finito y numerado de funciones bien definidas, a menudo con capacidades de proceso en tiempo real e integrado en un sistema mayor– no son ya nada nuevos, pero ha sido en los últimos años cuando sus aplicaciones han ido creciendo a un ritmo exponencial, tanto en dispositivos de uso cotidiano como en los propiamente industriales.

Como no podía ser de otra manera también ha sido en estos últimos años cuando dichos sistemas embedded han experimentado una notable evolución tecnológica. Es precisamente para conocer sus opiniones sobre el estado tecnológico actual de estos sistemas (hardware, software y comunicaciones) y sobre las tendencias que se apuntan para el futuro que hemos planteado una serie de cuestiones a algunos de los grandes del sector de la automatización y control industrial.

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Automática e Instrumentación (AeI). ¿Cuáles cabe señalar como características básicas de un sistema embedded?

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal). La principal característica de un sisten Fuente: Kontron. ma embedded es que está diseñado para realizar una tarea determinada. A diferenJuan Nasarre (Director de cia de un PC, un sistema embedded MathWorks). Para nosotros, su contiene únicamente los módulos característica principal es la posibinecesarios para la aplicación conlidad de incluir una complejidad de creta para la que se ha diseñado, por procesamiento cada vez más elevalo que su coste es también menor. da en una plataforma autónoma y dedicada, para dotar a los sistemas Los diseñadores lo pueden optimidesarrollados en diversas industrias zar fácilmente para aumentar su (aeroespacial, automoción, electrófiabilidad y rendimiento y reducir su tamaño. Como resultado, la comnica, etc.) de inteligencia suficiente petitividad del producto final puede para ofrecer elevadas prestaciones y resultar mayor gracias a su diferenadecuarse a las exigencias de merciación respecto a otros productos cados cada vez más competitivos. similares. Además, algunos sistemas embedded tienen restricciones de Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff). Un sistema tiempo real.

embedded es un sistema híbrido de control capaz de contener aplicaciones típicas de control (PLC, motion, etc.) trabajando bajo Kernel en tiempo real y además capaz de contener en la misma plataforma aplicaciones de Windows (programas propietarios en C++, .Net., drivers específicos desarrollados por los clientes, etc.). Y estas aplicaciones, obviamente, pueden comunicar directamente con el software de control en tiempo real.

Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments). El elemento distintivo de los sistemas embedded es la inteligencia embedded, típicamente un procesador, y un software descargado en ese procesador. A menudo otra característica básica es un sistema operativo en tiempo real, ya que estos sistemas tienen que trabajar por su cuenta con fiabilidad y sin necesidad de intervención de

Sistemas embedded Mayo 2013 / n.º 451

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operadores. Los otros requisitos van a depender muchísimo del tipo de aplicación (modularidad, robustez, rangos de temperatura y vibraciones, entradas y salidas).

Xavi Pérez (Product Manager de Tempel). Las principales características son la tecnología de procesado: RISC o CISC, su potencia a Ghz, si son fanless o no, el factor de forma de la placa, el chipset en el caso de ser CISC y los buses de E/S y comunicaciones que integran.

José Antonio Moreno Marín (de Siemens Industry). A nuestro entender, la principal característica de un sistema embedded es la perfecta integración entre software y hardware. Es muy importante que el software venga preinstalado o haya sido testeado por el fabricante del hardware. También cabe destacar la alta robustez (100% sin mantenimiento, ausencia de partes móviles –ventiladores, discos duros, etc. y posibilidad de trabajar sin baterías).

También la alta continuidad de producto y de repuestos.

AeI. En su opinión, ¿qué funciones o características faltan o deberían ser optimizadas en los sistemas embedded presentes en el mercado a día de hoy?

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal). Aunque las capacidades de los sistemas embedded avanzan a un ritmo extraordinario, los requisitos son también cada vez mayores, por lo que existen algunas limitaciones de mayor o menor importancia, dependiendo de la aplicación para la que esté pensado el sistema.

Para nosotros, las principales limitaciones que tienen los sistemas embedded hoy en día están relacionadas con la capacidad de cómputo, el tamaño y el consumo energético (en ejecución o en standby).

Juan Nasarre (Director de MathWorks). Una parte crítica de estos sistemas es el tiempo que se dedica a las etapas de codificación y verificación. En muchas

n Fuente: RS Components.

“Para nosotros, las principales limitaciones que tienen los sistemas embedded hoy en día están relacionadas con la capacidad de cómputo, el tamaño y el consumo energético (en ejecución o en standby)”.

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal)

ocasiones, las ineficiencias en la codificación y verificación final de estos sistemas suponen un cuello de botella, que limita las posibilidades de dedicar más tiempo a mejorar el diseño, calidad y funcionalidad de los sistemas embedded. La metodología del Diseño Basado en Modelos ayuda a mejorar el resultado final, mediante la verificación temprana sobre modelos Simulink, la generación automática de código y la automatización de las tareas de verificación reutilizando casos de prueba en Simulink para testear la implementación final.

Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff). Es necesario que el arranque del sistema operativo de un sistema embedded sea más rápido, así como proteger la imagen del sistema frente a caídas de tensión súbitas (Embedded standard S.O.).

Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments). En muchas aplicaciones es necesario integrar las funciones embedded y la interface de usuario, ya sea un PC, una tablet o un smartphone.

Por desgracia, frecuentemente el desarrollador del software embedded utiliza herramientas específicas, que no son las mismas que para desarrollar el HMI, la interface hombre-máquina. Por todo esto sería muy importante llegar a una integración entre todas las herramientas de desarrollo, y así reducir el número de recursos involucrados en un proyecto y el tiempo de desarrollo del mismo. Otro elemento que hoy falta en los sistemas embedded es el concepto de plataforma, no solo a nivel de integración software, comentado anteriormente, sino a nivel de hardware, con opciones de modularidad, posibilidad de añadir hardware personalizado a elementos estándar y un ecosistema de otros productos compatibles con la misma plataforma. Un ejemplo de esta plataforma integrada es la plataforma RIO (reconfigurable I/O o E/S reconfigurables) de National Instruments, que está basada en un hardware que incluye microprocesador con sistema operativo tiempo real, una FPGA para personalizar el hardware y entradas y salidas para medidas y conexión de sensores. Se trata de componentes modulares y un ecosistema que llega a más de 100 módulos de varios tipos. Toda la plataforma está basada en el mismo entorno de desarrollo grafico de sistemas, el NI LabVIEW, que permite programar el microprocesador y la FPGA, pero también el HMI, incluso una tablet con la App Data Dashboard para LabVIEW. Xavi Pérez (Product Manager de Tempel). Lo importante hoy en día es poder disponer de alta versatilidad en un alto nivel de integración.

Disponer de sistemas reconfigurables software con sencillez, mediante lenguajes de alto nivel, sin tener que recurrir a sintaxis descriptivas de bajo nivel como el VHDL o los Spice. Nuestros equipos SOM son

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Sistemas embedded Automática e Instrumentación

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ma, pero aun queda camino por recorrer para conseguir que todo tipo de aplicaciones se puedan integrar en estas máquinas virtuales.

Muchos fabricantes ofrecen una larga continuidad de sus productos en el mercado para no tener que realizar estas migraciones con tanta frecuencia. n Fuente: MathWorks..

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“Desde las últimas versiones de Simulink, es posible conectarse directamente tanto a Arduino como a Raspberry Pi, para llevar los modelos desarrollados en Simulink a las plataformas Open Source Hardware y probar directamente su funcionamiento sobre ellas”.

Juan Nasarre (Director de MathWorks)

un primer paso hacia ese ideal, pero el estado del arte actual todavía no lo permite por el alto coste de integración de FPGA o CPLD de reducido tamaño en placas de formatos 3,5’’ o mini-ITX. José Antonio Moreno Marín (de Siemens Industry). Es necesario conseguir la independencia entre el hardware y el software. La continua evolución de las plataformas hardware implica ajustes en el software. El backup completo de un sistema embedded normalmente no es compatible con su producto sucesor debido a los cambios en el hardware. Esto implica tener que repetir los procesos de instalación de software y configuración. La aplicación de maquinas virtuales ofrece una solución a este proble-

AeI. ¿Ethernet es ya el estándar de comunicación más utilizado?, ¿tiene limitaciones?

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal). Durante mucho tiempo, Ethernet no se utilizaba en sistemas embedded, pero su uso como protocolo de comunicación se ha ido incrementando en los últimos años, a medida que la velocidad de procesamiento y el ancho de banda necesarios para las aplicaciones también han aumentado. La principal limitación que podríamos considerar está relacionada con la integración del protocolo en un único chip con un coste reducido.

Juan Nasarre (Director de MathWorks). En nuestro caso, tenemos productos específicos que permiten comunicar nuestras herramientas con todo tipo de dispositivos mediante Ethernet y, además, ofrecemos la posibilidad de conexión mediante otros estándares, para aquellos usuarios que necesiten prestaciones distintas a las ofrecidas por Ethernet.

Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff). Efectivamente, Ethernet como soporte físico es ya el estándar de comunicaciones más utilizado. Podemos decir a día de hoy que Ethernet cubre las necesidades de las tres capas de redes de comunicaciones: redes de campo o dispositivos, redes de control y redes de información. Realmente ya no tiene limitaciones, ya que el único problema era la distancia entre estaciones (100 mts entre estaciones), lo que se ha resuelto con la utilización de F.O. Por otra parte, limitaciones como el determinismo, la sincronización o la topología (tipo árbol) ya están

resueltas con los protocolos como Ethercat.

Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments). Por supuesto es el estándar más utilizado, y ya hay soluciones para superar algunas de sus limitaciones a nivel de sincronización con EtherCAT, por ejemplo, o con soluciones más especificas como 1588 o similares.

Así, pues, parece un bus adecuado para la mayoría de aplicaciones de control y monitorización embedded que National Instruments puede solucionar.

Xavi Pérez (Product Manager de Tempel). Ethernet es el estándar de comunicación más utilizado en tanto en cuanto no solo lo emplea la industria en entornos LAN reducidos, sino que ha experimentado un crecimiento exponencial al ser absorbido en la última milla de las operadoras de telecomunicaciones, véase el FTTx o bien los servicios WiFi o WiMax, basados en tecnologías Ethernet sobre fibra o sobre aire. Es, por tanto, un medio que permite integrar fácilmente protocolos de bus de campo, tales como Profinet, Devicenet o Modbus TCP, simplemente con una definición de los niveles altos de la OSI, que implica poco coste de generación, despliegue y mantenimiento.

José Antonio Moreno Marín (de Siemens Industry). Su mayor limitación es la falta de determinismo en las comunicaciones. Sin embargo, algunos buses de campo basados en Ethernet solucionan este problema. Un ejemplo de ello es Profinet.

AeI. ¿Cuáles son los entornos más adecuados para el desarrollo de aplicaciones?

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal). Cada vez son más los entornos disponibles que se adaptan perfectamente a los sistemas embedded. Linux se podría considerar como el más importante cuando hablamos de sistemas embedded,

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n Fuente: National Instruments.

gracias a su fiabilidad. Esta fiabilidad se ha conseguido, en parte, mediante la filosofía de código libre y disponible y, además, gracias a la aportación altruista de programadores que mejoran el código a base de probarlo para configuraciones del sistema muy diversas.

En el caso de Microsoft, ha sido desde siempre el líder en cuanto a sistemas operativos para equipos de sobremesa, pero ha estado bastante alejado de los sistemas embedded. Sus nuevos lanzamientos pretenden ser competencia directa para sistemas clásicos, como por ejemplo Linux.

La tecnología Java es cada vez más utilizada en sistemas embedded avanzados, debido a sus capacidades de soporte de red, optimización de dispositivos y procesado de datos. Algunas versiones requieren muy poco espacio de almacenamiento, por lo que son ideales para diseñadores que quieran aprovechar las capacidades de red y procesamiento y el buen rendimiento de la tecnología Java. Además, cuenta con plantillas y compiladores que no están disponibles en ningún otro lenguaje de programación, posibilita el acceso a sus librerías directamente, sin necesidad de reescribir código y, además, hay disponible una gran variedad de código libre, pudiendo participar en foros y proyectos junto a otros desarrolladores.

Juan Nasarre (Director de MathWorks). Dentro de MathWorks, consideramos que el entorno de MATLAB y Simulink es el más adecuado para desarrollar aplicaciones, porque además de permitir crear algoritmos y modelar siste-

Automática e Instrumentación

“Otro elemento que hoy falta en los sistemas embedded es el concepto de plataforma, no solo a nivel de integración software, sino a nivel de hardware, con opciones de modularidad, posibilidad de añadir hardware personalizado a elementos estándar y un ecosistema de otros productos compatibles con la misma plataforma”.

Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments) mas, también posibilita la conexión con los principales entornos de desarrollo de sistemas embedded, automatizando la generación de código, implementación y verificación final.

Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff). Quizá donde se le pueda sacar más partido a los equipos embedded es en aplicaciones donde se requiera necesidades del mundo del PLC y del mundo IT sobre una misma plataforma de control.

Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments). Desde nuestro punto de vista, los entornos más adecuados son los de desarrollo intuitivos e integrados, como nuestro software de desarrollo gráfico de sistemas LabVIEW. Gracias a la programación gráfica y la posibilidad de incorporar código textual matemático, máquinas de estado y HDL, permite reducir el tiempo de desarrollo e invertir más tiempo en las funciones inteligentes de nuestro sistema embedded.

Xavi Pérez (Product Manager de Tempel). Los entornos más apropiados dependen de la plataforma, pero se puede distinguir entre dos grandes familias diferenciadas: Open Source Linux, GPL, Suite Eclipse, y Licenciados, tanto Microsoft Embedded como Embedded RTOS Linux (diversos fabricantes) o QNX/ VxWorks, Visual Studio .NET o suites como Neutrino. La elección depende de la necesidad, y de los conocimientos que la empresa dispone

sobre una plataforma concreta.

AeI. ¿Sistemas operativos estándar?, ¿cuáles son los más utilizados?

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal). Muchos sistemas embedded tienen restricciones de

“Realmente, Ethernet ya no tiene limitaciones, ya que el único problema era la distancia entre estaciones, lo que se ha resuelto con la utilización de F.O. Por otra parte, limitaciones como el determinismo, la sincronización o la topología ya están resueltas con los protocolos como EtherCAT”.

Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff)

n Fuente: Beckhoff.

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mundo industrial, no para un mercado de consumo masivo.

José Antonio Moreno Marín (de Siemens Industry). Linux y Windows Embedded.

n Fuente: Tempel.

“En cuanto a lenguajes de programación, en industria se emplea más Visual Basic, y en las TIC, Visual C++ o C#. Pero hay que tener en cuenta que, como muchas placas embedded soportan Android, volverá a resurgir JAVA, que es el lenguaje nativo de las APP de Android”.

Xavi Pérez (Product Manager de Tempel)

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tiempo real, por lo que necesitan sistemas operativos de tiempo real (RTOS) diseñados y optimizados para manejar fuertes restricciones de tiempo asociadas con eventos en aplicaciones de tiempo real. En una aplicación de este tipo, la utilización de un RTO puede simplificar de manera significativa el desarrollo del software. En algunos casos se utilizan los mismos que para PC compatibles (Linux, Windows), muy exigentes en hardware, aunque lo más común es utilizar una versión reducida o adaptada, con características orientadas a los sistemas embedded (Linux Embedded, Java Embedded, Windows CE).

QNX se utiliza mucho en dispositivos electrónicos y telecomunicaciones, en definitiva, en aplicaciones que necesitan una gran fiabilidad, desempeño, funcionalidades dedicadas y gran escalabilidad.

LynxOS pertenece, junto con QNX, a la familia de RTOS unix-like.

Actualmente funciona con arquitecturas ARM, MIPS y PowerPC. En general, para la elección de un sistema operativo habrá que tener en cuenta las necesidades del kernel con respecto al sistema y los procesadores soportados.

Juan Nasarre (Director de MathWorks). Entre los sistemas

operativos soportados directamente por nuestros productos se encuentran Green Hills Integrity, RealTime Linux y Wind River VxWorks.

Estos son algunos de los más utilizados por nuestros clientes.

Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff). Embedded standard y Compact embedded, pues sobre estos sistemas operativos es posible cargar imágenes especificas para cada usuario.

Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments). En el caso de National Instruments, VxWorks, LabVIEW Real-Time y, en el futuro próximo, Linux RT. Windows Embedded también es muy utilizado en muchas aplicaciones de monitorización.

Xavi Pérez (Product Manager de Tempel). Los clientes nos piden básicamente equipos con Windows 7 Professional y Linux distros. Ubuntu, Fedora y Cent OS, pero estos sistemas no están garantizados al 100% para trabajar con equipos embedded, puesto que muchas veces la existencia de un driver concreto depende exclusivamente del fabricante del embedded, al tratarse de equipos hechos a medida para el

AeI. ¿Cuáles son los lenguajes más utilizados?

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal). Con la diversidad de aplicaciones existentes y la rapidez con la que salen al mercado, la demanda de lenguajes de programación sencillos y funcionales parece ir en aumento.

La decisión final para decantarse por uno u otro dependerá de muchos factores, pero estos son algunos de los que podrían considerarse más presentes en los sistemas de hoy en día: • Java es uno de los más populares. Este lenguaje tiene sus detractores debido a ciertos problemas de seguridad, pero, aún así, sigue siendo muy utilizado en una amplia gama de aplicaciones.

• C es uno de los lenguajes más utilizados desde la década de los 70. No es tan sencillo como otros, pero está presente en muchos sistemas operativos en electrónica y en sistemas embedded.

• C++ se utiliza sobre todo en aplicaciones de escritorio, juegos y controladores de hardware y, aunque es más complejo que otros alternativos, su robustez le convierte en una buena opción.

• C#, derivado de C y C++, incluye mejoras derivadas de otros lenguajes. Se desarrolló para competir de forma directa con Java.

• Embedded C se ha convertido en uno de los lenguajes de programación más utilizados en la electrónica dado el auge de los sistemas embedded en los nuevos dispositivos que se están desarrollando.

• Python es un lenguaje de programación de propósito general que se puede utilizar en una variedad de aplicaciones. Es la opción por la que se ha decidido la fundación Raspberry Pi para usar en su plataforma, aunque prácticamente se podría utilizar cualquiera. Python

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es potente, sencillo y cuenta con una gran selección de herramientas y módulos ya escritos a disposición de todo el mundo. Su intérprete interactivo proporciona un entorno de aprendizaje único para el programador que está comenzando.

Este lenguaje es también utilizado en aplicaciones con Dropbox.

• Ruby, Perl, PHP o Bash son otros lenguajes a tener en cuenta a la hora de programar sistemas embedded.

Juan Nasarre (Director de MathWorks). En MathWorks utilizamos C/C++ para desarrollo de software embedded y VHDL/Verilog para el desarrollo de hardware sobre FPGA y ASIC. Nuestras herramientas de generación automática de código permiten obtener directamente código en estos lenguajes, tanto desde funciones MATLAB como desde modelos Simulink.

Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff). A nivel de control: IEC 61131-3. A nivel de Windows: aplicaciones desarrolladas en .Net Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments). Como en el caso de los entornos, el lenguaje G (código gráfico) de LabVIEW. Xavi Pérez (Product Manager de Tempel). Por excelencia, C++ es el más extendido, teniendo en cuenta las consideraciones de librerías POSIX C, para Linux. Pero también gana mucha fuerza Visual Studio .NET, repartiendo según mercados el lenguaje de desarrollo concreto. En industria se emplea más Visual Basic y en las TIC, Visual C++ o C#. Hay que tener en cuenta que, como muchas placas embedded soportan recientemente Android, volverá a resurgir JAVA, que es el lenguaje nativo de las APP de Android.

José Antonio Moreno Marín (de Siemens Industry). C++, Delphy, etc.

Automática e Instrumentación

n Fuente: Siemens Industry.

“Es necesario conseguir la independencia entre el hardware y el software. La aplicación de máquinas virtuales ofrece una solución a este problema, pero aun queda camino por recorrer para conseguir que todo tipo de aplicaciones se puedan integrar en estas máquinas virtuales”.

José Antonio Moreno Marín (Siemens Industry) AeI. ¿Qué opina de la nueva tendencia del Open Source Hardware del tipo de Arduino y Raspberry Pi con licencias abiertas y especificaciones técnicas públicas, por lo que pueden ser fabricados por cualquiera?

Virginia Fernández (Jefe de Producto en RS Components España y Portugal). Estas plataformas están recibiendo una muy buena acogida por parte de la comunidad de diseñadores electrónicos, ya que están dirigidas a todo tipo de usuarios, desde ingenieros cualificados hasta principiantes en el mundo del diseño.

Proporcionan una interface que da lugar a numerosas aplicaciones y son el escenario perfecto para el desarrollo de prototipos, ya que

cuentan con un amplio soporte online por parte de la comunidad de usuarios. Asimismo, existen numerosos foros en los que poder compartir y consultar proyectos, como por ejemplo los de la comunidad de diseño electrónico DesignSpark y, concretamente, su nuevo centro de diseño Design & Make, que facilita la comunicación, colaboración y descarga de proyectos entre profesionales, aficionados, estudiantes e incluso fabricantes del sector.

Las herramientas se basan en la nube, el código de usuario se escribe y compila en un entorno de desarrollo integrado (IDE) que casi siempre puede ejecutarse en Windows, Linux o Mac OS X y, en algunos casos, se permite al diseñador crear programas, compilarlos y descargarlos online.

Arduino ha sido la plataforma pionera en el campo de desarrollo abierto y de bajo coste. Dirigida en principio a los aficionados, se ha ganado su lugar entre diseñadores de todos los niveles y hoy en día muchos fabricantes diseñan sus productos para que sean compatibles con Arduino.

El caso de Raspberry Pi es otro claro ejemplo de éxito. La plataforma ha conseguido generar un gran interés entre las nuevas generaciones en cuanto al desarrollo de software y se prevé que pase lo mismo en lo que se refiere al hardware, con la salida al mercado de los nuevos módulos de expansión para Raspberry Pi, PiGo y RasPi Comms.

Estas y otras plataformas existentes en el mercado ofrecen infinitas posibilidades para la experimentación y el aprendizaje, fomentando la colaboración y la creatividad entre los ingenieros e informáticos del futuro, pero, sin ninguna duda, el apoyo de las actuales comunidades educativas va a ser vital para aprovechar todo el potencial de esta oportunidad.

Juan Nasarre (Director de MathWorks). Dentro de Mathworks, consideramos que es una tendencia con un número creciente de seguidores, especialmente en el sector educativo. Desde las últimas

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versiones de Simulink, es posible conectarse directamente tanto a Arduino como a Raspberry Pi, para llevar los modelos desarrollados en Simulink a estas plataformas y probar directamente su funcionamiento sobre ellas.

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Roberto Iraola (Delegado Área Centro Beckhoff). En primer lugar, es importante destacar que libre o abierto no es sinónimo de gratis.

