En los proyectos de trazabilidad industrial, la atención suele centrarse en la identificación de la pieza: qué código utilizar, qué tecnología de marcado emplear y cómo garantizar su legibilidad. Sin embargo, hay otro elemento igual de importante y mucho menos visible: la red de comunicación que permite intercambiar la información entre los distintos equipos de la instalación.
Una identificación correctamente aplicada no garantiza por si sola la trazabilidad. La información asociada a cada pieza debe circular entre los sistemas de marcado, PLC, sensores, estaciones de control, HMI y plataformas de gestión. Cuando esa comunicación falla, el seguimiento de la producción queda incompleto, aunque el código marcado sea perfectamente legible.
¿Cómo afecta la red industrial a la trazabilidad?
En una línea automatizada, cada equipo genera, recibe o procesa información. El PLC puede asignar una referencia, una estación de marcado puede aplicarla sobre la pieza y otros sistemas pueden comprobar su paso por diferentes fases del proceso.
Para que esta secuencia funcione, los datos deben llegar al equipo adecuado, en el momento correcto y sin interrupciones.
Una red industrial inestable puede provocar situaciones como:
- Registros de producción incompletos.
- Piezas físicas sin información asociada en el sistema.
- Datos que no llegan al software de supervisión o al ERP.
- Desajustes entre el identificador marcado y la orden de fabricación.
- Lotes cuya trazabilidad solo puede reconstruirse de forma manual.
El problema es que estos fallos no siempre se identifican como una incidencia de red. En muchas ocasiones se interpretan como errores de lectura, fallos del sistema de marcado o pérdidas de información en el software, cuando el origen se encuentra realmente en la comunicación entre los equipos.
Con el paso del tiempo muchas redes industriales se amplían progresivamente a medida que se incorporan nuevas máquinas, sensores, estaciones de control o sistemas de identificación.Por lo que una instalación que inicialmente conectaba pocos equipos puede acabar gestionando una cantidad de datos y dispositivos muy superior a la prevista en su diseño original, por lo que todo esto puede generar:
- Falta de puertos disponibles.
- Equipos conectados mediante ampliaciones provisionales.
- Puntos únicos de fallo.
- Dificultades para localizar una avería.
- Tramos de red que concentran demasiadas comunicaciones.
- Infraestructuras que ya no responden a las necesidades actuales de producción.
Por este motivo, una estrategia de red industrial para trazabilidad no debe limitarse a conectar dispositivos. También debe tener en cuenta el número de equipos, el tipo de señales, la capacidad de ampliación y las condiciones ambientales de la planta.
¿Qué función cumple un switch industrial?
El switch industrial actúa como punto de conexión entre los diferentes equipos de la red. A través de él pueden comunicarse PLC, HMI, sistemas de E/S, estaciones de marcado y otros dispositivos de automatización.
Para instalaciones sencillas, un switch no gestionado como el SCALANCE XB008 permite ampliar el número de conexiones Ethernet de forma directa y utilizar hasta ocho puertos RJ45.
Al seleccionar un switch industrial conviene valorar:
- Número de puertos necesarios.
- Posibles ampliaciones futuras.
- Condiciones de temperatura, polvo o vibraciones.
- Tipo de red utilizada.
- Necesidad de diagnóstico o gestión avanzada.
- Importancia de la comunicación dentro del proceso.
No todas las aplicaciones requieren el mismo nivel de prestaciones. Una estación independiente puede funcionar con una arquitectura sencilla, mientras que una línea con múltiples equipos y comunicaciones críticas puede necesitar soluciones con mayor capacidad de diagnóstico, segmentación y redundancia.
El papel del PLC y de las señales de proceso
La trazabilidad no depende únicamente de transportar información por la red. También es necesario recoger correctamente las señales generadas durante la producción.
Un PLC como el SIMATIC S7-1200 puede centralizar la lógica del proceso y relacionar la información de cada pieza con variables como:
- Orden de fabricación.
- Fecha y hora.
- Estado de la máquina.
- Resultado de una inspección.
- Valores de proceso.
- Número de lote o referencia.
- Confirmación de marcado.
Los módulos de ampliación permiten adaptar el controlador a las señales disponibles en la instalación. Por ejemplo, el SIMATIC S7-1200 SM 1231 AI permite incorporar entradas analógicas para recoger valores procedentes de determinados sensores o instrumentos.
Cuando los puntos de entrada y salida se encuentran alejados del cuadro principal, una solución de periferia distribuida como SIMATIC ET 200eco PN permite instalar módulos de E/S cerca de la máquina y comunicarlos mediante PROFINET.
De este modo, la información generada en distintos puntos de la línea puede integrarse en la lógica de control sin concentrar todo el cableado en una única ubicación.
Módulos de comunicación para integrar diferentes equipos
No todos los dispositivos de una planta utilizan necesariamente el mismo protocolo o la misma arquitectura de comunicación.
Los módulos de comunicación permiten ampliar las posibilidades del PLC e integrar equipos que necesitan intercambiar datos con el sistema de control.
Su elección dependerá de aspectos como:
- El protocolo utilizado.
- El tipo de controlador.
- La cantidad de datos que debe intercambiarse.
- La frecuencia de comunicación.
- La compatibilidad entre equipos.
- La arquitectura general de la instalación.
Esta capa resulta especialmente importante cuando la línea incorpora progresivamente nuevos dispositivos y es necesario mantener una comunicación estable entre sistemas de diferentes generaciones.
Una estrategia de trazabilidad sólida necesita conectar la información digital con la identificación física de la pieza.
La infraestructura de automatización y comunicación permite transportar los datos entre PLC, sistemas de E/S, estaciones de control y plataformas de gestión. Equipos Siemens como switches industriales, controladores, módulos de ampliación y sistemas de periferia distribuida pueden formar parte de esta arquitectura.
Por otro lado, los sistemas de marcado industrial Telesis permiten aplicar sobre la pieza una identificación permanente mediante tecnologías como el marcado láser o la micropercusión.
Ambas capas cumplen funciones diferentes:
- La red industrial transporta y relaciona la información.
- El sistema de marcado aplica físicamente el identificador sobre la pieza.
No se trata necesariamente de una solución conjunta entre fabricantes, sino de tecnologías que pueden convivir dentro de una arquitectura de trazabilidad correctamente diseñada.
Si la identificación física falla, la pieza puede dejar de reconocerse. Si la comunicación falla, el identificador puede quedar desconectado de los datos de producción. En ambos casos, la trazabilidad se rompe.
Una red industrial correctamente dimensionada permite que la información llegue donde se necesita y contribuye a mantener la continuidad del proceso productivo.
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