Creo que esta es la base para poder entender estos tipos de tendencia. Desgraciadamente, a día de hoy todavía es difícil concienciar a muchos clientes para que paguen determinadas licencias de software que no dejan de ser herramientas para facilitar su trabajo. Es difícil hacer entender que si no se paga por determinadas licencias de software es muy difícil que el desarrollador invierta más tiempo y dinero en mejorar esa herramienta y al final irá en perjuicio de estos usuarios, por que no dispondrán de herramientas actualizadas. Corremos el mismo riesgo cuando hablamos de este tipo de tendencias de Open Source Hardware. Personalmente, en la actualidad lo entiendo como una utopia mientras no cambie la

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mentalidad de los usuarios.

Matteo Bambini (Marketing Manager para Italia y España de National Instruments). Es una tendencia muy interesante, especialmente para el mundo académico y de investigación. Para la industria, creemos que hay que llegar más a una estandarización de las plataformas, como fue para Linux, ya que la industria no puede correr el riesgo de hacer el debug de un entorno inestable o que está cambiando cada día.

Xavi Pérez (Product Manager de Tempel). Es una opción a tener en cuenta para pymes y para evaluación de comportamiento de sistemas y modelización, pero somos partidarios de soluciones industriales certificadas y diseñadas por profesionales para mercados verticales. Tal vez lo que le sucede hoy al lobby de fabricantes de embedded es que no están evolucionando al ritmo que pide el mercado, pero la tendencia es a la miniaturización de los equipos finales con la recolección de datos globales en una red de área extendida, siendo posible su almacenamiento distribuido. ¿Qué implica eso? Dos escenarios

posibles: – Abandono de los formatos habituales por este tipo de equipamiento miniaturizado.

– Migración de los formatos industriales hacia equipos tipo PIC, ASIC o FPGA de formato reducido y bajo coste.

Pero todo esto responde a políticas de empresa para migrar un mundo basado en hardware a un mundo basado en software –servicio donde el activo realmente importante sea la información y no lo sean los equipos que la están recogiendo.

José Antonio Moreno Marín (de Siemens Industry). Pienso que es muy importante el respaldo del fabricante en los sistemas embedded.

Realmente gracias al Open Source Hardware cualquiera puede fabricar equipos siguiendo las especificaciones, pero sin el respaldo de un fabricante reconocido seguramente nos encontraremos con problemas de calidad (hay ausencia de test para estos equipos), de repuestos y con soluciones que van a carecer de certificaciones y homologaciones internacionales.

Redacción de AeI

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Sistemas embedded de bajo coste: ¿uso educativo, de hobby o industrial?

En el artículo titulado 39 low-cost boards for embedded Linux application development starting with Raspberry Pi, publicado en la página web de CNX en 2012, queda recogido el fenómeno de las tarjetas de bajo coste.

El fenómeno de las tarjetas Linux viene precedido por otro hecho, el de la irrupción de las tarjetas Arduino. En ambos casos, la disponibilidad de los procesadores adecuados ha sido identificada como uno de los factores del éxito. En este artículo analizamos una selección de diez tarjetas, cuáles son los movimientos que se están produciendo y en qué ámbitos encuentran su aplicación, ya sea educativa, de hobby o profesional.

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A

rduino es un proyecto que nació el año 2005 en Italia de la mano de un zaragozano, David Cuartielles, y de Massimo Banzi, concretamente en el Instituto Italiano de Diseño Interactivo de Ivrea, histórica sede de Olivetti.

Consiste en un desarrollo sobre un microcontrolador capaz de gestionar un buen número de enn Pinout de Arduino. tradas y salidas y que es programable mediante un puerto serie.

La programación suele realizarse En la práctica, un controlador es en lenguaje ensamblador o en lenun procesador monochip que integuaje C, aunque para fines educatigra la memoria RAM y los puertos vos ha tenido mucho éxito la gama de entrada/salida, y que permite de microcontroladores PICAXE, cargar en él nuestro programa de que se programan en el lenguaje modo que este empiece a ejecutarse BASIC y que se basan en un procuando el chip reciba alimentación. cesador PIC. Las siglas PIC resSon procesadores tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer), que tienen un juego de instrucciones simplificado, la mayoría de las cuales se ejecutan en un solo ciclo de reloj, lo que facilita el procesamiento en paralelo (pipelining) que explica su reducido consumo de energía. Fueron introducidos a mediados de los años setenta y debido a su autonomía y a su bajo coste se popularizaron rápidamente.

pondían en un principio a Peripheral Interface Controller, aunque actualmente se traducen como Programable intelligent Computer. Estos microcontroladores fueron desarrollados por la compañía Microchip.

Los programas escritos para microcontroladores suelen disponer de un bucle principal de control dentro del que se realizan las lecturas, el proceso y la actualización de las salidas. Dicha programación se lleva a cabo en un ordenador externo, y el programa, una vez editado –y si se quiere ejecutado en un emulador–, se transfiere al microcontrador, que actúa como target.

Las tarjetas Arduino se basan en

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unos microcontroladores también muy populares. Están basados en una arquitectura denominada AVR desarrollada en los años noventa por dos estudiantes noruegos, Alf-Egil Bogen y Vegard Wollan (Alf Vegard RISC). Son fabricados por la compañía Atmel bajo el nombre comercial de familia ATmega.

En el caso de Arduino, la programación se realiza por defecto mediante un lenguaje de programación propio (basado en Processing, de sintaxis derivada del C/C++) fácil de usar. Hay versiones de edición y ejecución por emulación para diversos sistemas operativos, incluyendo Windows, Linux y Mac. El programa se transfiere al Arduino, y este actúa de forma muy similar a un PLC (Programmable Logic Controller). En el apartado 3.5 de la norma UNE-EN 61131-1 se le denomina autómata programable y se define de la siguiente manera: Sistema electrónico con funcionamiento digital, diseñado para su uso en entorno industrial, que utiliza una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones orientadas al usuario, para la implementación de funciones específicas de tipo lógico, secuencial, de temporización, de contaje, y aritméticas, para controlar, mediante entradas y salidas digitales o analógicas, diversos tipos de máquinas o de procesos. Posteriormente, la norma puntualiza que tanto el PLC como sus periféricos asociados están diseñados de manera que pueden ser fácilmente integrados en un sistema de control industrial y utilizados de acuerdo con sus funciones pretendidas, lo que le confiere la virtud de poder convertirse en un sistema embedded.

En el artículo Sistemas embedded que publicamos en el número 429 de Automática e Instrumentación (mayo de 2011), definíamos un sistema embedded como una combinación de hardware y software orientada a soportar un conjunto finito y numerado de funciones bien definidas, a menudo con capacidades de proceso en tiempo real e integrado en un sistema mayor. Según estas definiciones, los

Automática e Instrumentación

Modelos de Arduino Atmega 168

Atmega 328

Atmega 1280

Cortex M3 ARM (Due)

Voltaje operativo

5V

5V

5V

3,3 V

Voltaje de entrada recomendado

7 - 12 V

7 - 12 V

7 - 12 V

7 - 12 V

Voltaje de entrada límite

6 - 20 V

6 - 20 V

6 - 20 V

6- 20 V

Pines de entrada y salida digital

14 (6 proporcionan PWM)

14 (6 proporcionan PWM)

54 (14 proporcionan PWM)

54 (14 proporcionan PWM)

Pines de entrada analógica

6

6

16

12

Intensidad de corriente

40 mA

40 mA

40 mA

130 mA

Memoria Flash

16KB

32KB

128KB

512KB

SRAM

1 KB

2 KB

8 KB

96 KB

EEPROM

512 bytes

1 KB

4 KB

-

Frecuencia de reloj

16 MHz

16 MHz

16 MHz

84 MHz

n Comparativa entre distintos modelos de Arduino

Arduino corresponderían a PLC y los sistemas Linux de bajo coste, a sistemas embedded, siendo asimismo los primeros un caso particular potencial de los segundos.

La generación denominada Arduino Due utiliza un procesador AT91SAM3X8E, el cual está basado en la arquitectura ARM para poder disponer de más potencia, manteniendo la compatibilidad con la gama Uno. Arduino presenta tres características técnicas denominadas I2C, SPI y PWM. I2C (Inter Integrated Circuit) es un bus serie de dos hilos orientado a chips (dispositivos) creado por Philips en los años noventa que va a una velocidad típica de 100 kbits/s.

Existen muchos tipos de chips con I2C, pero entre los más conocidos se encuentran los expansores de bus y los convertidores analógico/ digital (A/D). Los expansores de bus permiten que un byte enviado en serie por el bus se presente en el expansor de bus activando ocho pins. El convertidor A/D convierte un voltaje entre 0 y 3.3 V o entre 0 y 5V a un valor entre 0 y 255. Se puede conectar un máximo de 112 dispositivos a un bus. Cada uno de los dispositivos tiene una dirección que se fija aplicando tensión o no a un conjunto de pins, según el valor de la dirección que le queramos asignar. También denominado TWI

(Two Wire Interface) por algunos fabricantes, I2C es muy utilizado para la conexión de sensores.

SPI (Serial Peripheral Interface) es otro bus para chips en los que estos se organizan en jerarquías master/slave. El bus es más complejo, ya que utiliza cuatro cables, pero permite mayor velocidad y flexibilidad. SPI es también muy utilizado para la conexión de sensores.

Por su parte, PWM (Pulse Width Modulation) es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (senoidal, cuadrada, etc.), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga. El primer caso serviría para fijar la posición de un servomotor y el segundo, para controlar la velocidad de un motor eléctrico (aplicable tanto en continua como en alterna). Para servomotores, la duración de ciclo típica es de 20 ms, siendo la duración del pulso el que determina el ángulo de fijación del eje. PWM es muy utilizada para el control de actuadores.

La gestión a nivel de señal de estos sistemas es tarea compleja.

Afortunadamente, tanto I2C como SPI y PWM son funcionalidades soportadas directamente por los microcontroladores de los Arduino y, por tanto, están disponibles a nivel de programación mediante simples

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Sistemas embedded Automática e Instrumentación

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llamadas a las correspondientes rutinas.

El conjunto de pins que soportan I2C, SPI, PWM y otras funcionalidades se suelen agrupar en una tira de pins o contactor al que se le denomina GPIO (General Purpose Input Output). El GPIO es un conjunto de pins cuyo comportamiento, es decir, leer (entrada) y escribir (salida), es controlable mediante programación en tiempo de ejecución.

El GPIO no forma parte del core de los procesadores y se gestiona con la ayuda de chips periféricos.

Sin embargo, en cada caso se dispondrá de un pinout con posibilidades para conexiones a buses SPI o I2C, o bien de pines de control directo desde programa, para implementar desde simples lecturas/ escrituras hasta controles de posición de servomotores o controles de velocidad de motores por PWM, entre otras. El pinout de Arduino se refleja en la figura superior de la primera página.

En el mundo Arduino tienen mucha importancia las denominadas shields. Las shields son placas que pueden ser conectadas encima de la placa Arduino extendiendo sus capacidades. Las diferentes shields siguen la misma filosofía que el conjunto original: son fáciles de montar y baratas de producir, siendo muchas de ellas hardware libre.

La riqueza de las shields de Arduino es muy amplia (http://shieldlist. org) y, en general, el coste de las mismas es reducido. En la página oficial http://store.arduino.cc se ofrece una primera lista de ellas en la categoría Arduino-Shields. Otra página con una buena oferta de shields de Arduino es www.adafruit.com, en el apartado Arduino-Shields.

En la figura superior se muestra una shield (se conecta y listo) que ofrece cuatro salidas de relé para gestionar señales de potencia.

Otra de las posibilidades de las shields es poder añadir funcionalidades incluso de tipo industrial, como por ejemplo el soporte de CAN Bus en una shield Open Source (www.seeedstudio.com/wiki/ CAN-BUS_Shield) o Modbus. Hay varias shields que añaden esta fun-

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n Tarjeta Freaduino.

n Diferentes posibilidades de las shields de Arduino.

cionalidades por unos 20 e. (Ver figuras superiores).

Más allá de las aplicaciones educativas y de hobby, hay quien está aplicando la Arduino en proyectos profesionales o industriales. Ejemplos de ello son las impresoras 3D correspondientes al proyecto Rep Rap o el caso del Ruggeduino, una variante de Arduino con diseño resistente (rugged) que se comercializa por 39 $ (http://ruggedcircuits. com/html/ruggeduino.html).

Tarjetas compatibles Arduino En el mercado puede encontrarse un conjunto de tarjetas que son compatibles con la Arduino, como las AVR duino, Saint Smart, Diavolino, Seeduino, Freaduino y otras.

La Freaduino es fabricada por la empresa china ElecFreaks, fundada por tres jóvenes ingenieros electrónicos, Yang, Leo Chen y Robi Wang, que ofrecen productos Open Source hardware, así como la posibilidad de fabricar placas por encargo.

En apariencia, la Freaduino es

prácticamente igual a la original, pero permite incorporar ligeras mejoras, como la posibilidad de seleccionar y fijar el voltaje de la alimentación entre 3.3 V o 5 V, lo que permite conectar directamente módulos de comunicaciones por radiofrecuencia como XBee que funcionan con 3.3 V. También presenta diferencias en los chips de control de USB, entre otras.

La arquitectura ARM Las siglas ARM responden a Advanced RISC Machine, aunque originalmente hacían referencia a Acorn RICS Machine. A mediados de los años ochenta, la BBC puso en marcha un programa de alfabetización informática dirigido a la sociedad británica. Actualmente se podría encuadrar como un proyecto de Triple Hélice, en el que desde el ámbito público se identifica una misión social, trasladándose posteriormente el desarrollo a la empresa con el concurso de la universidad.

n Acorn, por encargo de la BBC, desarrolló este un ordenador personal denominado BBC Micro.

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n Diversas familias y variantes dentro del mundo ARM.

El modelo de Triple Hélice (ámbito público-universidad-empresa) fue desarrollado por Elias G. Carayannis de la George Washington University. En este caso, fue la empresa Acorn la que recibió el encargo de la BBC de desarrollar un ordenador personal denominado BBC Micro.

El profesor Steve Furber, primero en la Universidad de Manchester y posteriormente en la de Cambridge, es uno de los padres de la arquitectura ARM, y tal como explica en su libro ARM system-on-chip architecture, se basa en unos principios de alta flexibilidad (posibilidad de integración en silicio personalizada) y bajo consumo. Los procesadores RISC tienen una densidad de código menor que los procesadores CISC (como los Intel). Esto significa que al tener un juego de menos instrucciones en el código resultante de los programas es poco denso, ya que hay instrucciones que se repiten muchas veces. Steve Furber, para tener una densidad de código aceptable no aplicó los principios RISC de modo radical, y creó un juego de instrucciones inspirado en el famoso procesador 6502, utilizado en los Apple II i Vic 20, y base del legendario Commodore 64.

Los procesadores ARM se empezaron a utilizar en periféricos, pero su mayor auge se ha producido con su uso en terminales portátiles.

Los productos PSION y Newton, pioneros en su momento, utilizaban

estos procesadores, al igual que la mayoría de smartphones y tabletas actuales. La compañía ARM Holdings, con base en Cambridge (UK), solo comercializa conocimiento y propiedad intelectual, y no fabrica semiconductores. Existe una larga lista de licenciatarios, entre los que se encuentran Samsung, Allwinnertech, Broadcom, ST, Philips, Siemens, AMD o la propia Intel, entre otros. Existen varias modalidades de licencia, pero en general los licenciatarios incorporan los núcleos de ARM (lo que permite compatibilidades binarias) a los que les añaden elementos personalizados

n Tarjeta pcDuino.

para diferentes propósitos (proceso gráfico, comunicaciones, proceso de señal, etc.).

Se han desarrollado diversas familias y variantes dentro del mundo ARM, muestra de la rápida evolución a la que están sujetos estos procesadores.

Los enormes volúmenes actuales de producción de procesadores con licencia ARM (16 millones diarios) y la competencia entre los licenciatarios (más de 250) han convertido este tipo de procesadores en una commodity con suficiente disponibilidad y bajos precios.

La posibilidad de soportar un sistema operativo como Linux representa un salto cualitativo respecto a las posibilidades que ofrece un sistema basado en un microcontrolador como Arduino. Los microcontroladores en general utilizan muy pocos recursos (hablamos de Kb de RAM) en comparación con lo que pueden llevar a cabo, por lo que no pueden soportar un sistema operativo como Linux.

Sin embargo, al igual que sucede en el mundo industrial, hay aplicaciones en las que la utilización de un PLC es más conveniente que la utilización de un PC embedded, y en muchos casos la solución óptima pasa por diseños en los que ambos sistemas actúan de forma colaborativa. Los PLC gestionan las

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entradas/salidas y el PC embedded la lógica y las comunicaciones. pcDuino Es un ejemplo de un sistema Linux embedded de bajo coste pensado para incorporar directamente shields de Arduino. Además de clones de Arduino, la compañía Elec Freaks ofrece modelos de diseño propio como la pcDuino, que se basa en un procesador ARM Cortex A8, que incorpora un procesador gráfico Mali 400 core con salida HDMI, un GB de RAM y que funciona con Linux o Android. Su carácter de Open Source no está del todo claro.

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Raspberry Pi En 2012 irrumpió con fuerza un desarrollo denominado Raspberry Pi, de la mano de Eben Upton en la Universidad de Cambridge. Dispone de un procesador Broadcom BCM2835, basado en un ARM1176JZF-S, slots TCP/IP, USB, tarjeta SD y salida HDMI con un form factor (dimensiones) de una tarjeta de crédito. Hay una distribución Linux embedded como Raspbian (derivada de Debian). Por defecto, incorpora el lenguaje de programación interpretado Python, aunque están disponibles los compiladores de C/C++ y Java.

La Raspberry Pi se ha convertido en un referente en el fenómeno de las placas computadoras que

n Tarjeta Raspberry Pi.

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soportan el sistema operativo Linux que es objeto de este artículo. Por una parte es un demostrador de las posibilidades del procesador de Broadcom, y por otra parte es un instrumento de gran potencial en el campo educativo. En el Reino Unido se ha puesto en marcha un plan para inundar las escuelas de Raspberry Pi y así fomentar el espíritu innovador y emprendedor de los niños con el objeto de generar vocaciones de carácter técnico que hagan incrementar el número de ingenieros y científicos en las futuras generaciones. Una de las preocupaciones del mundo occidental es el bajo porcentaje de vocaciones técnicas entre los estudiantes. En EEUU es del 34% sobre el total, en Alemania, del 32%, en Japón, del 66% y en Korea, del 70%.

La Raspberry Pi, y todas las tarjetas Linux de bajo coste (en especial las Linux Debian o Ubuntu), soportan los lenguajes de programación Scratch y Python y disponen de acceso a los GPIO, disponiendo de I2C, SPI y PWM, características puntales para el ámbito educativo.

El lenguaje Scratch, de licencia libre, desarrollado por el MIT, se está consolidando como el lenguaje de programación que mediante bloques gráficos permite a los niños aprender a programar intuitivamente. Junto con AppInventor, que es la adaptación para los teléfonos

n Raspberry Pi posibilita ampliaciones de hardware mediante tarjetas PiFace o conectándose a las shields de Arduino mediante la Arduino Connection Bridge.

móviles Android, la conexión de la telefonía móvil con los sistemas Linux de bajo coste es uno de los grandes alicientes del escenario actual, tanto en el ámbito educativo como profesional.

También están disponibles para todas ellas lenguajes orientados a aplicaciones profesionales como C/ C++ o Java.

La comunidad que se ha formado alrededor de la Raspberry Pi es muy grande y ejerce de elemento tractor de iniciativas que se pueden trasladar al resto de tarjetas. Aun teniendo un procesador ARM antiguo, es la tarjeta más solicitada por ser una de las más económicas y por el hecho de estar respaldada por una importante comunidad.

La Raspberry Pi no dispone de un conjunto de shields como Arduino, pero posibilita las ampliaciones de hardware mediante tarjetas como la PiFace, que añaden entradas/salidas digitales (dos de ellas con relé) (ver figura superior).

También existe la posibilidad de conectar shields de Arduino a la Raspberry Pi mediante la Arduino Connection Bridge (ver figura superior). A partir de ella se pueden utilizar shields del ecosistema Arduino. Las posibilidades en campos como el de la robótica educativa son formidables.

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En el campo de las aplicaciones industriales hay iniciativas como la de disponer de conectividad CAN Bus y de un entorno Codesys abierto para Linux Debian, es decir, aplicable a la Raspberry Pi y a otras tarjetas de bajo coste.

El bus CAN (Controller Area Network), desarrollado por Robert Bosch GmbH en los años 80 como bus de datos para ser usado en automóviles y aeronaves, se ha consolidado como estándar por la norma ISO 11898.

Sus características (40 Kbps con cables de hasta 1 Km o 1 Mbps con cables de hasta 40 m), el hecho de que es adecuado para control en tiempo real, y la evidencia de que se han vendido 300 millones de nodos solo el pasado año (de los cuales 15 millones eran en formato de un solo chip), lo ha convertido en el bus de campo preferido para conectar sistemas embedded en el ámbito industrial. Hay implementaciones Open Source como CANopenNode (www.sourceforge.net/projects/

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n Tarjeta Pandaboard.

canopennode).

Codesys es el nombre con el que se conoce un conjunto de lenguajes de programación utilizados históri-

n Tarjeta DevKit.

n BeagleBone Black, tarjeta diseñada y producida por TI (Texas Instruments).

camente en el mundo del control industrial, y está estandarizado por la norma IEC61131-3. Iniciativas abiertas como LinuxCNC (www. linuxcnc.org) y Classic Ladder (https://sites.google.com/site/ classicladder) van en esta dirección. En cuanto a productos comerciales, la compañía Copalp (www. copalp.com) ofrece un runtime Codesys para sistemas Linux denominado Straton.

BeagleBone Black Es una tarjeta diseñada y producida por TI (Texas Instruments) en régimen de Open Source Hardware, como demostrador de las posibilidades del procesador TI AM3359, un ARM Cortex A8. La compañía fomenta la modificación y adaptación de la tarjeta dando soporte y documentación.

El equivalente de las shields para BeagleBone son las capes. En www. beaglebonecapes.org aparece una buena relación de ellas, entre las cuales se encuentra la BeagleBone CANBus, que puede ser una buena herramienta para la automatización de sistemas industriales controlados por bus CANOpen.

TI también impulsa el desarrollo de otras tarjetas como demostradoras de las posibilidades de otros procesadores ARM de la marca. Es

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n Tarjeta OlinuXino.

n Tarjeta i.MX53 Quick Start Board de Freescale.

el caso de las tarjetas Pandaboard para el procesador OMAP4460 y las tarjetas DevKit para los procesadores de la familia del Sitara AM3359 ARM Cortex (ver figuras en la página anterior).

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OlinuXino Se trata de una gama de tarjetas 100% Open Source desarrollada por Olimex. Están disponibles los planos constructivos (Gerber) para poder modificarla. El modelo A13Olinuxino-Micro dispone de un procesador Allwinner A13 Cortex A8, funciona con 256 Mb de RAM y cuesta unos 35 e. Su GPIO soporta I2C, SPI y acceso directo a pins. Además, la compañía ha desarrollado un bus de expansión libre para la conexión fácil de varios dispositivos con I2C, SPI y comunicación serie, y suministra los componentes sueltos así como servicios de consultoría y construcción de tarjetas bajo demanda. Fundada en 1991, tiene su sede en Plovdiv (Bulgaria).

Rascal La Rascal es una tarjeta completamente Open Source, desarrollada por Brandon Stafford en Massachusetts. Brandon ha trabajado en el Stanford Robotics Lab y es consultor involucrado en

startups relacionadas con energías renovables.

Una de las características de la Rascal es que está diseñada para aceptar shields de Arduino. Dispone de 15 pines para entradas/ salidas digitales y 4 para entradas analógicas.

La librería Pytronics ofrece acceso al hardware desde Python. Está inspirada en la librería de funciones usada por Arduino, y ofrece funciones de lectura escritura directa y también para I2C y SPI. En la página de sources de www.

n Tarjeta Nitrogen6X.

rascalmicro.com (dentro del apartado docs) se encuentran los planos (Gerber) de la placa (PCB layout), así como documentos sobre aspectos mecánicos y eléctricos.

Se puede comprar on-line en el apartado Store de la página web por un precio de unos 170 e. Es cara en comparación con otras tarjetas que compiten en la franja de los 25-50 e, pero ello es debido a que en realidad se comercializa un prototipo de desarrollo (Complete Rascal development kit with 4 GB memory card and power supply) del que no se producen grandes series.

n Tarjeta Rascal.

i.MX53 Quick Start Board Freescale (antes Motorola Semiconductores) ofrece esta tarjeta de desarrollo (ver figura superior derecha) para promocionar su procesadores IMX53X, como el IMX53QSB, del tipo ARM Cortex A8, por 149 $, en régimen de Open Source Hardware, con un planteamiento más agresivo que sus predecesoras SABRE boards.

Dispone de display VGA, salida HDMI (con conector de expansión) y conector SATA. A diferencia de la BeagleBone Black, no busca una popularización en la línea de la Raspberry

Sistemas embedded Mayo 2013 / n.º 451

Automática e Instrumentación

Pi. No obstante, también promueve la promoción de sus procesadores por parte de terceros fabricantes, como es el caso de la tarjeta Nitrogen6X (ver figura inferior de la página anterior), con un coste de 199$, la cual ofrece características profesionales como un conector CAN Bus. Cubieboard Se trata de una tarjeta de pequeñas dimension Tarjeta ODROID-X. nes que se comercializa por unos 60 e. Frecuentemente se hace referencia a ella como una alternativa mejorada de la Raspberry Pi. Su comunidad se inició en octubre de 2012 y el proyecto se presenta como Open Source Hardware, aunque cuesta encontrar documentación al respecto. Tras una campaña n Tarjeta ODROID-U. inicial de crowdfunding denominada Indiegogo se iniciaron Cuesta encontrar documentación las primeras series, con el apoyo de sobre la GPIO. un equipo de desarrollo ubicado Otra tarjeta que también se orienen China. Utiliza un procesador ta a aplicaciones gráficas es la denoARM Cortex A8 Allwinner A10, minada Hackberry, fabricada por la 512Mb/1Gb de RAM y una GPIO de compañía australiana Miniand.

96 pins con soporte de I2C, SPI. Por otra parte, con la colaboraDispone de características técnicas muy interesantes, como el soporte de un bus SATA que permite la conexión de discos duros y las salidas de vídeo HDMI y VGA (en el GPIO).

Otras tarjetas ODROID es una gama de tarjetas desarrollada por la compañía coreana Hardkernel (www.hardkernel. com) que se pueden adquirir por unos 100 e. No es un desarrollo Open Source, por lo que no suministran los ficheros Gerber. Las ODROID-X y la pequeña ODROIDU utilizan un procesador Quad core ARM Cortex-A9 MPCore. (Ver imágenes adjuntas) Son productos comerciales de altas prestaciones con buenos resultados en aplicaciones multimedia.

n Tarjeta Snowball.

ción de Calao Systems, ST-Ericsson comercializa como kit de desarrollo la tarjeta Snowball, por 340e , en modo Open Source Hardware, para promocionar el procesador ST-Ericsson Nova A9500, un Dual Cortex A9 con GPU Mali para Android y Linux Ubuntu.

Tiene como particularidad que incorpora varios sensores como acelerómetros y un sensor de presión. Para ayudar a su promoción han creado una comunidad denominada igloocommunity. org.

La Gooseberry es una tarjeta basada en el procesador ARM Allwinner A10 que nace por la inquietud de un ingeniero británico que, cansado de las largas listas de espera que en su momento hubo en los suministros de la Raspberry Pi, decidió realizar un diseño propio, animado por la lectura de las especificaciones impulsadas por la compañía de consultoría Open Hardware Rhombus Tech (www.rhombus-tech.net), denominadas EOMA-68 (Embedded Open Modular Architecture) que

49

Sistemas embedded Automática e Instrumentación

50

definen las características de una tarjeta libre ideal.

Actualmente el proyecto parece estancado.

Finalmente, la UDOO es una tarjeta equivalente a integrar en una sola cuatro Raspberry Pi (ya que dispondrá de un procesador de cuatro núcleosquadcore) y un Arduino Due. Hasta la fecha es un pron Tarjeta Gooseberry. yecto de crowfunding que todavía no ha empezado a producir, y que ha conseguido Rascal o UDOO. sobrepasar de largo los objetivos de El éxito de su aplicación en los recaudación (1.600%) para llevar ámbitos educativo y de hobby está a cabo el proyecto. Los promotores fuera de toda duda, y su aplicación fijaron en www.kickstarter.com en ambientes industriales se irá la cantidad objetivo para empezar a viendo con el tiempo. Las caracteproducir en 27.000$ y actualmente rísticas rugged y la incorporación han recaudado 450.000$. Habrá de estándares industriales son los que ver en qué acaba la iniciativa, de pasos naturales que deberían darse la que ya hay listas de espera. de forma progresiva.

Desde el punto de vista del Open Conclusiones Source Hardware, cuyo movimiento El éxito de los procesadores ARM, está liderado por OSHWA (Open masivamente utilizados en disposiSource Hardware Association), tras tivos móviles, ha propiciado una alta el impacto del fenómeno Arduino disponibilidad y bajo coste que hace podemos destacar las tarjetas Beaposible la creación de un ecosistema gle Bone Black (con el respaldo de creciente de tarjetas de bajo coste Texas Instruments, toda una gacapaces de soportar un sistema operantía) y las tarjetas impulsadas por rativo como Linux. Ello les convierte fabricantes de procesadores ARM en ordenadores completos en los como Freescale o ST-Ericsson, la que cabe toda la informática. No OlinuXino y la Rascal (con interlosolo pueden coexistir y colaborar cutores muy cualificados militantes perfectamente con los sistemas del espíritu open, como son respecbasados en microcontroladores, tal tivamente Tsvetan Usunov y Brancomo sucede con los controladores don Stafford, con los que se puede industriales (PLC) y los sistemas conversar por email), y al menos informáticos basados en sistema en cuanto a declaración de intenoperativo (PC embedded), sino que ciones, las Cubieboard, pcDuino y se observa una línea basada en híbrianteriormente la Gooseberry. Los dos Linux-Arduino, como pcDuino, Allwinner 10 y 13 son procesadores

Mayo 2013 / n.º 451

muy utilizados en tarjetas Open Source. Están suficientemente documentados y disponen de un buen soporte de Linux, impulsado por la Linuxsunsi community (www. linux-sunxi.org). El hecho de que un número creciente de tarjetas se sumen al movimiento del hardware abierto abre la posibilidad de diseñar y fabricar tarjetas con modificaciones sobre diseños libres contrastados, creándose, como ya se está viendo, espirales aceleradas de conocimiento gracias a la reutilización del mismo sin prácticamente barreras de entrada.

Cada una de las propuestas mencionadas cuenta con su respectiva vía de respaldo técnico; no obstante, existen propuestas transversales como compañías como Collabora (www.collabora.com), con una plantilla de expertos (muchos de ellos en teletrabajo) en las entrañas del Linux y el Open Source, distribuida por todo el mundo (también en España y Latinoamérica), que ofrecen consultoría de alto nivel.

Centros de innovación del ámbito universitario pueden jugar un papel muy relevante en el desarrollo y difusión del I+D necesario para trasladar este conocimiento tanto al tejido industrial como al propio sistema educativo.

Xavier Pi, Oriol Miravalles, Àlex Chamorro, Eduardo Prieto, Samuel Galceran CITCEA - UPC

E

n las páginas 52 a 55 pueden consultar una tabla (de elaboración propia) que recoge todas las características técnicas de las tarjetas citadas en este artículo. En las páginas 56 y 57, incluimos información sobre websites, manuales de referencia y foros dedicados, entre otros aspectos. n Tarjeta UDOO.

UN SOLO CONTROLADOR El controlador de máquinas NJ integra robótica y librerías de aplicaciones diseñadas específicamente para packaging.

Plataforma de Automatización Sysmac

EtherNet/IP FACTORY NETWORK HMI · Programación

Un controlador para toda la máquina Motion, Lógica, Seguridad y Visión integradas

EtherCAT MACHINE NETWORK Servo - Variador - Robótica - Visión - E/S

www.industrial.omron.es/sysmac Sysmac is a trademark or registered trademark of OMRON Corporation in Japan and other countries for OMRON factory automation products.

Sistemas embedded Automática e Instrumentación

Mayo 2013 / n.º 451

TI AM 3359

TI AM 3359

TI OMAP 4430

TI OMAP TI 4460 OMAP 3530

CortexA8

CortexA8

CortexA9

CortexA9

Power VR

SGX 530

SGX 530

1 GHz

600 MHz

720 MHz

1 GHz

1 GHz

512 MB

512 MB

128 MB

256 MB

512 MB

0 MB

0 MB

0 MB

256 MB

0 MB

Sí 2

Sí 1

Sí 2

Sí 4

Sí 1

No

No

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M

No 10/ 100MNo 10/ 100M

35.00

SOC Type

Allwinner A10

Broadcom BCM 2835

Broadcom TI AM BCM 2835 3715

Tipo de core

Cortex-A8

ARM1176 JZF-S

ARM 1176 Cortex- Cortex-A8 JZF-S A8

GPU

Mali 400

Video Core IV Video Core Power IV VR

Reloj CPU

1 GHz

700 MHz

700 MHz

RAM

1 GB

256 MB

Flash

4 MB

Puerros USB

Ethernet

BeagleBone

Devkit8500A

TI OMAP 3530

29.00

Devkit8500D

PandaBoard/ ES 161.64

66.00

Devkit 8000

PandaBoard

BeagleBone Black

174.00

149.00

BeagleBoard

45.00

Raspberry Pi, Model B

89.00

Raspberry Pi, Model A

149.00

MK802 Precio (e)

BeagleBoard-xM

Tabla de características (elaboración propia)

169.00

199.00 (Evaluation Kit)

199.00 (Evaluation Kit)

TI OMAP 3570

TI AM 3715

SOC

Cortex- Cortex-A8 A8

Cortex-A8

PowerVR

PowerVR

None

1.2 GHz

600 MHz

1 GHz

1 GHz

1 GB

1 GB

256 MB 512 MB

512 MB

2 GB

0 MB

0 MB

256 MB 512 MB

512 MB

Sí 1 Host, 1 OTG

Sí 1 Host, 1 OTG

Sí Sí Sí 1 2xHost, 1 2xHost, 1 Host, 1 OTG OTG OTG

Sí 4 Host, 1 OTG

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M Sí 10/ 100M

No

No. de Cores

52

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M

Sí 4 Host, 1 OTG

Puertos SATA

No

No

No

No

No

No

No

No

No

No

No

HDMI

Sí Mini

Sí

Sí

Sí DVI-D

Sí DVI-D

Sí DVID

Sí Micro Sí 1 HDMI, 1 DVI

Sí 1 HDMI, 1 DVI

Sí DVI-D

Sí DVI-D

Sí DVI-D

Video analógico Out

No

Sí Compuesto

Sí Compuesto

Sí

Sí S-Video No

No

No

No

Sí SVideo

Sí S-Video

Sí S-Video

Audio analógico Out

No

Sí

Sí

Sí

Sí

No

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Audio analógico In

No

Sí

Sí

Sí

Sí

No

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

SPI

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

I2C

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

GPIO

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

CAN

No

No

No

No

No

No

No

No

No

No

No

No

Sistemas embedded

SKY-S9500-ULPC02 aka Snowball

cubieBoard

23.95

44.95

55.00

149.00

99.00

199.00

59.00

49.00

322.57

Samsung Exynos Exynos 4412 4412

Allwinner A10

Freescale iMX233

Freescale iMX 233

Allwinner A13

Freescale i.MX 53

Freescale i.MX6

Freescale i.MX 6Q

Allwinner A10

Allwinner A10

ST-Ericsson Nova A9500

CortexA8

CortexA9

CortextA8

ARM 926EJ-S

ARM926EJ-S

Cortex-A8

CortexA8

Cortex- Cortex-A9 A9

Cortext-A8

Cortex-A8

Cortex A9

PowerVR

Mali 400 Mali 400

Mali 400

None

None

Mali 400

Vivante Vivante GC GC 2000/ GC 2000 355/ GC 320

Mali 400

Mali 400

Mali400

720 MHz

1.4 GHz

1.4 GHz

1.2 GHz

454 MHz

454 MHz

1 GHz

1 GHz

1 GHz

1 GHz

1 GHz

1 GHz

1 GHz

512 MB

1 GB

1 GB

1 GB

64 MB

64 MB

512 MB

1 GB

1 GB

1 GB

1 GB

1 GB

1 GB

512 MB

0 MB

0 MB

4 GB

0 MB

0 MB

0 MB (4GB 0 MB Chip puede ser soldado)

4 GB

2 MB (SPI)

42 GB

4 GB

4 GB / 8 GB (e-MMC)

Sí 1 Host, 1 OTG

Sí 6 Host, 1 Device

Sí 2 Host

Sí 2 Host Sí 1 Host

Sí 2 Host

Sí 3 Host

Sí 2 Host, 1 Device

Sí 4 Host, 1 OTG

Sí 2 Host, 1 Sí 2 OTG Host, 1 OTG

Sí 2 Host, 1 Yes 1 OTGYes OTGSí 2 Host, 1 OTG 1 OTG

Sí 10/ 100/ 1000M

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M

No

Sí 100M

No

Sí 10/ 100M

Sí 1G

Sí 10/ 100/ 1G (w/ PoE option módulo)

Sí 10/ 100M

Sí 10/ 100M

Yes 10/ 100MYes 10/ 100M

No

No

No

No

No

No

No

Sí

No

Sí 1 3Gb/ s

No

Sí 1 SATA II

No

No

Sí Mini

Sí Mini

Sí HDMI No

No

Sí

Sí Opc. expansion board

Sí

Sí HDMI 1.4a

Sí HDMI

Sí

Yes HDMIYes HDMI

No

No

No

Sí Compuesto & Component

Sí Compuesto

Sí Compuesto

Sí VGA

Sí VGA

No

No

No

Sí vía conector Yes Comde expansión positeYes (vga/ cvbs)Sí Composite vía conector de expansión (vga/ cvbs)

Sí

Sí

Sí

No

Sí Vía expansión

Sí

Sí

Sí

Sí. Por conector de expansión

Sí

Sí

Sí

Yes HeadphonesYes Headphones

Sí

Sí

No

Sí

Sí Vía expansión

Sí

Sí

Sí

No

Sí

No

Sí

Yes Microphone InYes Microphone In

Sí

Sí

No

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

No

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Yes Expansion connector

Sí

Sí

No

No

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Yes Expansion Connector

No

No

No

No

No

No

No

No

No

No

Sí (con shiels)

No

ODROID-U

ODROID-X 129.00

TI AM 3359

69.00

CortexA9

pcDuino

MarS

65.00

189.00 (Evaluation Kit)

Hackberry

IMX53QSB

A13-OLINUXINO

OLINUXINO-MAXI

Nitrogen6X

Automática e Instrumentación

OLINUXINO-MICRO

Devkit8600

Mayo 2013 / n.º 451

Yes Expansion connector

53

Sistemas embedded Automática e Instrumentación

Mayo 2013 / n.º 451

54

Panel LCD

No

Sí DSI

Sí DSI

Cámara

No

Sí DSI

Sí DSI

SD/ MMC

Sí uSD Jaula

Sí SD Jaula

Sí SD Jaula

Serie

No

Sí Por conector de expansión, requiere nivel ajustable

Sí Por conector de expansión, requiere nivel ajustable

Wi-Fi

Sí b/ g/ n

No

No

No

No

Bluetooth®

No

No

No

No

Alto

3.46 in (88 3.37 in (85.6 mm) mm)

Ancho

1.37 in (35 2.12 in mm) (53.98 mm)

Profundidad

0.47244 in (12 mm)

Peso

8.11 oz (230 g)

Sí

Devkit8500A

Devkit8500D

Devkit 8000

PandaBoard/ ES

PandaBoard

BeagleBone Black Sí

Sí

Sí Conector especial, LVDS

Sí Conector especial, LVDS

Sí Conector especial, LVDS

No

Sí

Sí

Sí CCD/ CMOS Interfaz de sensor

Sí CCD/ CMOS Interfaz de sensor

Sí CCD/ CMOS Interfaz de sensor

Sí SD Jaula

Sí uSD Jaula

Sí 1 SD Jaula, 1 Por conector de expansión

Sí 1 SD Jaula, 1 Por conector de expansión

Sí 1 SD Jaula, 1 Por conector de expansión

Sí 1 uSD Jaula, 1 Por conector de expansión

Sí 1 uSD Jaula, 1 Por conector de expansión

Sí Por conector de expansión

Sí Por Sí DB-9 conector Conector de expansión

Sí DB-9 Sí Por Conector conector de expansión

Sí Por conector de expansión

Sí Por conector de expansión

No

No

Sí n/ b/ g

Sí n/ b/ g

No

No

No

No

No

No

Sí

Sí

No

No

No

3.37 in 3.25 in (85.6 mm)

3 in

2.15 in

3.4 in

4.5 in

4.5 in

4.33 in (110 mm)

5.36 in 5.36 in (136.2 mm) (136.2 mm)

2.12 in (53.98 mm)

3.1 in

3.4 in

2.1 in

4 in

4 in

3.74 in (95 mm)

4.14 in 4.14 in (105.3 mm) (105.3 mm)

2.61 oz (74 g)

2.87 oz (81.5 g)

3.25 in

Sí

BeagleBone Sí

1.58 oz (45 g) 1.58 oz (45 g)

Sí

BeagleBoard

BeagleBoard-xM

Raspberry Pi, Model B

MK802

Raspberry Pi, Model A

Tabla de características (elaboración propia)

1.4 oz

Sistemas embedded

Sí Conector especial, LVDS

Sí No Conector especial, LVDS

No

Sí Vía expansión

Sí Vía expansión

Sí Por conector de expansión

Sí LVDS Por conector de expansión

Sí LVDS Por conector de expansión

Sí CCD/ CMOS Interfaz de sensor

Sí MIPI

No

No

No

No

No

Sí CSI

Sí uSD Jaula

Sí SD Jaula

Sí uSD Jaula, Custom eMMC módulo conector

Sí SD Jaula

Sí uSD Jaula

Sí uSD Jaula

Sí 1 uSD Jaula, 1 Por conector de expansión

Sí 1 RS-232 DB-9 Conector, 2 TTL Nivel, 1 RS-485

Sí 1.8V Nivel

Sí Conector especial

Sí 3.3V Nivel

Sí 3x3.3V Nivel

Sí 3x3.3V Nivel

Sí

No

No

Sí

No

Sí

No

No

No

KY-S9500-ULPC02 aka Snowball

cubieBoard

Sí DSI

Sí vía conector Yes Expansion de expansión connector (vga/ cvbs) LCD 24bits MiPi DSI

Sí 1 Pa- Sí 1 Pararallel, 1 llel, 1 CSI2 CSI

Sí DSI

Sí vía conector Yes Expansion de expansión connector (csi/ ts) MiPi CSI

Sí 1 SD Jaula, 1 uSD Jaula

Sí 1 uSD Jaula, 1 Por conector de expansión

Sí 1 SD 3.0/ SDXC Jaula, 1 uSD Jaula

Sí uSD Jaula

Sí 1 uSD Jaula, 1 Por conector de expansión

Yes Micro-SD

Sí 2 3.3V Nivel Por conector de expansión

Sí 1 RS-232 DB-9 Conector, 4 Por conector de expansión

Sí 4 Por conector de expansión

Sí 2 (Cable incluido)

Sí 2 3.3V Nivel Por conector de expansión

Sí 3x3.3V Nivel

Yes 1 RS232

No

Sí Opcional módulo

No

No

$50 Opc. TiWi 802.11 b/ g/ n WiFi +BT

No

No

Yes b/ g/ n

No

No

No

No

No

50 US$ Opc. TiWi 802.11 b/ g/ n WiFi +BT

No

No

Yes 2.1 + EDR

3.38 in 3.54 in 1.88 in (86 mm) (90 mm) (48 mm)

3.4 in

3.7 in

3 in

2.55 in (65 mm)

4.5 in

52 mm

3.93 in (10 cm)

3.34 in (85 mm)

5.11 in (130 mm)

1.7 in

2.65 in

3 in

4.01 in (102 mm)

3 in

125 mm

2.36 in (6 cm)

3.34 in (85 mm)

3.70 in 2.04 in (94 mm) (52 mm)

Sí RGB, LVDS

pcDuino

Nitrogen6X

MarS

IMX53QSB

A13-OLINUXINO

OLINUXINO-MAXI

Hackberry

OLINUXINO-MICRO

Automática e Instrumentación

ODROID-U

ODROID-X

Devkit8600

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0.82677 in (21 mm) 2.04 oz (58 g)

55

Sistemas embedded Automática e Instrumentación

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Para ampliar la información sobre algunas de las tarjetas citadas en este artículo BeagleBoard: http://beagleboard.org/static/ BB-xM_REV_C-2011-05-23.zip http://beagle.s3.amazonaws.com/ design/Beagle_SRM_C4_0_0.pdf http://beagleboard.org/static/beaglebone/ latest/Docs/Hardware/BONE_SRM.pdf https://github.com/CircuitCo/BeagleBone-Black/ blob/master/BBB_SRM.pdf?raw=true

Raspberry Pi: http://www.raspberrypi.org BeagleBoard: http://beagleboard.org/hardware-xM http://beagleboard.org/hardware http://beagleboard.org/bone http://beagleboard.org/Products/BeagleBone%20 Black PandaBoard: http://www.pandaboard.org

ODROID: http://www.hardkernel.com/renewal_2011/ products/prdt_info.php http://www.hardkernel.com/renewal_2011/ products/prdt_info.php?g_code=G135341359084 Hackberry: https://www.miniand.com/products/Hackberry%20 A10%20Developer%20Board#specifications

PandaBoard: http://pandaboard.org/sites/default/files/board_ reference/EA1/Panda_Board_Spec_REVEA1_04. pdf http://pandaboard.org/sites/default/files/board_ reference/pandaboard-es-b/panda-es-b-manual. pdf Olimex: https://www.olimex.com/dev/ OLINUXINO/iMX233-OLINUXINO/ OLINUXINO-MICRO_revision_E.pdf https://www.olimex.com/dev/ OLINUXINO/iMX233-OLINUXINO/ OLINUXINO-MAXI_revision_G.pdf IMX, Mars y Nitrogen: http://cache.freescale.com/files/32bit/doc/ref_ manual/IMX53RQSBRM-R.pdf?fpsp=1 http://boundarydevices.com/Nitrogen6X_ Hardware_Manual_rev1.pdf

Olimex: https://www.olimex.com/dev/imx233-olinuxinomicro.html ttps://www.olimex.com/dev/imx233-olinuxino-maxi. html https://www.olimex.com/dev/a13-olinuxino.html

PCDuino: http://www.pcduino.com/?page_id=14 http://www.calao-systems.com

IMX, Mars y Nitrogen: http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_ summary.jsp?code=IMX53QSB http://www.embest-tech.com/shop/star/marsboard. html http://boundarydevices.com/products/nitrogen6xboard-imx6-arm-cortex-a9-sbc

BeagleBone: http://www.elinux.org/BeagleBoard http://www.elinux.org/BeagleBone http://circuitco.com/support/index. php?title=BeagleBoneBlack

Raspberry Pi: http://elinux.org/RaspberryPiBoard

PandaBoard: http://www.omappedia.com/wiki/PandaBoard

PCDuino: http://www.pcduino.com/wiki Cibuieboard: http://cubieboard.org Snowball: http://www.calao-systems.com

PCDuino: http://www.pcduino.com/forum WIKI

56

Website

DevKit: http://www.embedinfo.com/english/product/ devkit8000.asp http://www.armkits.com/product/devkit8500d.asp http://www.armkits.com/product/devkit8600.asp

Manual de referencia

MK802: http://www.aliexpress.com/product-fm/563764893Freeshipping-Rikomagic-MK802-Mini-PC-MiniAndroid4-0-dongle-android-IPTV-google-tv-smartandroid-box-wholesalers.html

CubieBoard: http://linux-sunxi.org/Cubieboard Snowball: http://www.igloocommunity.org

Sistemas embedded Mayo 2013 / n.º 451

Automática e Instrumentación

BeagleBoard: http://beagleboard.org/static/ BB-xM_REV_C-2011-05-23.zip http://beagle.s3.amazonaws.com/ design/Beagle_SRM_C4_0_0.pdf http://beagleboard.org/static/beaglebone/ latest/Docs/Hardware/BONE_SRM.pdf https://github.com/CircuitCo/BeagleBoneBlack/blob/master/BBB_SRM.pdf?raw=true

Raspberry Pi: http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc =s&source=web&cd=1&ved=0CCMQFjAA&url= http://www.raspberrypi.org%2Fwp-content%2Fupl oads%2F2012%2F04%2FRaspberry-Pi-SchematicsR1.0.pdf&ei=KhJGUO HqHIXDtAaOl4BY&usg= AFQjCNEp93yCz13agj3xQn9dQ44MAKpx5A

PandaBoard: http://pandaboard.org/sites/default/ files/board_reference/EA1/Panda_ Board_Spec_REVEA1_04.pdf http://pandaboard.org/sites/default/files/board_ reference/pandaboard-es-b/panda-es-b-manual.pdf

BeagleBoard: http://beagleboard.org/hardware/design https://github.com/CircuitCo/BeagleBone-Black/ blob/master/BBB_SCH.pdf?raw=true

Olimex: https://www.olimex.com/dev/ OLINUXINO/iMX233-OLINUXINO/ OLINUXINO-MICRO_revision_E.pdf https://www.olimex.com/dev/ OLINUXINO/iMX233-OLINUXINO/ OLINUXINO-MAXI_revision_G.pdf IMX, Mars y Nitrogen: http://cache.freescale.com/files/32bit/doc/ ref_manual/IMX53RQSBRM-R.pdf?fpsp=1 http://boundarydevices.com/ Nitrogen6X_Hardware_Manual_rev1.pdf PCDuino: http://www.pcduino.com/?page_id=14 Snowball: http://www.calao-systems.com Raspberry Pi: http://www.raspberrypi.org/phpBB3 BeagleBoard: https://groups.google.com/ forum/?fromgroups#!forum/beagleboard

Foro dedicado

DevKit: http://www.embedinfo.com/cforum/arm_forum_find.asp?bid=6 Olimex: http://tech.groups.yahoo.com/group/olinuxino PCDuino: http://boundarydevices.com/ blog/www.pcduino.com/forum CubieBoard: https://groups.google.com/ forum/#!forum/cubieboard Snowball: http://www.igloocommunity.org

Esquemas

Diseño PCB

Para ampliar la información sobre algunas de las tarjetas citadas en este artículo

PandaBoard: http://pandaboard.org/sites/default/files/board_reference/EA1/750-2152-001-SCH_REVEA1.pdf http://pandaboard.org/sites/default/files/board_reference/pandaboard-es-b/panda-es-b-schematic.pdf https://github.com/OLIMEX/OLINUXINO/tree/ master/HARDWARE/iMX233-OLinuXino-Micro https://github.com/OLIMEX/OLINUXINO/tree/ master/HARDWARE/iMX233-OLinuXino-Maxi https://github.com/OLIMEX/OLINUXINO/tree/ master/HARDWARE/A13-OLinuXino IMX, Mars y Nitrogen: http://cache.freescale.com/files/32bit/doc/ ref_manual/IMX53RQSBRM-R.pdf?fpsp=1 PCDuino: http://www.pcduino.com/?page_id=14 CubieBoard: http://dl.cubieboard.org/hardware/cubieboard_ schematic_2012-08-08.pdf Snowball: http://www.calao-systems.com

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Capacidad, rendimiento y flexibilidad

Una tendencia clave en el diseño de sistemas embedded Combinar múltiples elementos de procesamiento en arquitecturas heterogéneas permite sistemas embedded de alto rendimiento.

A 58

medida que las aplicaciones embedded crecen en complejidad, las arquitecturas de hardware y las herramientas del diseño embedded de sistemas deben evolucionar para resolver los requerimientos demandantes, así como para minimizar el tiempo de diseño. Históricamente, muchos sistemas embedded han contado con una sola CPU, por lo que los diseñadores han tenido que apoyarse en mejoras en la velocidad del reloj de la CPU, el cambio a la computación multinúcleo y otras innovaciones para obtener el rendimiento de procesamiento requerido por las aplicaciones complejas. Sin embargo, cada vez más diseñadores de sistemas están migrando a arquitecturas de computación que cuentan con múltiples elementos de procesamiento, arquitecturas heterogéneas, para proporcionar un balance más óptimo entre rendimiento, latencia, flexibilidad, coste y otros factores. Esto equilibra la próxima generación de diseños de sistemas embedded.

Para ilustrar alguno de los beneficios que las arquitecturas de computación heterogéneas pueden proporcionar, considérese una arquitectura compuesta de una CPU, una FPGA y E/S. Las FPGA son ideales para gestionar computaciones en paralelo tales como operaciones de procesamiento de

Microprocessor

Reconfigurable FPGA Analog I/O

Real-Time OS

Control

Application Software

Specialized I/O Drivers

Networking and Peripheral I/O Drivers

Signal Processing

DMA, Interrupt, and Bus Control Drivers

Communications I/O

Analysis Communication Protocols

señal en un gran número de canales de datos en paralelo. Adicionalmente, como las FPGA implementan computaciones directamente en hardware, proporcionan una ruta de baja latencia para tareas como disparo personalizado y control en lazo cerrado de alta velocidad. Además, incorporar FPGA en arquitecturas de computación también mejora la flexibilidad de los sistemas embedded, haciéndolos más fáciles de actualizar que los sistemas con lógica fija y permitiéndoles adaptarse a los requerimientos cambiantes de E/S. Acoplar una CPU y una FPGA en la misma arquitectura heterogénea significa que los diseñadores de sistema no necesitan escoger entre estas ventajas de la FPGA y las correspondientes fortalezas de una CPU. Adicionalmente, una arquitectura heterogénea puede ser más óptima que intentar adaptar una solución de elemento único a un problema para el cual el elemento no es adecuado. Por ejemplo, una sola FPGA podría gestionar una tarea en paralelo requiriendo baja latencia, así como un gran número de CPU. Mientras los diseños de sistemas embedded que cuentan con múltiples elementos de procesamiento tienen muchas ventajas, también presentan algunos retos cuando se refiere al desarrollo de software.

Frecuentemente se necesitan equi-

Digital I/O

Specialized I/O

pos grandes de diseño debido a las arquitecturas especializadas de elementos de procesamiento individuales y el conjunto fragmentado de herramientas y experiencia requerida para programarlos. Por ejemplo, la programación FPGA comúnmente requiere conocimiento de programación VHDL, una habilidad que requiere una inversión de entrenamiento significativa, más personal o externalización costosa.

Además, desarrollar la pila de software para soportar una arquitectura heterogénea es un compromiso considerable que involucra integración de controladores, soporte de tarjeta, middleware para comunicación entre elementos, interfaz lógica de E/S y más.

Los desarrolladores de sistemas pueden resolver estos retos con una plataforma integrada de hardware y software compuesta de una arquitectura heterogénea estándar, E/S intercambiables y software de diseño de sistemas de alto nivel.

Basándose en el conocimiento del hardware fundamental, las herramientas de diseño de alto nivel abstraen la arquitectura del sistema y las E/S durante el proceso de desarrollo, mejorando la productividad y reduciendo la necesidad de que los diseñadores de sistema administren la implementación de los detalles de bajo nivel. Cuando se desarrollan sistemas embedded basados

Sistemas embedded Mayo 2013 / n.º 451

Automática e Instrumentación

La arquitectura LabVIEW de E/S reconfigurable (RIO)

L

as plataformas de sistemas embedded comerciales basadas en arquitecturas heterogéneas están disponibles hoy en día, y pueden eliminar la necesidad de diseñar hardware personalizado. Un ejemplo es la arquitectura NI LabVIEW RIO, la cual combina el software de diseño de sistemas LabVIEW y el hardware NI RIO (basado en procesadores, FPGA y E/S modular) y está disponible en una variedad de factores de forma y niveles de rendimiento que van desde nivel tarjeta con NI Single-Board RIO hasta empaquetado industrialmente con NI CompactRIO y PXI. Un amplio ecosistema de módulos de E/S incluyendo medidas analógicas y digitales, conectividad de bus industrial, entre otras características, ayuda a los ingenieros a utilizar estas plataformas a través de un rango de aplicaciones desde control de electrónica de potencia hasta imágenes médicas.

LabVIEW posibilita programar CPU y FPGA en hardware heterogéneo de NI utilizando un modelo consistente de programación gráfica. Además, LabVIEW abstrae la temporización del sistema, acceso de E/S y comunicación entre elementos basándose en el conocimiento de la arquitectura fundamental. El resultado es que estas arquitecturas heterogéneas son accesibles y rentables para utilizarse en diseños de sistemas embedded. Los expertos en el dominio sin conocimiento en herramientas de implementación especializadas pueden jugar un papel mayor en la implementación de sus ideas, y los diseñadores de sistemas pueden llegar al mercado más rápidamente con enfoque altamente productivo basado en plataforma.

Computación heterogénea en acción Las arquitecturas heterogéneas en el diseño de sistemas embedded ya están impactando a muchas industrias. Un ejemplo es Thales UK, una compañía de soluciones de transporte que diseñó un sistema de señalización automatizado con varios trenes virtuales de prueba basados en LabVIEW y CompactRIO. El objetivo del proyecto de señalización fue impulsar la capacidad del sistema en un 33% (el equivalente de 5.000 pasajeros extra por hora) y acortar los tiempos de viaje en un 22%.

Para imitar un tren de pasajeros real y probar las condiciones de las vías de tren, el equipo de Thales en arquitecturas heterogéneas, las herramientas de diseño de sistema de alto nivel son capaces de abstraer las arquitecturas de elementos individuales de computación tales como FPGA, y proporcionar un modelo de programación unificado que los diseñadores de sistemas embedded

n Vehículo eléctrico de Formula Student cuya ECU está basada en NI CompactRIO y programada con LabVIEW Real Time y LabVIEW FPGA.

UK eligió utilizar una combinación de una FPGA y procesadores embedded para proporcionar control de alta velocidad, adquisición de datos y análisis de datos en un solo sistema. Utilizando el hardware comercial CompactRIO y LabVIEW, la compañía implementó un sistema completo de control y monitorización capaz de simular señales para imitar un tren del mundo real, midiendo datos de prueba y registrando información para su análisis posterior. La compañía no solo fue capaz de innovar los métodos tradicionales de prueba, sino que también reportó una reducción en el tiempo de prueba de días a horas. Y las pruebas utilizando los nuevos trenes virtuales requieren la mitad de la mano de obra para operarse.

Otros equipos de diseño como el de Thales UK están utilizando arquitecturas de computación heterogénea para proporcionar sistemas embedded innovadores de alto rendimiento. Ayudados por las herramientas de diseño de sistemas de alto nivel, equipos pequeños y expertos de dominio pueden aprovechar estas arquitecturas sin tener que construir hardware personalizado o aprender múltiples y fragmentadas herramientas de diseño como se ha necesitado tradicionalmente para programar varios elementos de procesamiento. En definitiva, a medida que las arquitecturas heterogéneas continúan jugando un papel creciente en el diseño de sistemas embedded, las organizaciones y equipos que los utilizan se beneficiarán de la capacidad, rendimiento y flexibilidad que proporcionan.

pueden utilizar a medida que toman ventaja de las capacidades de elementos diferentes. Además, la abstracción en el software de diseño de alto nivel ayuda en la descripción concisa del comportamiento funcional y facilita la reutilización del código a pesar de los cambios

en hardware o interfaces de comunicación.

Carlos Pazos Ingeniero de marketing de producto para software embedded National Instruments carlos.pazos@ni.com

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Para producir software embedded de alta calidad

Uso del análisis estático y la verificación de código Respetar los estándares de codificación, llevar a cabo la verificación del software de forma temprana en el proceso de desarrollo, realizar comprobaciones con respecto a un conjunto establecido de métricas de calidad e identificar las operaciones de software que se sabe que son correctas o que contienen código con errores son elementos que contribuyen a la calidad y la coherencia del software embedded.

L

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os modernos procesos de desarrollo y pruebas de software abarcan una amplia gama de mejores prácticas y metodologías de desarrollo. Las preferencias personales y la experiencia (tanto negativa como positiva) determinan la mayor parte de los flujos de trabajo. A menudo se improvisan combinaciones de herramientas y scripts personalizados, por un lado, y herramientas de automatización internas y externas, por otro. No obstante, en la base hay un conjunto de métodos probados de desarrollo y realización de pruebas que permiten la implementación de software de alta calidad, idealmente sin defectos.

Empezar por establecer los objetivos y los modelos de calidad del software El software embedded de los sistemas en los que la calidad resulta crucial, es decir, aquellos sistemas en los que la calidad y la fiabilidad son imperativas, es todavía más complejo. Además de la creciente sofisticación de los sistemas que desarrollan, las organizaciones de desarrollo de software deben satisfacer objetivos rigurosos de calidad del software dictados por la propia organización o bien exigidos por el cliente o las normativas gubernamentales. Para que los equipos de software cumplan estos objetivos y se logre, de forma ideal, un software sin defectos, es necesario definir un modelo de calidad. El modelo esta-

blece objetivos de calidad concretos con métricas y umbrales. Estos objetivos proporcionan un mecanismo mediante el que los equipos pueden comunicar las metas y el estado, ya sea de forma interna o fuera de la organización.

Las herramientas de automatización del análisis estático de código proporcionan métricas cuantificables acerca de la calidad del software. Tal y como indica el término estático, las herramientas analizan el código fuente sin necesidad de ejecutar el programa. Mediante técnicas como el análisis de código y la interpretación abstracta, estas herramientas detectan errores en el código y miden la conformidad con los estándares de codificación. Las herramientas de análisis estático de código más avanzadas pueden demostrar formalmente si el código fuente está libre de ciertos errores específicos en tiempo de ejecución.

Ejemplo de un modelo de calidad del software con objetivos Encontrará un ejemplo de modelo de calidad del software con objetivos bien definidos desarrollado por varios fabricantes de equipo original (OEM) del sector de la automoción y MathWorks en el documento titulado Software Quality Objectives for Source Code (Objetivos de calidad del software para el código fuente) (1). Los criterios seguidos son los siguientes:

• Existencia de un plan de calidad.

• Existencia de una descripción detallada del diseño.

• Existencia de métricas de código.

• Conformidad con los estándares de código (por ejemplo, cumplimiento de MISRA-C).

• Ausencia de ramas inalcanzables.

• Ausencia de construcciones sin terminación.

• Eliminación de errores en tiempo de ejecución o comprensión de los errores potenciales en tiempo de ejecución.

• Análisis del flujo de datos.

De acuerdo con estos criterios, el documento establece seis objetivos de calidad del software (SQO, por sus siglas en inglés); SQO-1 solo exige cumplir unos pocos criterios, mientras que SQO6 requiere satisfacerlos todos. La selección del SQO apropiado para un proyecto depende de: • La criticidad del proyecto.

• Los procesos de calidad internos de la organización, que pueden incluir la aplicación de la Integración de modelos de madurez de capacidades (CMMI, por sus siglas en inglés) o del Programa de simulación con énfasis en circuitos integrados (SPICE, por sus siglas en inglés).

• La necesidad de cumplir estándares tales como IEC 61508, ISO 26262 o DO 178B. En la tabla 1 se muestran los criterios aplicables a varios SQO.

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Criterios Existencia de un plan de calidad Existencia de una descripción detallada Existencia de métricas de código Cumplimiento del primer subconjunto de reglas de código estándar Cumplimiento del segundo subconjunto de reglas de código estándar Eliminación de errores sistemáticos en tiempo de ejecución Ausencia de construcciones sin terminación Ausencia de ramas inalcanzables Eliminación del primer subconjunto de errores potenciales en tiempo de ejecución Eliminación del segundo subconjunto de errores potenciales en tiempo de ejecución Eliminación del tercer subconjunto de errores potenciales en tiempo de ejecución Análisis del flujo de datos finalizado

Automática e Instrumentación

SQO-1 SQO-2 SQO-3 SQO-4 X X X X X X X X

SQO-5 X X

SQO-6 X X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X X X

n Tabla 1: Modelo de calidad con criterios para lograr objetivos específicos.

Algunos de ellos tienen umbrales asociados. La superación del umbral implica la consecución de un SQO concreto. Por ejemplo, para obtener SQO-1, una organización debe contar con un plan de calidad, una descripción detallada del diseño y un conjunto de métricas de código establecidas. Para lograr SQO-2, la organización debe, además, respetar las normas estándar de codificación básicas, eliminar todos los errores sistemáticos en tiempo de ejecución y verificar que no existan construcciones sin terminación en el código.

Si el objetivo es conseguir SQO-3, la organización debe demostrar también que no existen ramas inalcanzables (código no ejecutable).

Uso de un subconjunto del lenguaje para satisfacer los estándares de codificación Los lenguajes generales, tales como C y C++, han sido diseñados para abarcar una amplia gama de aplicaciones, desde el software de escritorio hasta los sistemas embedded.

Con extensiones tales como C99

para el lenguaje C y las proporcionadas por GNU o los compiladores de Visual C++, estos lenguajes han evolucionado para permitir más patrones de diseño. La desventaja de estos avances es el mayor coste que supone verificar código complejo.

Los lenguajes más complejos son más difíciles de verificar, tanto a mano como con una herramienta automatizada. Con objeto de simplificar la verificación, la mayoría de los estándares, incluidos IEC 61508 e ISO 26262, restringen el uso del lenguaje a un subconjunto limitado. Para satisfacer el estándar, una organización debe utilizar únicamente las características del lenguaje permitidas en él. El modelo de calidad ilustrado en la tabla 1, por ejemplo, requiere el cumplimiento del estándar de codificación MISRA-C:2004.

Además de facilitar la verificación del código, los estándares de codificación también generan código más fácil de leer, mantener y portar. Por lo general, la adopción de un estándar de codificación no implica que

sea necesario aplicar todas las reglas especificadas en él. El modelo de calidad de los OEM de automoción descrito anteriormente establece dos subconjuntos de estándares de codificación MISRA-C. El primer subconjunto, que es necesario para lograr de SQO-1 a SQO-4, incluye reglas tales como: • 8.11: Debe utilizarse el especificador de clase de almacenamiento static en las definiciones y declaraciones de objetos y funciones con enlace interno.

• 8.12: Cuando se declara un array con enlace externo, su tamaño se debe indicar de forma explícita o definir de forma implícita mediante la inicialización.

• 13.3: Las expresiones de punto flotante no deben comprobarse en cuanto a igualdad o desigualdad.

• 20.2: No se debe emplear la asignación de memoria dinámica.

El segundo subconjunto, necesario para lograr SQO-5 y SQO-6, incluye reglas tales como: • 8.7: Los objetos se deben definir en el ámbito de bloque si solamente una función accede a ellos.

• 9.2: Se deben emplear corchetes para indicar y casar la estructura en el caso de la inicialización distinta a cero de arrays y estructuras.

• 13.1: No deben utilizarse operadores de asignación en expresiones que generen un valor booleano.

• 20.3: La validez de los valores pasados a funciones de librería debe comprobarse.

Localización de errores de ejecución dinámica en el código fuente Localizar errores es el objetivo de la mayoría de los desarrolladores de software cuando intentan mejorar la calidad del código. Una vez guardado y compilado el archivo fuente, su ejecución para detectar errores es un reflejo inmediato. Sin embargo, es posible identificar muchos errores en tiempo de ejecución (o errores de ejecución dinámica) mediante el análisis del propio código fuente.

Pongamos por ejemplo el error ilustrado en la tabla 2; en este ejemplo, el prototipo de la función

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Sistemas embedded Automática e Instrumentación

C no se corresponde con su implementación. Como resultado, al compilar y ejecutar este código se producirán resultados inesperados en un sistema embedded.

El prototipo de la función Arg_f() especifica que el argumento es int pero, en la implementación de la función, el argumento es float. Algunos compiladores pueden detectar este error; en el caso de las herramientas de análisis de código estático, la mayor parte lo detectarán.

void Arg_f(int *y); void WrongArg(void) { volatile int r=0; Arg_f(&r); r = 1/(1-r); }

void Arg_f(float *y) { *y=12; }

n Tabla 2: Implementación de una función (derecha) con su generación de prototipo y uso incorrectos (izquierda).

modelos de calidad del software.

En el modelo de los OEM de automoción descrito anteriormente, el conjunto de errores potenciales en tiempo de ejecución que se debe eliminar se amplía a medida que los SQO se hacen más exigentes.

La ausencia de errores en tiempo de ejecución se puede demostrar mediante la verificación del código con técnicas matemáticas. Poniendo en práctica métodos formales, estas técnicas se aplican para detectar y demostrar la ausencia de errores en tiempo de ejecución en el código fuente. Una herramienta que se puede emplear para ilustrar la aplicación de estas técnicas es Polyspace, de MathWorks. Polyspace (2) es un verificador de código que detecta y demuestra la ausencia de errores específicos en tiempo de ejecución en código fuente C, C++ o Ada mediante el análisis estático, de

forma que no es necesario ejecutar el programa. Polyspace examina en primer lugar el código fuente para determinar dónde podrían producirse errores potenciales en tiempo de ejecución. A continuación, genera un informe que utiliza la codificación por colores para indicar el estado de cada elemento del código (véase la figura inferior). El código marcado en verde está libre de ciertos errores en tiempo de ejecución.

El rojo se emplea para identificar el código que provocará un error en tiempo de ejecución cada vez que se ejecute. El código de color gris es inalcanzable (no se puede ejecutar), mientras que el color naranja indica código que no se ha comprobado y que podría contener un error en tiempo de ejecución. Polyspace también comprueba el código para ver si es conforme a MISRA, además de incluir herramientas de

Verde

Indica que el código es fiable

Rojo

Error en tiempo de ejecución debido a código incorrecto (problemas sistemáticos)

Gris

Color Explicación

Indica código inalcanzable o no ejecutable

Naranja

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Demostración de la ausencia de errores en tiempo de ejecución Una vez identificado y corregido un error, es posible que el código siga sin cumplir todos los requisitos de calidad del software debido a otros errores no detectados. En el ejemplo anterior, existe un posible error de división por cero para la instrucción r=1/(1-r), ya que r se declara como volatile int.

Demostrar la ausencia de errores en tiempo de ejecución significa comprobar que no hay errores de división por cero, desbordamiento, acceso fuera de rango a arrays u otros errores similares en el código.

La eliminación de tipos concretos de errores en tiempo de ejecución es una parte fundamental de muchos

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Código sin comprobar

n Resultados de Polyspace.

S

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análisis del flujo de datos y diccionario de datos. Los desarrolladores y los evaluadores pueden utilizar la información generada a partir del proceso de verificación del código para corregir los errores en tiempo de ejecución identificados. Además, también pueden usar las métricas y los resultados que demuestran que el código no contiene errores en tiempo de ejecución a fin de satisfacer los criterios definidos por los objetivos de calidad del software de su proyecto.

Para satisfacer los criterios de SQO-2 en el modelo de calidad de los OEM de automoción, el código no puede contener ningún error sistemático en tiempo de ejecución ni construcciones sin terminación.

Es decir, los resultados de Polyspace no deben mostrar partes del código de color rojo. Para mejorar aún más la calidad del software y conseguir SQO-3, no pueden existir ramas inalcanzables en el código; por tanto, los resultados de Polyspace no pueden contener código de color gris.

Puesto que el código sin comprobar (código de color naranja en Polyspace) no constituye claramente un problema (puede fallar en algunas circunstancias), el modelo de calidad de los OEM de automoción establece distintos umbrales que definen la cantidad de código de este tipo que puede existir en el caso de SQO-4, SQO-5 y SQO-6.

Por ejemplo, SQO-4 requiere que el 80% de las operaciones de división

Obras citadas 1. Software Quality Objectives for Source Code. Toulouse: s.n., 2010.

2. Polyspace es un producto de The MathWorks: www.mathworks.com/products/polyspace por cero potenciales sean seguras.

Si Polyspace muestra que un 70% de las operaciones son seguras, debe realizarse una revisión manual a fin de demostrar que otro 10% adicional también es seguro o está justificado. En el caso de SQO-5, el umbral aumenta hasta el 90%.

Finalmente, para SQO-6 el umbral es del 100%. Los objetivos de calidad del software permiten la primera entrega del software con algún código sin comprobar; cuando llega el momento de la entrega final del software (SQO-6), no debe existir ningún código sin comprobar.

A modo de conclusión El establecimiento de un modelo de calidad del software con objetivos bien definidos es una práctica recomendada para las aplicaciones embedded en entornos en los que la calidad es crucial. El análisis estático de código se puede utilizar para satisfacer los criterios de estos modelos de forma eficiente mediante la comprobación de la conformidad con los estándares de codificación, la identificación de errores en tiempo de ejecución y código no ejecuta-

ble, y la cuantificación de los errores potenciales en tiempo de ejecución del código fuente por parte de los equipos. A medida que aumenta la complejidad del software embedded, cada vez más OEM del sector de la automoción están confiando en el análisis estático de código junto con un modelo de calidad del software como forma de gestionar la calidad del software. Mediante la aplicación de procesos sistemáticos y herramientas automatizadas, los equipos de ingenieros de software de automoción están más capacitados para identificar el código que es posible que no falle y centrarse en el que es probable que falle. La creación de software de alta calidad nunca es fácil, pero resulta posible con un proceso y herramientas que permitan medir y mejorar sistemáticamente la calidad.

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Jay Abraham, Marc Lalo Responsables de marketing para productos de verificación de código Polyspace MathWorks

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El primer portero alemán capaz de meter un gol con la cabeza Jens Lehmann, un portero alemán de leyenda

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Sistemas embedded Mayo 2013 / n.º 451

Automática e Instrumentación

Los cuadros eléctricos se convierten en el centro de integración de información de las fábricas

Easy Automation: integrando las TI en los controladores embedded Se trata de un enfoque innovador, basado en la integración de las tecnologías de la información en los controladores embedded, con el objetivo final de incrementar su usabilidad para las personas, que son en última instancia las que toman las decisiones y a las que afectan los cambios. En definitiva, se trata de hacer fácil lo difícil, pensando siempre desde el punto de vista del usuario final de los sistemas.

E

n el marco de las V Jornadas sobre tecnologías y soluciones para la automatización industrial (JAI’2012), Gerardo Merino –Delegado en la zona Norte de Phoenix Contact– expuso, en su ponencia, las principales características del concepto de automatización denominado EasyAutomation.

Easy Automation se basa en las tecnologías de la información (o IT, acrónimo de Information Technologies). Si para el sector de consumo se ha conseguido desarrollar sistemas capaces de ayudar a las personas (gracias a su poder de comunicación e integración de datos en tiempo real) a través de, por ejemplo, ordenadores personales o teléfonos inteligentes, ¿por qué no utilizar dichos recursos en el mundo de la automatización industrial, así como en los sectores de la construcción e instalaciones?

Las tecnologías IT no se basan en buses particulares o en sistemas propietarios, sino en protocolos, sistemas de comunicación, conectores e instrumentos generales que ya existen en el mundo actual y que sería interesante aprovechar en nuevos sectores. De manera más abreviada, se pueden definir como un conjunto de dispositivos,

protocolos y servicios que tienen como objetivo último hacer las cosas más fáciles.

Algunos ejemplos cotidianos representantes de las tecnologías IT son el correo electrónico, los sistemas de compra-venta online, los navegadores, los dispositivos de ayuda a personas mayores, los protocolos sencillos de mensajería, etc.

La potencia de estas tecnologías es inmensa, ya que la comunicación que se puede establecer es bidireccional; es decir, no solo nos comunicaríamos con la maquinaria para darle –por ejemplo– instrucciones, sino que también la maquinaria

n El aumento de la productividad está íntimamente ligado al tratamiento de la información y la integración (cortesía de Phoenix Contact).

podría comunicarse mediante estos medios con nosotros. A nadie se le había ocurrido esta idea hasta hace poco, se trata de una tecnología pionera.

Por otro lado, los equipos de control, aunque robustos, han sido –hasta no hace mucho– equipos poco agraciados estéticamente, grandes y difíciles de manejar. Los nuevos dispositivos propuestos por Phoenix Contact reducen significativamente el espacio ocupado, mejorando además la estética del conjunto de control. Los nuevos controles estarán ubicados en armarios eléctricos y, además, no tendrán que ser utilizados exclusivamente por personal cualificado (como en el pasado).

El concepto Easy Automation considera que no debe ser así y propone, para ello, soluciones sencillas a los problemas actuales, sea cual sea el perfil del usuario. Con la implementación de estas ideas se conseguirá aumentar el rendimiento y la flexibilidad de los sistemas de control, que permitirán llevar a cabo comunicaciones integradas y abiertas, serán capaces de implementar todo tipo de protocolos, sencillos de programar/parametrizar y, además, serán económicos.

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Sistemas embedded Automática e Instrumentación

La automatización como clave del éxito Las empresas actuales, para ser competitivas, deben invertir en automatización si desean reducir costes y ganar en calidad, flexibilidad y rendimiento. Dicho aumento de productividad está ligado íntimamente con la información. Es vital que esta sea obtenida en el momento oportuno, integrada en el sistema y servida –de forma agrupada en el formato que se desee utilizar– con rapidez y eficacia.

El estudio clásico de costes generales ligados a la fabricación de un nuevo producto siempre ha estado relacionado principalmente con la parte productiva. Sin embargo, el peso de la planificación puede llegar a ser mucho mayor (y alcanzar cifras que pueden rondar el 90% del tiempo total del proceso). De esta

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sector no siempre estarán de acuerdo con esta visión (por lo que dificultarán incluso, en ocasiones, su implantación). Hay que tener la información adecuada en el momento adecuado y hay que acertar con los sistemas empleados. No hay sitio para las equivocaciones. Acertar con los sistemas es fundamental. Por eso se ha desarrollado una tecnología nueva que permita dicho método y asegure su estabilidad.

n Controlador embedded de la familia ILC1xx (cortesía de Phoenix Contact). manera, cuanto más se automatice el proceso previo a la producción, mayor será el beneficio percibido por la empresa.

Adoptar esta manera de pensar en el mundo industrial no siempre es fácil. Hay muchos departamentos implicados y los profesionales del

AXWeb

E

l máximo exponente en la integración de los sistemas de automatización industrial desarrollados por Phoenix Contact se denomina AXWeb. El software AXWeb ha sido un gran reto para Phoenix Contact en cuanto a su diseño, funcionalidad y operatividad únicas en el sector y en tiempo de desarrollo. Se basa en una idea innovadora y sorprendente, que se piensa será la base del negocio en los próximos 5 años.

Se han diseñado una serie de funciones gracias a las que el controlador embedded se comporta como un ordenador, que puede leer y escribir en las bases de datos mediante comandos SQL simplemente parametrizándolas. Las bases de datos, que actualmente están localizadas en los servidores corporativos, pasan a ser el centro neural donde se guardan todos los eventos y datos de las máquinas e instalaciones. Es desde aquí desde donde el software AXWeb, a modo de potente scada, monitoriza y controla el sistema. Ya no es necesario pasar por el PC y el scada consiguiente para acceder a la historización de los datos, ahora es todo mucho más rápido y directo; en definitiva, más eficiente.

El armario eléctrico pasará a ser el núcleo central más económico y de más alto rendimiento que haya habido hasta ahora. Todo lo que antes estaba en la oficina pasará al cuadro. De esta manera, se ahorrará –de manera importante– en consumo y espacio.

Como su nombre indica, toda la información del sistema pasan a ser pantallas ofrecidas en formato web, tanto para los usuarios como para los diseñadores de las mismas, independientemente de dónde se encuentren.

Además, todo el código ha sido desarrollado de manera que no sean necesarios plugins. Todo el desarrollo está hecho basándose en tecnologías estándar como AJAX y HTML; de este modo, se hace posible consultar la información desde prácticamente cualquier sistema informático.

El controlador embedded Para poder aplicar su idea y como base, Phoenix Contact propone una nueva gama de controladores embedded capaces de gestionar y mejorar, en múltiples aspectos y casuísticas, prácticamente cualquier sistema industrial.

Los controladores propuestos se parecen físicamente a un autómata programable, entre otras cosas por las conexiones de entradas/salidas pensadas para facilitar la conexión y/o desconexión del equipo en un armario.

Pero hay algunas características a destacar que los definen.

La conexión nativa de estos dispositivos es Ethernet. Ya no es una conexión propietaria del fabricante (como solía ser) y no hay un protocolo específico para él, sino uno genérico. Se puede decir que actúa, en muchos casos, como un PC y realiza todos los cálculos y tareas de un PLC convencional. Incluye un sistema operativo embedded en su interior, que le confiere una gran ventaja respecto a sus modelos predecesores.

Tiene un botón de Reset que permite, por ejemplo, que una persona de mantenimiento pueda llevarlo al estado de fábrica de manera inmediata, sin necesidad de otra herramienta (aparte de un bolígrafo).

Otra característica destacable es que cuenta con dirección MAC y dispone de firmware. Es importante remarcar este aspecto ya que, en otros equipos del mercado, estos datos no son fácilmente localizables.

En este caso, sí se dispone de dicha información, lo que permite integrar las tecnologías IT de una manera fácil y sencilla, y de manera compa-

Sistemas embedded Mayo 2013 / n.º 451

Automática e Instrumentación

quizás en un futuro cercano, 3G).

Este módem tiene la peculiaridad de tener un consumo eléctrico muy bajo (lo que es especialmente atractivo para aplicaciones con baterías o paneles solares).

n Sistema scada integrado, basado en servidor web (cortesía de Phoenix Contact).

tible con sistemas cerrados que no fueron diseñados para ello.

Comunicaciones del controlador Se ha realizado el diseño del control pensando siempre en que se utilizará mayoritariamente en entornos industriales de fabricación, por lo que facilita la posibilidad de conectar las máquinas entre sí; es decir, permite la comunicación de unas máquinas con otras de una manera muy sencilla y natural.

No son autómatas al uso sino que se trata de dispositivos más sofisticados. Se interactuará con ellos de manera similar a como lo podemos hacer con un ordenador: disponen de conexión Ethernet, soportan comunicación mediante sockets TCP/ UDP, disponen de servicios FTP y se comunican con muchos otros protocolos bien conocidos (SMTP, HTTP, etc.). Algunos modelos disponen de más de un puerto Ethernet: de este modo, en un puerto se puede –por ejemplo– conectar una pantalla local de operador (a través de la que el usuario visualiza la información), mientras que el otro se puede establecer una conexión con la red de la fábrica (para intercambiar información con los sistemas informáticos de gestión).

Otra característica importante es que se puede ofrecer toda la infor-

mación en un formato adecuado al usuario que la solicita. De esta manera, una persona de mantenimiento podrá ver la situación de una máquina a través de un mensaje SMS, una pantalla, un correo electrónico, etc. Se agiliza, de manera significativa, la obtención de datos.

Phoenix Contact cree que es importante llevar al mundo de la automatización (así como a los de la instalación y edificación) las tecnologías a las que ya están acostumbradas las personas, que son fáciles para ellas de manera más directa.

Esa es su gran apuesta.

Servidor web integrado Es preciso lograr que las comunicaciones hombre-máquina se aceleren de manera notable y que evolucionen en una línea del tiempo similar a los protocolos y los servicios ligados al servicio humano. Se busca una tecnología rápida y dinámica que se actualice de manera periódica, para que la podamos utilizar día a día, adaptándose a los cambios que se vayan produciendo; es decir, que no caduque.

Por ello, todos los nuevos controladores embedded de la firma disponen de servidor web integrado, desde el más pequeño al más grande.

Además, cuentan con un modelo con módem integrado (GPRS y

Programación en los controladores Otra característica relevante es que la programación de todos los controles embedded es la misma. Toda la gama dispone del mismo software y conjunto de instrucciones, lo que la convierte en un conjunto de dispositivos de fácil manejo. Haciendo un símil con la informática, se comportarán igual que un programa de ordenador versátil, que funciona en todos los sistemas operativos (ya sean nuevos o antiguos).

Los nuevos controladores comparten muchas características con los ordenadores, pero para llevarlos al mundo industrial tienen que poder resistir exigentes condiciones ambientales y climatológicas, ajustarse a normas, etc. Y también para ello han sido diseñados.

Conectividad del controlador Todas estas prestaciones se han logrado gracias a la integración y a la filosofía de hacer las cosas más rápidas y que funcionen mejor.

Para ello se han diseñado elementos de periferia que nos permitan conectar entradas/salidas de todo tipo: analógicas/digitales, sensores de temperatura, puertos de comunicación, dispositivos de control de pesaje, etc.

Desde el punto de vista de la configuración, no hay diferencia entre una entrada digital y otra analógica y cómo se procesan, todos son módulos con idéntica conexión al controlador. Para el técnico que utiliza este sistema es irrelevante cómo la información llega al sistema. El controlador dispone de unas funciones internas que transforman dichas entradas en números y proporcionan, así, la salida buscada.

Esa integración permite que podamos recoger físicamente todas esas conexiones, que serán nuestras señales, para que nuestro control embedded las procese.

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Para más información • Enlace a la serie de conferencias JAI’2012: http://tv.uvigo.es/es/serial/1542.html • Enlace a la conferencia relacionada con este artículo: http://tv.uvigo.es/matterhorn/16203 • Entrevista al ponente: http://tv.uvigo.es/video/61506

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Visualización de la información. Parametrización Todos los controladores ofrecen de serie una aplicación que permite la visualización de datos, una aplicación scada. El controlador incluye el servidor web integrado, que pone a disposición del usuario dicha aplicación y permite que el dispositivo sea controlado de forma local o remota.

Ya no es necesario, por tanto, un PC intermediario en planta para realizar las funciones de scada. Es posible conectar directamente con el dispositivo desde donde estemos (bien con una conexión a un router o por su modem integrado).

Evitando tal intermediario, obviamos problemas derivados de su uso (como un posible fallo o pérdida de prestaciones).

El control embedded es una simbiosis del mundo del PC y del PLC: en las entrañas del dispositivo de control se han introducido protocolos, formatos adaptados, comunicaciones, reloj en tiempo real, programas compilados, etc.

Niveles de integración en el controlador Analizando el control embedded desde el punto de vista de la integración, se pueden diferenciar tres niveles.

El primer nivel es el tradicional, consistente en una periferia descentralizada de entradas/salidas mediante buses de campo (de forma nativa con Interbus y Modbus-TCP) que permiten comunicar con las señales de campo, ya sean sensores o actuadores. Dicho nivel es el más clásico y no aporta novedad alguna.

El segundo nivel es el de control, que posibilita que el controlador se

comunique con otros controladores, maquinaria, instalaciones, etc. de manera que podrán interactuar entre ellos, coordinándose e intercambiando la información precisa. Para ello son factibles puertos adicionales para Modbus-RTU, Profibus o CAN, entre otros muchos.

El tercer nivel, el más interesante para la empresa, describe la relación de esos aparatos con las personas.

Son capaces de comunicarse vía SMS, correo electrónico (incluso con ficheros adjuntos), mediante protocolos como FTP, HTTP, etc.

Desde el punto de vista industrial, es algo innovador dialogar de manera bidireccional con las máquinas que están produciendo. Se le puede pedir al controlador que, por ejemplo cada cinco minutos, envíe la información que se desee en relación a lo que hace; y, de manera instantánea, aparecerá (gracias a los dispositivos móviles) en la palma de la mano del usuario. Y todo ello utilizando mecanismos que ya están en la red, que no hace falta que estén dentro de la empresa ni que estén conectados mediante cable alguno.

La rapidez de la incorporación de esta tecnología a las empresas dependerá de la nueva generación de ingenieros y de la interiorización de esta manera de ver las cosas.

Gestión de bases de datos La última consecuencia de esta tecnología es que, por primera vez, los controladores embedded se comportan igual que un PC en los grandes bancos de datos de información de todo el mundo: registran, leen y escriben directamente en las bases de datos corporativas.

De este modo, el núcleo de información procedente de la planta ya no estará en un PC con software

scada, sino directamente en el controlador, que ofrecerá la información directamente a los usuarios que se lo demanden y a una velocidad notablemente más elevada.

Las bases de datos permiten conectar multitud de procesos y usuarios, mucho más que los buses de campo y algunas redes de comunicación. Los controladores de las máquinas pueden decidir, por ejemplo, cuándo escribir o enviar partes de alarmas al usuario.

El objetivo de la empresa es que el control pase de las mesas, del papel, de los despachos… hacia el armario eléctrico. Hay que centrarse cada vez más en programar las comunicaciones, no en programar la automatización.

Captura de datos Otra consideración fundamental es que la información pueda ser almacenada correctamente. Los controladores embedded permiten implantar un sistema interno de captura de datos (data logger). Esto lo hace de forma local gracias a la memoria flash incorporada o de forma remota escribiendo en servidores FTP accesibles en red. El controlador podrá enviar la información capturada a una base de datos, un servidor web o podrá, por ejemplo, enviarla –en forma de archivos– mediante correo electrónico o FTP. No se necesitan herramientas nuevas ni software especial en el ordenador del usuario. Se podrán tener los archivos donde se requiera y cuando se desee.

Además, se ofrecen protocolos de seguridad de comunicación más robustos que los habituales, con funciones ya realizadas y parametrizadas que incluyen, entre otras prestaciones, la posibilidad de fechar los datos.

Gerardo Merino Delegado zona Norte Phoenix Contact José Ignacio Armesto Presidente del comité organizador de las Jornadas JAI’2012 Universidad de Vigo

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INFORME

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Automática e Instrumentación

Gestión de la cadena de suministro

Objetivo: una única plataforma Las múltiples aplicaciones para las distintas fases que incluye una cadena de suministro ya no se contemplan como soluciones aisladas, sino como soluciones integradas en las que la información de la planificación fluye a través de todas las actividades de la empresa utilizando los mismos datos, de forma que se sincronicen y optimicen todas y cada una de las operaciones. Los sistemas ERP que han ido incorporando los diversos módulos que incluye la cadena están protagonizando la oferta

Y

a en la década de los 70, cuando se acuñó el concepto CIM (Computer Integrated Manufacturing), se intuían las posibilidades que la informática ofrecía para integrar todos los procesos que tienen lugar en una empresa industrial, desde el diseño del producto, la ingeniería y la manufactura hasta la logística, el almacenamiento y la distribución de los productos. Era un concepto que se adelantaba a los desarrollos tecnológicos de aquel momento. Después de más de 40 años, la informática industrial ha ido resolviendo las diversas fases de esta producción integrada de forma que ya estamos dejando atrás el concepto CIM para hablar de la fábrica inteligente.

Son muchos los artículos que se han publicado en estas páginas sobre la integración de la fabricación y de esta con el diseño y la ingeniería. La siguiente fase no es otra que la gestión de la logística interna y externa, desde la entrada de materias primas para la fabricación hasta las diversas etapas de distribución del producto

n Fuente: Toolsgroup.

al consumidor final. Esto es lo que llamamos gestión de la cadena de suministro. Se trata de gestionar todos los flujos de productos e información en los distintos canales de distribución, desde los proveedores, pasando por los clientes, hasta los consumidores finales. Esta gestión no solo implica la planificación y gestión de todas las actividades en compras y abastecimiento, fabricación y logística interna, sino también la coordinación y colaboración con todos los partners a lo largo del canal, que pueden ser proveedores, intermediarios, operadores y proveedores de servicios y, por supuesto, los clientes y consumidores.

Cabe señalar que hace ya muchos años que se han desarrollado soluciones específicas para las distintas etapas que constituyen la llamada cadena logística y como es el signo de los tiempos, la propia tecnología ha llevado a la búsqueda de soluciones para la integración y la interoperabilidad entre sistemas, de forma que también en este caso las aplicaciones de software pueden ya trabajar juntas

y utilizando los mismos datos de forma que se sincronizan y optimizan las operaciones.

Estos sistemas, llamados soluciones para la gestión de la cadena de suministro, SCM en sus siglas inglesas (Supply Chain Management) son, en definitiva, los que tienen como objetivo poner en marcha a lo largo de toda la cadena de suministro el plan diseñado por los sistemas de planificación.

Cuatro procesos clave Un SCM contempla cuatro procesos básicos: planificación, abastecimiento, manufactura y entrega. Es decir, se trata de planificar de forma eficiente la demanda y la oferta para abastecer adecuadamente (calidad y plazo de entrega) al consumidor final, para lo cual son importantes los planes y alianzas con los proveedores, consiguiendo que los procesos de fabricación tengan la máxima flexibilidad y rapidez a los menores costes posibles. Finalmente, un SCM debe proporcionar también la posibilidad de un movimiento eficiente desde el

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almacén hasta el cliente final.

Como se ha dicho, se trata de ofrecer soluciones en las que la información de la planificación fluya a través de todas las actividades de la empresa hasta la distribución y entrega a los clientes finales.

Respecto a la planificación, los conocidos sistemas ERP (Enterprise Resource Planning) facilitan la gestión de todos los recursos internos de la empresa (dinero, personas, equipos, tiempo, espacio físico, etc.) y, como tales, vienen a proporcionar una valiosa información para tomar decisiones respecto a la configuración de la cadena logística.

De todos modos, una buena gestión de la cadena de suministro exige también gestionar adecuadamente los flujos externos de información (proveedores, clientes, prestatarios logísticos). Es con ambos flujos que será posible determinar no solo la configuración óptima de la cadena de suministro, sino también los niveles de stock y la asignación detallada de los recursos, objetivo en definitiva de los sistemas SCM (Suply Chain Management).

Luces y sombras de la planificación Actualmente se dispone de herramientas de planificación muy sofisticadas; sin embargo, los expertos afirman que incluso en los mejores planes de una cadena de suministro se consiguen precisiones no superiores al 50%. La mayoría de estos paquetes de software se basan en análisis estadísticos del historial de la demanda, factores ocasionales (acontecimientos, promociones) y, en algunos casos, integran también la noción de acontecimiento inesperado, por ejemplo una huelga en una empresa de la competencia. Es importante también que el sistema permita la introducción de datos aportados por los propios empleados o por socios comerciales. De todos modos, si bien los avances en la planificación de la industria despertaron muchas expectativas, ha quedado claro lo difícil que es predecir el futuro, confiando simplemente en los datos históricos. Sin embargo, es evidente también que sin pasar por

Planificación multinivel

U

na aplicación muy interesante es la llamada planificación multinivel que se utiliza para optimizar la cantidad y la posición del inventario a través de la cadena de suministro. Según los expertos, estas soluciones de planificación han madurado mucho, permitiendo añadir un valor significativo a las operaciones.

Las soluciones multinivel evalúan toda la red y ayudan a tomar decisiones sobre la mejor cantidad de productos ubicados en el lugar más conveniente. Por ejemplo, esta solución permite considerar los productos todavía en la fase de fabricación, evaluar su trabajo, los materiales en proceso y desarrollar, si es necesario, una estrategia de aplazamiento de la operación.

Es así que, por ejemplo, en el caso del envasado para distintos clientes permitirá tomar decisiones respecto al aplazamiento o no de una determinada operación. el ejercicio de planificación, las empresas y sus cadenas de suministro no podrán determinar un objetivo final y diseñar el camino para llegar hasta allí.

En principio, la gran mayoría de sistemas ERP tienen módulos dedicados a la planificación, pero el problema está en que los análisis y planificación de la demanda son tareas que se acostumbran a hacer de una forma periódica (semanalmente, mensualmente, etc.), es decir, que no requieren transacciones en tiempo real. La interfase de estos sistemas con el ERP es en batch y con frecuencia de actualización –en el mejor de los casos– una vez al día. La realidad es que las funcionalidades que ofrece un software especializado son hoy en día muy superiores a las que se encuentran en los módulos de los ERP. Por otra parte, cabe señalar que los

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precios de estos paquetes específicos han disminuido considerablemente en los últimos años. Además, empezamos a asistir a una nueva tendencia, cada vez más utilizada internacionalmente, que consiste en pagar por utilización, la llamada SaaS (Software as a Service).

En todo caso, no hay que considerar que los sistemas de planificación hayan fracasado, sino que han de ser utilizados para el propósito para el que realmente sirven: para establecer los objetivos finales y determinar la dirección hacia la que hay que ir.

Sistemas integrados versus soluciones específicas Haciendo un poco de historia, cabe señalar que los sistemas de gestión de la cadena de suministro aparecieron en un principio como sistemas independientes pero complementarios de los ERP, considerando a estos últimos como la columna vertebral de la información que alimentará a los sistemas de gestión de la cadena de suministro.

Como es sabido, las funciones básicas que gestionan los ERP son las relativas a las necesidades de fabricación, distribución y financieras de una empresa, incluyendo la contabilidad de costes, inventario de alto nivel, las compras, los pedidos de clientes, facturación, las facturas de proveedores y los pagos, el procesamiento del recibo del cliente, la contabilidad general y las características de planta. Sin embargo, actualmente los proveedores de sistemas ERP han incorporado nuevas funcionalidades propias de la cadena de suministro a sus sistemas.

En una solución integrada, los datos creados por el ERP se mantienen en un archivo común y en un lenguaje común que es entendido por todos los demás sistemas de la empresa, tanto si esos sistemas son parte de una suite integrada de la cadena de suministro o están unidos entre sí a través de interfaces.

Si bien hace unos años prácticamente nadie podía tener un único proveedor para la gestión de cada una de las partes que constituyen la cadena de suministro, el mercado de software ha madurado de forma

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que ahora puede encontrarse un buen número de soluciones que incluyen todas las etapas en una sola plataforma.

Cada vez queda más lejos el debate que se planteó al principio de la aparición de las soluciones integradas sobre sus prestaciones en comparación con las soluciones específicas para las diversas etapas que se incluyen en la cadena de suministro. No hay duda que cubrir las necesidades de una empresa con soluciones integradas en el ERP corporativo, de ser factible, puede ser la solución óptima. Otra cosa es cuando entran en juego algunas funciones especializadas. Por ejemplo, en el caso del sector farmacéutico, en el que es muy común que se incorporen subsistemas automáticos en la cadena de suministro, puede ser adecuado optar por soluciones que tengan un grado de especialización mayor que los ERP. También en el caso de la gestión de almacenes, según sean sus características, puede ser necesario optar por una solución específica. Es decir, que en casos de mayor complejidad de los procesos puede resultar muy dificultoso integrar dentro de un mismo ERP todas las funcionalidades de la cadena de suministro.

Sistemas SCM específicos Hace ya varios años que aparecieron en el mercado sistemas globales de gestión de la cadena de suministro desarrollados específicamente para las necesidades de las empresas, desde la adquisición de las materias primas hasta la distribución de los productos terminados, sin olvidar las diversas fases de producción que pueden realizarse en diversas fábricas ubicadas en cualquier parte del mundo; sin embargo, su aplicación ha sido más lenta de lo esperado inicialmente. Tampoco la oferta ha sido demasiado amplia.

Son sistemas generalistas, similares en cierta medida a los ERP, mucho mejores en determinados aspectos logísticos que estos últimos, pero, en cambio, quizás con deficiencias en el aspecto de planificación.

Algunos de los mejores sistemas SCM presentes en el mercado han

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¿Menos costes de ingeniería?

U

n aspecto que, en principio, puede favorecer la opción por un ERP es que un sistema integrado sobre una misma plataforma puede evitar ingeniería (horas de programador) dedicada a la integración de la información, diseño de nuevas interfaces, etc. De todos modos, esto no es del todo cierto, porque es bien posible que el tiempo y recursos que deberían dedicarse para la integración de sistemas autónomos se hayan dedicado ahora por parte de algún consultor externo del proveedor del ERP para vincular volúmenes considerables de datos con objetivos de negocios que sean correctamente medibles y gestionados a tiempo y sincrónicamente. Es decir, que estos sistemas integrados pueden resultar incompletos en muchas aplicaciones, de forma que cuando no le funcionan a una empresa han de acabar contratando servicios para análisis y consultoría del proveedor del ERP. Y es que los fabricantes de ERP están ofreciendo en muchos casos como módulos del propio ERP productos diferentes, que de hecho lo único que tienen en común con el ERP es el logo del fabricante. Así, por ejemplo, la realidad es que cuesta tanto o más integrar un módulo de previsiones de demanda de un fabricante de ERP con su propio ERP que un software de un tercero.

En todo caso, parece que aunque los ERP cubran cada vez mayores necesidades, casi siempre se requerirá de una personalización y/o adaptación a los flujos funcionales específicos del usuario. sido la TradeMatrix Platform y el conjunto Rythm de i2, que ofrecen medios muy bien desarrollados y que además del control de la cadena de suministro ofrecen también excelentes herramientas CRM (Gestión de Relaciones con Clientes).

La verdad es que ha sido en el sector del automóvil donde los sistemas SCM han encontrado su mayor aplicación. De todos modos, más de un experto cree que estos sistemas están quedando fogacitados por los ERP. Cuando se trata de una cadena global de suministro Tal como se ha dicho, la planificación y la gestión de la cadena de suministro han de trabajar íntimamente ligadas. En una cadena de suministro global, donde cada participante tiene su propia planificación y los sistemas de ejecución, disponer de una plataforma de colaboración entre unos y otros permite a todos los jugadores, incluidos los de fuera de la empresa, comunicarse como si fueran parte de ella. La colaboración es especialmente útil para empresas con fabricación por contrato y cuyas necesidades de distribución son muy complejas.

Dentro de la empresa, estos sistemas proveen herramientas para compartir una visión común de todos los colaboradores de la cadena de suministro. La idea es colaborar y trabajar siguiendo un mismo plan.

Todos los puntos tienen la misma información para planificar y ejecutar con eficacia las ventas y la planificación de operaciones compartiendo las necesidades previstas y los planes internos para garantizar que todos los departamentos estén alineados y no hay un área de toma de decisiones independiente.

Por otra parte, durante el proceso de negocio, los titulares de los principales grupos interesados pueden conectarse para revisar el plan y volver a evaluar la estrategia. Una vez que el plan ha sido creado para llenar un pedido y se han identificado los recursos necesarios, los requisitos están disponibles a lo largo de toda la cadena de suministro a través de la plataforma de colaboración. Se exige a cada proveedor externo que se comprometa a proporcionar las piezas necesarias en el plazo establecido y si un proveedor no puede suministrarlas, esta información es trasladada de nuevo al sistema de planifica-

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Llega la cadena de suministro verde

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a norteamericana IFS ha realizado recientemente una encuesta entre más de 200 empresas con facturaciones superiores a los 100 millones de dólares para conocer cuál era la demanda por parte de las empresas para incorporar en sus cadenas de suministro las exigencias medioambientales por parte de sus clientes. Se trata de las llamadas Green Supply Chains, es decir, cuando las compañías toman sus decisiones de compra basándose en criterios no solo financieros sino también teniendo en cuenta el impacto ambiental de los proveedores y sus productos.

Pues bien, el 77% de las empresas que participaron en la encuesta afirmaron que sus clientes les requieren poder informar sobre su impacto ambiental y el de sus productos, así como exigir a sus proveedores que lo hagan. Estos resultados sugieren que las cadenas de suministro verdes se están convirtiendo en la norma.

Sin embargo, la mayoría de los encuestados indicaron que su infraestructura de IT, incluyendo sus ERP, no se mantiene al día con las cambiantes necesidades de la cadena de suministro verde, de forma que una buena parte de los informes se gestionan en papel. Solo el 5% de los encuestados calificó su software ERP como excelente en el manejo de datos de la cadena de suministro verde, mientras que el 54% calificó su solución ERP como mala o nada útil en este sentido.

Esta desconexión entre las necesidades de la industria y lo que los proveedores de software ERP están entregando probablemente se convierta en un problema importante en los próximos años, dice el presidente de IFS América del Norte y director ejecutivo Cindy Jaudon. Esta es una cuestión que en el IFS nos ha apasionado desde hace mucho tiempo, y esta pasión nos ha llevado a replantear una posición de liderazgo en la funcionalidad integrada de ERP para la gestión integral de impacto ambiental.

Según Jaudon, el sistema IFS Eco-footprint Management permite tener en cuenta el impacto ambiental a lo largo de toda la cadena de suministro, desde la adquisición y producción de materias primas hasta la distribución y uso de los productos por el usuario. Esto hace posible el análisis de las empresas desde una perspectiva holística y obtener una visión general de los costos ambientales. calizar las plantas de fabricación y ción para diseñar una alternativa. centros de distribución idóneos y En conclusión: el plan va desarrollánestablecer las rutas de transporte. dose y el sistema va monitorizando Una vez fijado el diseño de la red, utilizando el control de los eventos el sistema puede poner a punto que se producen y sirve también escenarios hipotéticos para decomo repositorio de datos para el terminar cómo se configurará la análisis futuro. cadena de suministro cuando se En realidad, la optimización de la cadena de suministro y el diseño de redes de planificación viene a ser como disponer de una ventana hacia el futuro.

Estas herramientas pueden modelar y simular cadenas de suministro complejas para que quienes han de tomar decisiones puedan decidir la mejor forma para disponer de las materias primas, lon Fuente: Microsoft Dynamics.

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produzcan cambios en el negocio y, a continuación, buscar oportunidades para optimizar la red actual.

En definitiva, cada paso en una empresa tiene la misma dirección: conseguir los costes más bajos posibles, la máxima calidad y también la máxima visibilidad. El éxito se alcanza cuando se cumplen los objetivos finales en cada paso y el software permite que esto sea así.

Las herramientas de toma de decisiones En principio, la integración entre la gestión logística y la toma de decisiones puede aportar muchas posibilidades de mejoras del negocio, sea este el que sea. En todo proyecto de implantación de soluciones (ya sean ERP o soluciones específicas) es importante invertir tiempo en un profundo análisis de los KPI (Key Performance Indicators), que miden la actividad/procesos, sobre los cuales se tomarán las decisiones en el futuro. Las herramientas tipo business inteligence (BI) deben aprovechar toda la información disponible de los sistemas de software logístico para ayudar a la toma de decisión de los usuarios.

Cabe preguntarse si conviene que dichas herramientas estén integradas en el sistema de gestión o no. En todo caso, lo que sí parece absolutamente necesario es que todos los datos maestros residan en un único repositorio de datos (el ERP) y que la herramienta de soporte a la toma de decisiones debe tomarlos de allí y no crear un repositorio independiente.

Como es sabido, los sistemas BI fueron desarrollados inicialmente para los departamentos financieros, sin embargo, en los últimos años algunos proveedores de estos sistemas han empezado a adaptarlos para el caso del análisis de la cadena de suministro. Es el caso, por ejemplo, de SAS Institute con su SAS Suply Chain Inteligence Solutions o de Cognos con su gama Performance Applications.

En el primer caso se trata

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de un conjunto modular de soluciones que permiten tener una visión global de toda la cadena logística, permitiendo a la vez anticiparse a las demandas de los clientes, optimizar las estrategias de compras, obtener una visión financiera de las operaciones de la cadena de suministro y mejorar la calidad de los productos, así como el rendimiento y la rapidez en la puesta de los productos en el mercado. Por su parte, la gama Performance Applications incorpora ahora módulos para el aprovisionamiento y la logística, que comunicados con aplicaciones operacionales de la cadena de suministro recupera los datos a fin de utilizarlos en su sistema. Otros módulos permiten analizar la información y proporcionar informes con indicadores.

Hablemos de la gestión de la producción Hasta ahora nos hemos estado refiriendo a sistemas de intercambios de datos o entre diversos paquetes de software, pero en las empresas manufactureras hay una etapa que probablemente adquiere mayor complejidad. Nos referimos a la gestión de la producción. Es más compleja porque en este caso se trata del control de flujos físicos y los datos han de ser recogidos in situ. Si estos no fueran fiables o incoherentes, su integración con los de gestión administrativa tendría resultados poco fiables. En el mercado pueden encontrarse paquetes específicamente desarrollados para dicha funcionalidad y, por otra parte, también los sistemas ERP incorporan en general módulos de gestión de la producción e, incluso, de gestión del ciclo de vida del producto. Una vez más, en opinión de muchos expertos, estos sistemas no son demasiado adecuados para soportar el tiempo real que exige la gestión de la producción. Parece evidente que un buen sistema de gestión de planta ha de permitir una reacción rápida frente a cualquier eventualidad.

En la gestión de la producción jue-

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gan un papel importante los sistemas MES (ver AeI núm. 413), que no solo controlan la producción de acuerdo con unas reglas preestablecidas, sino que también capturan información al nivel de detalle que se requiera.

Capturan la información en tiempo real y la tratan para ayudar a los directores de planta a dar respuesta de la forma más rápida posible, tema clave, como se ha dicho, en el caso de la producción. Realizan un seguimiento de productos y pedidos, gestionan el trabajo y recogen las transacciones para informar a los sistemas ERP. Estos sistemas también envían electrónicamente órdenes al personal y permiten introducir cambios rápidamente en el programa de trabajo en respuesta a una demanda inesperada o para recuperarse de problemas que pueden haber aparecido en las instalaciones.

Hoy en día las herramientas integradas MES permiten también mantener los registros maestros acerca de los componentes de los productos. Las capacidades de seguimiento y trazabilidad son cada vez más importantes en la cadena de suministro global, especialmente en sectores como el alimentario y farmacéutico, por lo que mantener una copia de los datos respecto al producto es fundamental.

Son sistemas que, integrados a un ERP, pueden ser una excelente solución para una empresa de producción, tanto de proceso como manufacturera.

Los problemas de una solución de estas características son dos: por una parte, que no parece fácil la integración de estos dos sistemas y, por otra, que puede resultar prohibitiva para muchas empresas, ya que exige una

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elevada inversión. Probablemente solo en el caso de grandes empresas con sistemas de producción muy complejos podrá justificarse la adquisición de ambos sistemas. En otros muchos bastará con los módulos dedicados a la gestión de la producción del ERP o, quizás, simplemente con un sistema específicamente dirigido a la gestión de la producción.

Rendimiento de la cadena de suministro En un reciente informe elaborado por investigadores de la universidad de Aberdeen (Gran Bretaña) se incluían una serie de recomendaciones para mejorar el rendimiento de la cadena de suministro, señalando como primer paso importante la mejora en la visibilidad de la cadena y en cómo utilizar los datos de que se disponga para impulsar la capacidad de respuesta en sus cadenas de suministro. Las áreas específicas de mejora deben ser priorizadas. Por ejemplo es el caso de los procesos de distribución o almacenamiento, en tránsito de seguimiento del envío, la visibilidad en las tasas de cuellos de botella logísticos.

Una vez establecido el nivel inicial de la visibilidad, las empresas deberían examinar los medios para extender dicha visibilidad a sus proveedores y clientes, y obtener las herramientas adecuadas para el seguimiento del rendimiento de la cadena de suministro.

Se trata de pasar de solo tener visibilidad de los procesos a tener el control sobre ellos. Poder responder a los eventos perturbadores es crítico para las empresas para poder diferenciarse aún más de sus competidores.

Al contar con herramientas que se extienden más allá de la mera vigilancia, los responsables de la cadena de suministro podrán reaccionar a las interrupciones y resolver los posibles problemas con mayor eficacia. ¿Qué solución elegir?

Soluciones específicas para las distintas actividades que incluye la cadena

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INFORME

de suministro, sistemas SCM especialmente diseñados para la gestión de la cadena de suministro y sistemas ERP que incorporan módulos para la gestión de las distintas etapas, son las tres opciones que se presentan en el momento de elegir la solución más adecuada. A ello hay que añadir sistemas diseñados especialmente para un determinado sector, una tendencia que también ha sido adoptada por los n Fuente: Slimstock. grandes suministradores de ERP, tales como SAP o Oracle (SAP es el de mayor número para un determinado sector u otra de instalaciones, al que le sigue generalista, no cabe una respuesta Oracle). única porque también entre emEn todo caso, cuando una empresa presas de un mismo sector enconse plantee la adquisición de una u traremos diferencias notables con otra solución el primer consejo quizás problemáticas específicas y topología fuera guiar su inversión en tecnología diferente. De todos modos siempre analizando cual será la rentabilidad es aconsejable analizar la oferta espede su inversión. Es decir, hacer un cífica que existe para determinados cálculo de cuáles serán los beneficios sectores, ya que, de ser adecuada, que se obtendrán con el sistema su puesta en marcha es seguro que teniendo en cuenta los beneficios resultará mucho más sencilla. cuantificables y los que lo son menos (calidad, rapidez de respuesta, Nuevas tendencias a tener eliminación de errores, etc.) y de en cuenta cuál será el periodo de retorno de la Tal como se ha dicho, los sistemas inversión, invirtiendo en lo que se SCM presentes hoy en el mercado constate una rentabilidad clara. ofrecen muy buenas prestaciones A pesar de todo lo dicho anteriorpara muchas empresas de diversos mente respecto a las ventajas de sectores. La pregunta que cabe las soluciones integradas, tenga la hacerse es cuáles pueden ser las empresa la dimensión que tenga, tendencias de mejora que cabe si hasta entonces su gestión ha esperar para el futuro. estado escasamente informatizada, Un primer aspecto en el que inciprobablemente sería un error pasar den los expertos es la elasticidad y directamente a una gestión automaflexibilidad de los sistemas. Durante tizada con todas las funcionalidades muchos años el mundo de la cadena que puede ofrecer un ERP de gama de suministro ha sido muy lineal: alta y será más aconsejable optar por los materiales provienen de todos un sistema modular que permita ir los rincones del mundo buscando automatizando paso a paso. conseguir la fabricación al menor De todos modos, cabe señalar que coste posible. Sin embargo, quizás las soluciones integradas (se trate de estos menores costes pueden peruna plataforma común o aplicaciones judicar otros aspectos como el estar integradas a través de interfases) más cerca de sus clientes y reducir el cada vez son más asequibles, de tiempo de comercialización. Para dar forma que los periodos de retorno de cabida a estos cambios, las cadenas la inversión ya pueden ser inferiores de suministro tendrán que demostrar a los dos años. un nivel de elasticidad bidireccional Ante la pregunta de si es mejor para abordar tanto el amplio alcance elegir una solución vertical diseñada de la producción como la creciente

Mayo 2013 / n.º 451

mezcla de clientes.

Otro aspecto considerado como importante es la rapidez en el entendimiento y capacidad de reacción frente a circunstancias cambiantes. Es de esperar que algunas organizaciones traten de añadir en el control de la cadena de suministros soluciones de análisis predictivo para el procesamiento de eventos en tiempo real. Es cierto que las soluciones de Business Intelligence disponen de la capacidad de tomar datos, analizar, comprender las correlaciones y proporcionar al usuario una comprensión más profunda de la causa y el efecto sobre sus negocios, pero lo que es realmente importante es la velocidad con que se hace.

Tal como ya se ha dicho en el apartado anterior, otro aspecto que se configura como importante es el de conseguir la máxima visibilidad a lo largo de la cadena de suministro.

El éxito de las empresas y sus socios a través de una cadena de suministro dependerá cada vez más de la capacidad del sistema para obtener la mayor visibilidad a lo largo de toda la cadena. La capacidad para hacer frente a la comprobación en las distintas etapas y poder así actuar casi simultáneamente.

Finalmente, cabe señalar también la tendencia creciente a la subcontratación del movimiento de los materiales en las distintas etapas.

En lugar de tocar realmente el producto, las grandes marcas tienden a simplemente orquestar todas las partes móviles que componen su cadena de suministro. Apple es un gran ejemplo en este sentido, la empresa gestiona todos los elementos móviles de la cadena de suministro sin llegar a tocar el producto en cada una de las etapas. Parece que las empresas continuarán tendiendo hacia este modelo, con algunos que incluso pueden llegar a externalizar la gestión de la propia cadena de suministro.

Laura Tremosa

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Automática e Instrumentación

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Algunos paquetes de software de gestión de la cadena logística suministrados en España Funcionalidades Planificación fabricación

E-logística

Optimización

ToolsGroup

ToolsGroup

www.toolsgroup.es

Gran consumo, retail, químico-farmacéutico, electrónico, mantenimiento, productos industriales.

Sí

No

No

No

Sí

Gedilec

Canal de Partners certificados

Telematel

www.telematel.com

Empresas de distribucion de material industrial.

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Ip6

Labware Grupo Telstar

Labware Grupo Telstar

www.labware.es

Ciencias de la vida, farmacia, quimica, cosmética, alimentacion.

No

Sí

No

Sí

Sí

Microsoft Dynamics NAV

Microsoft

Microsoft

www.microsoft. com/es-es/dynamics

Pyme

Sí

Sí

No

Sí

Sí

Navitrans

Grupo Euclides

Link

www. grupoeuclides.com

Operadores Logísticos, de tránsito

Sí

No

Sí

Sí

Sí

Oracle Supply Chain Management

Oracle

Oracle

www.oracle. com/us/products/ applications/ ebusiness/scm/ index.html

CPG, alimentación, industria, farma, química, telecomunicaciones, automoción, aeronáutica, petróleo, construcción, defensa, servicios y otros.

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Ross ERP/Factory

Aptean

Aptean

www.aptean.es

Alimentación/farma/química.

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Fabricante

Nombre del producto

Previsiones

Sector al que va dirigido

DCH (Demand Collaboration Hub)

Suministrador

Web

Planificación logística

En esta relación solo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

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Previsiones

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Mayo 2013 / n.º 451

Automática e Instrumentación

Otras

Integración con otras aplicaciones

Sistema operativo

Base de datos

Forecast colaborativo, workflow aprobación y consenso forecast.

ERP, SGA.

Windows

SQL Server

Montajes, e-commerce, CRM.

Capa BI - Telematel Analytics (powered by QlikView).

Windows Server

Progress

Gestión de almacenes (SGA-WMS), producción (MES-W&D), laboratorios de control de calidad (LIMS), monitorización en tiempo real, scada y automatización de plantas.

Con los principales ERP (SAP, Navision, AS-400, Oracle etc.). Con scada, PLC y sistemas automáticos.

Windows, Unix, Linux

Oracle

Financiero, activos fijos, gestión inventario, gestión almacén, compras, ventas, proyectos, servicios, CRM, RRHH, etc.

Con todos los productos de Microsoft y con aplicaciones de terceros mediante web services.

Windows 8 Professional or Enterprise (32-bit or 64-bit editions) / Windows 7 Professional, Enterprise, or Ultimate (32-bit or 64-bit editions) / Windows Server 2012 / Windows Server 2008 R2 / Windows Server 2008 (32-bit or 64-bit editions).

Microsoft SQL Server

NaviTrans Transporte: Orden de entrada. Módulo de precios ampliado. Departamentos y subdepartamentos. Planificación combinada de distintas cargas. Selección de Itinerarios. Planificación computerizada. Múltiples departamentos de planificación. Gestión de CRM. Gestión de vehículos. Gestión de combustible. Transporte exprés. Gestión de personal. Gestión de palés. Cálculo posterior para subcontratados. Información de gestión. Control de sistema/beneficios. Integración con ordenadores de a bordo. NaviTrans Warehousing: Input (automatizado). Clasificación de almacén por cliente. Gestión de producto por cliente. Gestión de almacén por cliente/grupo de producto/ producto. Cálculo automático de días de palé. Estrategias de picking (FIFO, LIFO, FEFO). Propuestas automáticas de almacén. Picking consolidado. Inventario automatizado. Transformación de producto. Logística de valor añadido. Picking & Packing. Procedimientos de control de calidad. Reconstituciones automáticas. NaviTrans Transitario: Gestión de ciclos de tareas por ficheros. Gestión dinámica de tareas. Gestión dinámica de documentos. Planificación multimodal. Distribución multidepósito. Transporte aéreo, marítimo, ferroviario.

Microsoft Dynamics

SQL

Planificación de la cadena de valor, gestión de planificación avanzada, gestión de transporte avanzada, gestión y planificación de la demanda, gestión de compras, gestión del ciclo de vida del producto, gestión del ciclo de vida de activos, orquestación y cumplimiento de pedidos, programación de la producción y business intelligence de la cadena de aprovisionamiento.

Oracle Value Chain Planning and Execution comprende un grupo de soluciones construidas siguiendo estándares abiertos y certificados.

Cuenta con integración estándar preconstruida tanto con sistemas Oracle (E-Business Suite y JD Edwards EnterpriseOne) como con sistemas no Oracle. Con estos se puede desplegar en un enfoque modular según necesidades del proyecto. Todos los productos que comprenden la solución Oracle Value Chain pueden trabajar de forma stand alone e integrarse a diferentes niveles con diferentes ERP u otros productos SCM.

Sun Solaris (64 bit), Windows Server (64bit - 32 bit), Oracle Linux (Red Hat) 32bit, HPUX Itanium, IBM Aix 64 bit.

Oracle

Gestión interna de la compañía (ERP). Captura de datos de planta y optimización (MES). Gestión logística de almacenes (WMS). Gestión de clientes (CRM).

Integrable mediante servicios Web o ficheros planos o estándares ISA 95.

S.O.

Oracle-SQL

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Algunos paquetes de software de gestión de la cadena logística suministrados en España Funcionalidades

E-logística

Optimización

SAP

SAP

www.sap.es

Almacenaje en general.

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

SAP EWM (datos no actualizados)

SAP

SAP

www.sap.es

Almacenaje en general, almacenes automáticos, operadores logísticos.

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Service Optimizer 99+ (SO99+)

ToolsGroup

ToolsGroup

www.toolsgroup.es

Gran consumo, retail, químico-farmacéutico, recambios, eléctrico-electrónico, mantenimiento, productos industriales.

Sí

Sí

No

Sí

Sí

Slim4 Fabricación

Slimstock

Slimstock

www.slimstock. com/es

Fabricantes (multisectorial).

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Slim4 Distribución mayorista

Slimstock

Slimstock

www.slimstock. com/es

Distribución mayorista (multisectorial)

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Slim4 Retail

Slimstock

Slimstock

www.slimstock. com/es

Retail (multisectorial)

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

Slim4 Farma

Slimstock

Slimstock

www.slimstock. com/es

Farma (laboratorios, distribución, oficinas de farmacia).

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí

SO99+ Demand

ToolsGroup

ToolsGroup

www.toolsgroup.es

Gran consumo, retail, químico-farmacéutico, electrónico, mantenimiento, productos industriales.

Sí

No

No

Sí

Sí

SO99+ Inventory

ToolsGroup

ToolsGroup

www.delicios.es

Gran consumo, retail, químico-farmacéutico, electrónico, mantenimiento, productos industriales.

Sí

No

No

Sí

Sí

SO99+ Replenishment

ToolsGroup

ToolsGroup

www.toolsgroup.es

Gran consumo, retail, químico-farmacéutico, electrónico, mantenimiento, productos industriales.

Sí

Sí

No

Sí

No

Transkal

Adur Software Productions

Adur Software Productions

www.transkal.com

Transporte terrestre; transitario; consignatario; terminales portuarias; SGA.

Sí

No

Sí

Sí

Sí

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Fabricante

Nombre del producto

Web

Sector al que va dirigido

Previsiones

Planificación fabricación

SAP WM (datos no actualizados)

Suministrador

Planificación logística

En esta relación solo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

Previsiones

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INFORME

Automática e Instrumentación

Otras

Integración con otras aplicaciones

Sistema operativo

Base de datos

RFID

Análisis empresarial.

IBM, OS-400, Windows Server, Unix

Oracle, IBMDB, SQL Server, Adabas

Integración en la cadena de suministro, RFID.

Planificación, transporte, RRHH, análisis empresarial.

IBM, OS-400, Windows Server, Unix

Oracle, IBMDB, SQL Server, Adabas

Forecast colaborativo, optimización binomio stock-servicio, optimización reaprovisionamiento.

ERP (SAP, Oracle, Microsoft Navision,....), SGA, sistemas propios.

Windows

SQL Server

Sales & operations planning, gestión de surtido, promotion manager, optimización stock, estacionalidades y tendencias, vender managed inventory, bill of material, gestión multiplanta, planificación centralizada, optimización de producción, gestión paradas/vacaciones, PLM, simulaciones, agregaciones, cuadro de mando (KPI’s).

Todos los ERP. Suites de ofimatica.

Dispositivos móviles (iPad, Android, etc.).

Windows (todas las versiones)

SQL Server

Gestión de surtido, promotion manager, optimización stock, estacionalidades y tendencias, vender managed inventory, gestión multi-almacén, compra centralizada, optimización de pedidos, gestión vacaciones, PLM, simulaciones, agregaciones, cuadro de mando (KPI’s).

Todos los ERP. Suites de ofimatica.

Dispositivos móviles (iPad, Android, etc.).

Windows (todas las versiones)

SQL Server

Gestión de surtido, introduction manager, promotion manager, optimización stock, estacionalidades y tendencias, planificación centralizada, optimización de pedido, gestión de eventos, gestión punto de venta, PLM, simulaciones, agregaciones, cuadro de mando (KPI’s).

Todos los ERP. Suites de ofimatica.

Dispositivos móviles (iPad, Android, etc.).

Windows (todas las versiones).

SQL Server

Sales & operations planning, gestión de surtido, introduction Todos los ERP. Suites de ofimatica. manager, promotion manager, optimización stock, estacionaDispositivos móviles (iPad, Android, lidades y tendencias, RD y bajas de seguridad social, planifietc.). cación centralizada, optimización de pedido, gestión paradas/ vacaciones, gestión multi-almacén, PLM, simulaciones, agregaciones, cuadro de mando (KPI’s).

Windows (todas las versiones).

SQL Server

Lanzamiento de nuevos productos, gestión y optimización promociones.

ERP, SGA.

Windows

SQL Server

Planificación nivel de servicio, definición políticas de servicio, planificación inventario, optimización mix inventario.

ERP, SGA.

Windows

SQL Server

Optimización y cálculo automático reaprovisionamiento, RCCP (Rough cut capacity planning).

ERP, SGA, Scheduler.

Windows

SQL Server

ERP de gestión empresarial especializado en el sector de la logística y el transporte de mercancías. Software de gestión de archivo documental. Módulo web server, Cubos OLAP, Módulo ENS/EXS, Sistema integrado de cartografía, Módulo SMS, Traductor de comunicaciones EDI.

MITP (Módulo de Integración con Telemática Portuaria-Portic/ ValenciaPort/E-PuertoBilbao), WTransnet, Transics, Qualcomm.

Linux

Oracle

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Aplicaciones

 CONTROL DE PROCESOS

Automática e Instrumentación

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Aeropuerto Changi, Singapur: EtherCAT sincroniza el movimiento de 1216 servo ejes

Kinetic Rain, la simbiosis perfecta entre la tecnología y el arte

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Con Kinetic Rain se realizó la escultura cinética más grande del mundo en el Aeropuerto Changi de Singapur. La instalación está compuesta por 1216 gotas de aluminio extremadamente brillantes, recubiertas de cobre. Están colgadas del techo con finos cables de acero y cada una se mueve individualmente gracias a un pequeño servomotor.

Durante un espectáculo de 15 minutos, las gotas se agrupan formando diferentes representaciones relacionadas con el concepto de volar. La realización técnica completa de Kinetic Rain, inclusive el software, estuvo a cargo de MKT AG. El desafío de mover 1.216 ejes servo de forma sincronizada se solucionó mediante el uso de EtherCAT, TwinCAT y los servoaccionamientos compactos en forma de un terminal de bus.

L

os viajeros y los visitantes del aeropuerto, que acceden a la terminal uno del aeropuerto Changi en Singapur, son cautivados por la escultura cinética Kinetic Rain mientras pasean por esta terminal modernizada. La interacción armoniosa entre más de mil gotas también simboliza las muchas personas que día a día se encargan de que los viajeros y los visitantes del aeropuerto Changi queden positivamente sorprendidos y lo recuerden con agrado, comenta YeoKiaThye, vicedirector de operaciones de aeropuerto del ChangiAirport Group.

La instalación, compuesta por dos campos interrelacionados con 608 gotas cada uno, abarca una superficie total de más de 75 metros cuadrados y alcanza una altura en el recinto de más de 7,3 metros. El concepto artístico de esta instalación poco habitual es de la agencia Art+Com de Berlín. La realización técnica del proyecto completo y la programación fueron asumidas por la MKT AG de Olching, cerca de Múnich, Alemania.

n La instalación, compuesta por dos campos interrelacionados con 608 gotas cada uno, abarca una superficie total de más de 75 metros cuadrados y alcanza una altura en el recinto de más de 7,3 metros.

Para la programación y la realización del sistema de control, esta empresa especializada en instalaciones cinéticas contó con el apoyo de Beckhoff.

Con Kinetic Rain hemos realizado el proyecto más exigente de este tipo de nuestra historia, comenta Axel Haschkamp, miembro de la junta directiva de MKT AG: En este proyecto se invirtieron más de 2000 horas de trabajo de ingenieros. Uno de los desafíos más especiales fue el transporte hasta Singapur de la

instalación de 30 toneladas, completamente lista.

El movimiento preciso de 1216 ejes planteó requisitos extremadamente elevados al sistema de control de Kinetic Rain. Además, eran necesarias una elevada disponibilidad y una forma de construcción compacta de los componentes, así como la sustitución de componentes sin direccionamiento. Una de las condiciones más importantes de nuestro cliente, el aeropuerto Changi, fue que

CONTROL DE PROCESOS  Mayo 2013 / n.º 451

Automática e Instrumentación

n Durante un espectáculo de 15 minutos, las 1216 gotas se agrupan formando 16 diferentes representaciones relacionadas con el concepto de volar.

la instalación funcionara durante las 24 horas del día. Aunque un eje individual falle, el espectáculo debe continuar, añade Peter Haschkamp, también miembro de la junta directiva de MKT.

Aplicaciones

de la función de discos de levas, el ordenador maestro coordina la distribución de los datos de posición en los seis ordenadores esclavos, cada uno de los cuales tienen asignados 192 o 208 ejes respectivamente, y se encarga de la sincronización de todos los ejes mediante fijación de un eje maestro como referencia. La comunicación tiene lugar en tiempo real a través de EtherCAT hasta los accionamientos. El ordenador GUI de MKT sirve para la visualización, pero también contiene el espectáculo en forma de una tabla, donde se encuentran determinados los datos de posición de cada gota, a intervalos de 200 ms. Esto corresponde a cinco imágenes por segundo. El movimiento sin sacudidas y percibido como continuo por el ojo humano se genera mediante interpolación en TwinCAT NC PTP. Aquí se calculan respectivamente 100 posiciones in-

termedias para cada gota utilizando un algoritmo Spline en una tarea NC de 2 ms. Estos cálculos tienen lugar en cada ordenador esclavo para los ejes locales que le fueron asignados.

La intención artística de mover las gotas de forma sincronizada en una especie de película 3D solo es posible mediante el uso de EtherCAT y TwinCAT NC PTP. Mientras que el maestro mantiene todos los ejes sincronizados entre sí, los ordenadores esclavo calculan cada 2 ms las posiciones de los ejes que les fueron asignados y las comunican en tiempo real a los servoaccionamientos a través de EtherCAT. Servoaccionamiento compacto en terminal de 12 mm La exactitud de movimiento de los ejes individuales es extremadamente precisa y alcanza un valor de 1 mm, para una longitud total de 7,6 m. El desfasaje máximo entre dos gotas es de 0,25 mm. Cada gota es controlada mediante un terminal de servomotor EtherCAT EL 7201 y un servomotor de tipo AM3121. Con los servoterminales, que se ubican impecablemente en el tramo de terminales EtherCAT, hemos encontrado una solución extremadamente compacta, que cumple perfectamente con las condiciones constructivas para un espacio de montaje limitado en el techo del edificio, destaca Peter Haschkamp.

La tecnología del servoaccionamiento ofrece además ventajas dinámicas y permite transiciones continuas.

¿Cómo se controlan 1216 ejes de forma sincronizada?

El movimiento sincronizado de 1216 ejes es uno de los puntos más destacados de este proyecto, destaca Raphik Shahmirian, del departamento de ventas de Beckhoff en su sede en Múnich, quien fue responsable de la realización técnica de Kinetic Rain en estrecha colaboración con MKT. Además debía cumplirse con elevados requisitos de dinámica, precisión y velocidad de los movimientos. Las gotas se mueven con una velocidad de 1,5 m/s y una aceleración de 1,4 m/s². El movimiento debe ser dinámico y a la vez continuo y no presentar ningún tipo de sacudidas. MKT encontró la solución para esta tarea en la plataforma de control de Beckhoff basada en PC y EtherCAT, con técnica compacta de servoaccionamiento.

Un PC industrial central de tipo C6525 se encarga del control. Este se comunica con el ordenador GUI especial de MKT a través de TwinCAT ADS. Simultáneamente, el ordenador controla los 1.216 ejes n La estructura plana hace que el PC industrial C6525 sea especialcentralmente a través de mente adecuado para el montaje en espacios reducidos. Gracias a una memoria opcional SSD y a técnicas de enfriamiento pasivo, el TwinCAT NC PTP y actúa C6525 no presenta componentes rotativos. como maestro. A través

La modularidad del sistema de control facilita la puesta en marcha Para nosotros también eran importantes la modularidad de la solución del sistema de control y el hecho de que un eje individual pueda sustituirse sin direccionamiento.

Esto permitió, por ejemplo, una puesta en marcha parcial, es decir, que pudimos trabajar paralelamente en el software, el

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Aplicaciones

 CONTROL DE PROCESOS

Automática e Instrumentación

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n Con los servoterminales de Beckhoff, que se ubican impecablemente en el tramo de terminales EtherCAT, y los servomotores AM3121, MKT encontró una solución de accionamiento compacta, que se corresponde perfectamente con el estrecho espacio de montaje en el techo de la terminal del aeropuerto.

Más información

www.changiairportgroup.com www.mkt-ag.de www.artcom.de hardware y la mecánica, lo que nos permitió cumplir con el corto periodo de tiempo del que disponíamos para este proyecto, destaca Peter Haschkamp. TwinCAT NC PTP permite además moverse por el espectáculo completo, es decir, se puede avanzar o retroceder como en una película.

Esto también ha simplificado mucho

Mayo 2013 / n.º 451

n Un PC industrial Beckhoff de tipo C6525 con software de automatización TwinCAT NC PTP se encarga del control central de los 1216 ejes. La comunicación con el ordenador GUI de MKT tiene lugar mediante ADS. El C6525 actúa como maestro y coordina la distribución de los datos de posición en los seis ordenadores esclavos, a cada uno de los cuales se asignaron 192 o 208 ejes respectivamente. Mediante fijación de un eje maestro como referencia, se encarga de sincronizar todos los ejes. La comunicación tiene lugar en tiempo real a través de EtherCAT hasta los accionamientos.

la puesta en marcha para MKT. Si un pasaje individual de la película no era 100% satisfactorio, los ingenieros de MKT tenían la posibilidad de volver a repetirlo una y otra vez.

Una gran ventaja, como destaca Peter Haschkamp: otras soluciones no lo permiten, por lo que uno está obligado a dejar correr el espectáculo cada vez desde el comienzo hasta llegar a la posición deseada, lo que requiere muchísimo tiempo.

A diferencia de otras esculturas cinéticas comparables, realizadas por MKT en el pasado a través de

n Uno de los desafíos más especiales fue el montaje de la instalación de 30 toneladas, completamente lista, en la edificación existente.

sistemas de control de hardware descentralizados, Kinetic Rain es controlado mediante software y un PC central y transmitido mediante EtherCAT. La función de discos de levas, que en soluciones de control anteriores de MKT se encontraba ubicada localmente en el amplificador de accionamiento, ahora es realizada por el software. De este modo, los datos de posición son gestionados centralmente y distribuidos a través de EtherCAT en tiempo real a los ejes. Otro aspecto importante para MKT en la elección de Beckhoff como socio fue la presencia global de la empresa en el mercado. Gracias a ello, Beckhoff pudo acompañar y apoyar el proyecto no solo a través de sus expertos en la central de la empresa en Verl (Alemania), sino que el soporte y el servicio técnico también estaban garantizados localmente, junto al cliente final, a través de la sede de Beckhoff en Singapur.

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MEDIDA DE TENSIÓN Y CORRIENTE  Mayo 2013 / n.º 451

Aplicaciones Automática e Instrumentación

PMU: Phase Measurement Units

Equipos para medidas precisas de fase en tensión corriente para redes inteligentes En el pasado, estas medidas resultaban de difícil precisión, tanto por la medida eléctrica en sí como por la precisión de los algoritmos de cálculo y, sobre todo, por la referencia de reloj, necesaria para poder comparar fases entre magnitudes ubicadas en lugares muy distantes geográficamente.

Actualmente, los sincrofasores (también conocidos como PMU: Phase Measurement Units) se están dotando de referencias a una coordenada universal de tiempo (UTC: Universal Time Coordinated) muy precisa común para el sincronismo, como es la señal GPS (Global Positioning System), con un rango de error conocido y pequeño.

L

os PMU miden básicamente las magnitudes de tensión y corriente en lugares dispersos de las redes de transporte y distribución eléctricas. Estos equipos son muy útiles para estimar dinámicas de estabilidad de la red eléctrica. En una coyuntura de red eléctrica inteligente (smart grid), con una fuerte penetración de energías renovables y el vehículo eléctrico, actualmente estos equipos están en auge.

Los PMU constituyen una tecnología emergente en los sistemas eléctricos de potencia que presentan varias ventajas para el análisis y medida de grandes sistemas eléctricos (WAMS: Wide Area Measurement Systems), protección y control (WAMPAC).

Cómo operan Un PMU puede medir formas de onda tensión corriente en redes de 50/60 Hz, dependiendo de la frecuencia nominal, típicamente a una velocidad cercana a las 50 muestras por ciclo sincronizada con la señal temporal GPS, digitalizándose por cada fase. Estos equipos miden en una ventana de temporal de un ciclo de la frecuencia fundamental y proporcionan la muestra sincronizada de alta velocidad con una precisión

de 1 microsegundo, mediante la utilización de un oscilador de enganche de fase (PLL: Phase-Lock Oscillator), junto con la referencia del sistema GPS. Las medidas fasoriales con

definición temporal precisa se pueden transmitir a un receptor local o remoto como un concentrador de datos de fasores (PDC: Phasor Data Concentrators) habitualmente ubicado en una subestación.

Los PDC son utilizados en los sistemas WAMS, tanto para estudios off-line como en aplicaciones a tiempo real. Junto con los PMU, son considerados como uno de los equipos de medida más importantes en los sistemas de potencia del futuro, gracias su capacidad única

n Referencias fasoriales para ondas sinusoidales con la representación vectorial.

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Aplicaciones

 MEDIDA DE TENSIÓN Y CORRIENTE

Automática e Instrumentación

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de muestrear señales de tensión y corriente analógicas de forma síncrona con un reloj GPS, así como a su capacidad de calcular la componente fasorial correspondiente en una gran variedad de ubicaciones.

Habitualmente, los fasores se estiman a partir de muestras digitales de formas de onda AC. Para asegurarse de que todos los fasores sincronizados disponen de la misma referencia, el estándar define un ángulo de sincronismo como el ángulo de fase instantánea relativo a la función coseno a la frecuencia nominal del sistema sincronizada con UTC. Este ángulo se define de 0º cuando se tiene el máximo de la forma sinusoidal medida justo en el instante de transición del segundo UTC (1 pulso cada segundo de la señal de tiempo), y de -90º cuando se tiene el cruce de cero positivo en la transición del segundo UTC” (picos 0, T0, 2T0, etc.).

El fasor obtenido a partir de la definición anterior es una unidad estimada, de forma que se necesita una forma para evaluar el error, para asegurarse que todas las unidades de medida de fases del sistema están dentro del rango de precisión. La IEEE C37.118 introduce el concepto de error de vector total (TVE: Total Error Vector) [1] limitado al valor del 1%:

donde r e i son la parte real e imaginaria respectivamente, Xr(n) y Xi(n) son los valores medidos, dados por el dispositivo de medida, y Xr , Xi, son los valores teóricos de la señal de entrada en el instante de tiempo de la medida [2]. Esta medida debe poder ayudar a detectar la presencia de componentes de la señal diferentes a la frecuencia fundamental del sistema de potencia.

Fabricantes En la actualidad existen unos 20 fabricantes de PMU, como ABB, Arbiter Systems, SEL, Macrodyne, GE MultiLin y Qualitrol, entre otros, con más de 50 modelos diferentes en el mercado. Aunque la base de la medida sincronizada del fasor puede

Mayo 2013 / n.º 451

Proyecto IREC: desarrollo de herramientas flexibles de procesado de datos de PMU

E

l Instituto de Investigación para la Energía de Cataluña (IREC) está realizando un proyecto de investigación a nivel europeo con el grupo de investigadores del laboratorio SmartTS Lab, perteneciente al instituto KTH (Royal Institute of Technology). En este proyecto se diseñan y desarrollan herramientas de control y monitorización para sistemas de potencia que presentan oscilaciones indeseadas de potencia eléctrica.

En concreto, se evalúa como caso práctico la incidencia que ocurrió en diciembre de 2010 en Oklahoma Gas and Electricity (OG&E), en la cual se produjeron oscilaciones sub-síncronas de potencia en el sistema de transmisión ocasionadas por dos parques eólicos adyacentes que registraron un episodio de intensos vientos. Se demuestra que casos como este precisan de una monitorización sincronizada de fasores, y los PMU se presentan como una solución tecnológica a dicha monitorización. Así mismo, este caso es extrapolable al sistema eléctrico europeo, ya que las fuentes de energía intermitentes (solar, eólica) son responsables en muchas ocasiones de este tipo de oscilaciones y su penetración en el sistema eléctrico es cada vez mayor.

El proyecto consiste en el desarrollo de herramientas flexibles de

n Instalación de PMU en el laboratorio de emulación del IREC.

ser la misma para diferentes PMU del mercado, la implementación del algoritmo de medida puede ser algo diferente entre modelos [3]. Los fabricantes son libres de utilizar variables como el tamaño de la ventana de medida, o la velocidad de muestreo, que puede suponer unas pequeñas diferencias entre las medidas finales de parámetros en tiempo real de los diferentes equipos, motivo para considerar la valoración de los errores mencionados anteriormente.

Comunicaciones Para complementar la parte de comunicaciones, se considera la IEC 61850

como un estándar sustancialmente desarrollado para subestaciones, utilizado para comunicar equipos tanto en tiempo real como no-real. Esta norma tiene una posible aplicación en la transmisión de datos e información de PMU según el estándar IEEE C37.118 publicado para PMU el 2005 [1]. La utilización de la IEC 61850 para comunicaciones del sistema de transmisión ya se trata en la IEC 61850-90-1 en el contexto de comunicaciones entre subestaciones.

La parte 5 del estándar de la IEC cubre las necesidades de sincronismo y precisiones temporales en los datos enviados, tema esencial en

MEDIDA DE TENSIÓN Y CORRIENTE  Mayo 2013 / n.º 451

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n Esquema del suceso de Oklahoma y entorno LabVIEW para detección de oscilaciones de potencia.

procesado de datos de PMU para la toma de decisiones en tiempo real en aplicaciones ad hoc, las cuales no existen en el mercado. Estas herramientas se han validado para el caso de Oklahoma testeándolas en el entorno de emulación que ofrece el IREC en el laboratorio de microrredes de Barcelona. Esta instalación de baja tensión con capacidad de hasta 200 kVA ha permitido replicar dichos fenómenos a pequeña escala. En este caso, se han configurado dos equipos cRIO de National Instruments como PMU y se han integrado en un entorno de LabVIEW. Los PMU instalados en el IREC miden la tensión y la corriente generada por dos equipos emuladores programados para reproducir físicamente las oscilaciones de potencia que experimentaron los parques eólicos de Oklahoma. En la primera fase del proyecto se ha desarrollado el entorno LabVIEW para la detección de dichas oscilaciones.

En la segunda fase del proyecto, actualmente en curso, se está diseñando un sistema de control en tiempo real que permita la eliminación de oscilaciones sub-síncronas mediante equipos Flexible AC Transmission System (FACTS) aprovechando funcionalidades del sistema desarrollado en la primera fase. Dicho sistema de control se implementará también en las instalaciones del IREC programando uno de los emuladores como FACTS. Adicionalmente, en esta fase está previsto utilizar un emulador adicional como punto de conexión de un parque eólico y un FACTS al resto de la red eléctrica. Dicha red eléctrica estará emulada con impedancias equivalentes de línea, permitiendo validar la contribución del FACTS a la mejora de la respuesta dinámica del sistema eléctrico. la automatización de subestaciones. Así se describen las diferentes necesidades de comunicaciones entre cliente/servidor, GOOSE (Generic Object Oriented Substation Events) y Sampled Values. Con los métodos estandarizados IEC 61850 GOOSE, valores binarios, valores medidos así como otros elementos de datos se pueden intercambiar entre diferentes relés siempre que cumplan con el estándar IEC 61850 a nivel de sistemas de protección. El comportamiento en tiempo real de GOOSE es muy importante para la mensajería rápida, como el disparo, re-enganches, etc. de sistemas, y se

Aplicaciones

trata en la IEC 61850.

El comité de estándares IEEE ha revisado el estándar existente IEEE 1344 para sincrofasores y recientemente ha publicado el IEEE Standard for Synchrophasors for Power Systems C37.118-2005, que pretende especificar los estándares de medida, el método de cuantificación de la medida, test y necesidades de certificación para verificar precisiones, así como el protocolo y formato de los datos a transmitir [1].

Aplicaciones Los PMU tienen muchas aplicaciones en los sistemas de potencia [4]

[5]. Estas difieren en función del número de equipos instalados.

Algunas aplicaciones como la monitorización de oscilaciones inter-área, visualización de la red, tratamiento de la congestión o detección del modo isla para las energías renovables, típicamente no necesitarían de muchos PMU. En cambio, otras aplicaciones como estimación de estados, monitorización de estabilidad en tensión, protección, validación de modelos o análisis post-perturbación, necesitan cantidades sustanciales de PMU para disponer de suficiente información para la aplicación considerada.

Algunos de los países líderes en la instalación de estos equipos son USA y China, con centenares de equipos instalados. En Europa se han instalado en Suiza, Escandinavia, Croacia e Italia, principalmente para detectar las oscilaciones inter-área. En Rusia se han instalado para monitorizar la red de transporte. En otros países como Brasil, India o México y en Europa, se usan solo en proyectos de investigación.

Para el desarrollo de las redes inteligentes [6], los PMU son básicos como fuente de información de datos de fase, sobre todo en condiciones dinámicas, dadas sus ventajas de medida en tiempo real, que permiten detectar perturbaciones instantáneas en la red para ser enviadas a los operadores locales. El sincronismo común de tiempo es un elemento principal en aplicaciones smart grid; en este sentido, el estándar IEEE 1588 será un elemento definitorio que permite especificar aspectos de sincronismo precisos sobre redes de comunicaciones.

El alto crecimiento dramático de la potencia de procesamiento de la señal en hardware y la disponibilidad de redes de comunicaciones amplias e interconectadas favorecen la oportunidad de explorar nuevos conceptos para la protección y control de sistemas de potencia. Precisamente se están investigando y desarrollando nuevos algoritmos que utilizan la información procedente de múltiples componentes y sistemas de potencia, que podrían proporcionar ventajas significantes respecto a los sistemas

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Aplicaciones

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Bibliografía [1] C37.118 - 2005 - IEEE Standard for Synchrophasors for Power Systems.

[2] K. E. Martin, Standard for Synchrophasors for Power Systems, IEEE PC37.118, V.5.6, Oct. 2004.

[3] J. Depablos y V. Centeno, Comparative testing of synchronized phaser measurement units, IEEE Power Engineering Society General Meeting, vol. 1, pp. 948-954, 2004.

[4] J. S. Thorp, Synchronized phasor measurements and their applications, Springer, 2008.

[5] P. Zhang, Phasor Measurement Unit (PMU) Implementation and Applications, EPRI Epectric Power Research Institute, 2007.

[6] R. Q. Adánez, Sistemas de Transporte Inteligentes - Medición Sincronizada de Fasores, España 2005.

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actuales basados en medidas de un único componente en un único emplazamiento.

Aunque el PMU se puede considerar como un equipo electrónico inteligente (IED: Intelligent Electronic Devices) independiente de la subestación o encontrarse incluido en un relé de protección individual, su funciones están separadas de las propias del sistema de protección

local para evitar el conflicto entre los dos tipos de sistemas.

Perspectivas de los PMU Los PMU facilitan la búsqueda de soluciones innovadoras a los problemas tradicionales de las compañías eléctricas y ofrecen a los ingenieros de los sistemas de distribución de energía facilidades a explotar en los desarrollos futuros, como el

control de fenómenos dinámicos desde una estación central para la toma de decisiones apropiadas; con el sincronismo GPS permiten el análisis de perturbaciones con la toma de instantáneas precisas del estado del sistema; permiten también el modelado de redes eléctricas, así como implementar un sistema de protección avanzado de protecciones o utilizar un sistema de control con realimentación a distancia.

Agradecimientos El proyecto realizado en el IREC en colaboración con la universidad de Suecia KTH, agradece a la institución europea del KIC-Innoenergy, su soporte para la realización del proyecto KIC-Smart Power.

Ignasi Cairó, Gerard Del Rosario, Albert Ruiz, José Luís Dominguez, Luigi Vanfretti, Iyad Al Khatib, Maxime Baudette, Almas Shoaib Muhammad

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Nuevas fuentes de alimentación  Las fuentes de alimentación compactas de la nueva gama S8VK de Omron tienen un rango de temperatura de funcionamiento -40ºC hasta +70°C para la familia S8VK-G, lo que garantiza un funcionamiento estable incluso en los entornos más exigentes. De instalación rápida y sencilla gracias a su clip de montaje sobre carril DIN, incluyen varios terminales de salida, dos positivos y tres negativos, para simplificar y acelerar su cableado. En estas nuevas fuentes de alimentación se ha conseguido una alta densidad de potencia en un formato un 13% más pequeño. Todos los modelos tienen una alta resistencia a vibraciones transmitidas por maquinaria cercana, gracias al clip para montaje en carril DIN de alta resistencia ante las vibraciones (5G). Esta característica se ve complementada con unos índices superiores de MTBF. Están disponibles en tres familias: la S8VK-C Lite, la línea estándar S8VK-G Pro y las unidades Pro Plus S8VK-R, diseñadas para aplicaciones específicas y necesidades especiales (unidad con redundancia).

La familia Lite tiene un rango de temperatura de funcionamiento desde -20ºC hasta 60°C y dispone de entrada universal de 100 a 240V a 50/60Hz. Su rango de potencia va desde 60 hasta 480W en 24Vdc. Para usuarios que necesiten una mayor versatilidad, la familia estándar S8VK-G Pro está compuesta por unidades que pueden trabajar en paralelo y ofrecen una mayor vida útil, más protección y un mayor rango de temperatura, de -40ºC a 70°C, así como un refuerzo de potencia del 120%, siendo capaz de asumir picos de corriente momentáneos. Es la más indicada en aplicaciones con entradas monofásicas de 100 a 240 V a 50/60 Hz o de 90 a 350 Vcc, y está disponible con potencias desde 15 a 480 W. Para finalizar, la S8VK-R Pro Plus es la unidad de redundancia diseñada para cumplir con los requisitos más exigentes y funcionan de un modo completamente redundante. Entre las características se incluyen indicadores visuales de redundancia y equilibrio de corriente, junto con una señal de salida destinada a la confirmación del estado de la alimentación. www.industrial.omron.es 92

Nuevo arrancador digital  Vector Motor Control Ibérica (VMC) ha lanzado al mercado el nuevo arrancador digital VersiStart VS i III, con relé de bypass integrado y protección de motor completa y personalizable, que ofrece un control totalmente adaptativo de la aceleración y la desaceleración en potencias de 7,5 a 800kW El equipo permite el frenado de CC sin contactor e incluye una conexión de motor delta (6-hilos) y una pantalla LCD para visualizar gráficos en tiempo real del rendimiento del motor.

La extensa gama de funciones como la marcha en modo emergencia o la velocidad de control (JOG) se realiza con una programación fácil e intuitiva en la que el equipo preajusta parámetros básicos según la aplicación. Las opciones de comunicación incluyen protocolos Modbus, Profibus y DeviceNet. La serie se presenta en dos modelos que abarcan desde 23 hasta 930A con tensión de red de 200 a 525 Vca. www.vmc.es

eSafe: nueva generación de acoplamientos de seguridad  Cejn ha lanzado al mercado un acoplamiento de seguridad para productos de aire comprimido que ofrece el mayor caudal y una baja caída de presión, sin descartar un alto rendimiento. Se trata de un innovador acoplamiento de seguridad patentado que cumple con la norma internacional ISO 4414 y la norma europea EN 983. Además, cumple la normativa OSHA 1910.95, ya que al desconectar en dos fases, el nivel de ruido se reduce drásticamente. eSafe necesita una reducida fuerza de conexión, es compacto (es el primer acoplamiento de seguridad del mercado con las dimensiones de un acoplamiento estándar), de fácil agarre, de gran caudal, se puede conectar con una sola mano (basta con tirar del casquillo y el acoplamiento se despresurizará automáticamente antes de desconectarse) y se purga automáticamente al desconectarlo, eliminando así el riesgo de retroceso de la manguera y, por lo tanto, protegiendo a los operarios de eventuales riesgos. www.cejn.es

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Servidores de puertos serie industriales wireless

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 QNV ha lanzado al mercado los servidores de puertos serie a wireless JetPort 5800 de Korenix. Se trata de servidores de puertos serie a Ethernet redundante y wireles para entornos industriales agresivos y donde se requiera movilidad de alguno de los dispositivos a conectar. Disponen de hasta 4 puertos RS-232/422/485, márgenes de temperaturas de servicio entre -20ºC y 70ºC, carcasa de aluminio, montaje en raíl DIN y wallmount.

La serie está formada por 3 dispositivos: Jet Port-5801, servidor de 1 puerto RS-232/422/485 a Ethernet redundante e inalámbrica; JetPort-5404, servidor de 4 puertos RS-232/422/485 a Ethernet redundante e inalámbrica con E/S digitales; y Jet Port-5404i, servidor de 4 puertos RS-232/422/485 optoaislados a Ethernet redundante e inalámbrica con E/S digitales.

Las características comunes son: 4x puertos RS-232/422/485 a Ethernet inalámbrica (802.11b/g hasta 54 Mbps); transmisión de datos encriptados con WEP de 128-bit y WPA; antena externa de fibra de vidrio, a prueba de agua, polvo y rayos UV; puertos duales Ethernet con función RTTD (Redundant to the Device) con recuperación de enlaces en menos de 200ms; 4 entradas y 2 salidas digitales; entradas de alimentación redundantes de 12~48VDC por jack DC y regleta extraíble; servicios serie independientes: Real/Virtual COM, TCP Server/Client/Tunnel y conexiones UDP; utilidad JetPort Commander para Windows, con asistentes de configuración; gestión segura mediante HTTPS y SSH; notificación de eventos por Syslog, e-mail, SNMP trap y salida digital; y montaje en rail DIN, sobremesa y wallmount. www.qnv.com

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Nuevos multi-acoplamientos  Hasta la fecha los enchufes rápidos individuales han constituido el sistema de conexionado rápido más frecuente de los sistemas hidráulicos. Sin embargo, la incorporación de nuevas funciones en los útiles, con el consecuente aumento de líneas hidráulicas, la necesidad de reducir las pausas para sustituir las herramientas o el deseo de obtener una mayor comodidad durante su manipulación, ha impulsado el uso de multi-acoplamientos.

Los multi-acoplamientos desarrollados y suministrados por la firma Cejn permiten la conexión y desconexión rápida de los circuitos hidráulicos, agrupando todas las líneas hidráulicas en un solo componente y en una única operación, incluso bajo presiones residuales en el circuito de hasta 350 bar.

A esto se añade la posibilidad de llevar a cabo el conexionado eléctrico en la misma operación, con hasta 10 conexiones de 16 amp. más tierra, permitiendo la comunicación de las señales eléctricas a válvulas y sensores incluidos en el útil.

También el diseño de los multi-acoplamientos es una de las preocupaciones de los fabricantes de las cabinas de los tractores y de la maquinaria para la construcción en general. Frente al uso de la antigua palanca orientada hacia los tubos flexibles, se impone un nuevo estilo transversal, más ergonómico y funcional. También se convierten en imprescindibles los multi-acoplamientos con enchufes de caras planas, respetuosos con el medio ambiente. Además, el conexionado instantáneo tipo WEO permite la conexión y desconexión de las mangueras flexibles sin necesidad de utilizar herramientas auxiliares. www.cejn.es

Nuevo módulo interface EtherCAT  El nuevo módulo interface esclavo EtherCAT I/O de la serie SLIO de Vipa acepta hasta 64 módulos de E/S de periferia con una velocidad de transmisión de 100 Mbit/s.

Incorpora dos conectores RJ45 para la comunicación EtherCAT y soporta un rango máximo de direccionamiento de entradas y salidas de 4KB. Además, integra un módulo de alimentación 24V DC, con protección contra polaridad inversa, que alimenta, además de la electrónica, las salidas de los módulos de la periferia, con lo que no es necesario pedirlo por separado.

Los leds indicadores de estado ofrecen amplia información del módulo (alimentación, servicio, errores); además, soporta interrupciones, alarmas de proceso, funciones de diagnóstico e interrupción de diagnóstico mediante parametrización. www.vipa.es

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Nueva columna de señalización  Schneider Electric ha presentado XVGU, la nueva columna de señalización para conectar con un terminal HMI de la compañía. Las columnas de señalización muestran de manera visible y audible los estados de una máquina o instalación.

Montadas sobre un panel de control o encima de la misma máquina, sus señales pueden ser fácilmente reconocidas a distancia de manera sencilla y fiable.

Tiene la capacidad de comunicarse con los paneles avanzados (HMI) de la compañía a través del puerto USB. Tan solo es necesario configurarla a través del software Vijeo Designer. Fácil de instalar, con una conexión y configuración simple a través de un solo cable que cuenta con puerto USB, se caracteriza por su señal configurable, con una mayor flexibilización de los patrones de colores para una señalización más sofisticada. Estos colores y su configuración pueden modificarse tras la instalación. XVGU consta de tres niveles de led multicolor y elemento sonoro que dispone de dos tonos con tres niveles de volumen configurables. Además, cabe la posibilidad de memorizar hasta un total de 9 configuraciones. www.schneider-electric.com

Nuevo controlador de seguridad

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 Con independencia de si se emplea CANopen, Profibus-DP, DeviceNet, EtherNet IP, Ethernet TCP/IP, ModbusTCP o ProfiNet I/O, el nuevo controlador de seguridad FlexiSoft de Sick Optic puede integrarse en las redes más comunes y permite diseñar soluciones de sistema seguras con simplicidad y flexibilidad gracias a su escalabilidad.

El módulo base del controlador de seguridad es la CPU. La configuración se efectúa a través de un interfaz muy fácil de usar en el software de configuración gratuito y en castellano. Una sencilla operación de arrastrar y soltar basta para que los sensores y actuadores necesarios se conecten y configuren de acuerdo con el módulo FlexiSoft elegido previamente. El Editor Lógico ofrece diversos bloques de función con los que es posible crear y ver con total transparencia hasta los enlaces más complejos. Toda la configuración se guarda en un conector de sistema independiente que va conectado al módulo principal del controlador como si fuera un bloque de terminales enchufable. Debido a que la alimentación también se suministra a través de dicho conector, la sustitución del dispositivo en caso necesario requeriría un trabajo de conexión mínimo, lo que garantiza la plena disponibilidad del sistema.

La CPU de FlexiSoft, también disponible opcionalmente con dos interfaces EFI (EnhancedFunction Interface), ha sido diseñada para conectar hasta doce módulos FlexiSoft, por lo que el límite del sistema queda establecido en 96 entradas y 48 salidas. La ampliación del número de E/S de FlexiSoft da lugar a soluciones de seguridad personalizadas. Los módulos reciben alimentación y están conectados al bus de datos del controlador por medio del bus de módulos integrado, que no necesita backplain. www.sick.com

Unidad de control mecatrónica con maestro de IO-Link  La unidad de control mecatrónica CECC desarrollada por Festo esta pensada para aplicaciones de automatización a pequeña escala con E/S limitadas. De pequeñas dimensiones, puede manejar diferentes tareas eléctricas y neumáticas de automatización. Se trata de una solución compacta con características como IO-Link master, CoDeSys V3 y CANopen master. Puede integrarse fácilmente en los sistemas de mayor nivel como Profinet, EthernetIP y Modbus TCP. Ofrece una interfaz de datos casi ilimitada, lo que permite el diagnóstico hasta el punto de conexión de la I/O para facilitar la resolución de problemas. El sistema flexible para transmitir valores evita tener que convertir la señal y reduce la complejidad de la electrónica referente a su digitalización. Festo ofrece terminales de válvulas preparados para instalar mediante la interfaz de IO-Link. En los próximos meses se añadirán a la gama otros sensores y actuadores para este tipo de conexión. Los dispositivos de terceros que se ajusten a la normativa IO-Link (IEC 61131-9), por supuesto, también podrán ser actuados. www.festo.com

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