29 abril 2008

Tecnologías inalámbricas en entornos industriales


Ya hemos abordado en el blog las comunicaciones inalámbricas, y con seguridad seguiremos profundizando en esta materia. El motivo no es otro que el nuevo campo que acaba de abrirse a la mejora del control industrial, y las enormes repercusiones que ello tiene en la productividad industrial. En efecto, la mayoría de las compañías disponen de networks basados en docenas de protocolos propios, o más recientemente Ethernet. En un entorno industrial, ya sea en fabricación, control de procesos, transporte, o automatización de edificios, el sistema utilizado es una network en bucle abierto o cerrado. Los sensores distribuidos por la planta nos aportarán información sobre el estado físico de los procesos. Las señales de control inician o controlan las variables del sistema. Pero la automatización de una factoría normalmente implica el tendido de cientos de cables, con el consiguiente coste y aumento de las probabilidades de fallo. Gracias a la disminución en los precios, la tecnología inalámbrica, wireless networking, es más viable que nunca, y pueden ofrecer prestaciones hasta hace poco tiempo inimaginables en los sistemas de control. En primer lugar, vamos a definir las características que hacen particular a una network industrial:
  • La network industrial difiere de la network de área local Ethernet típica de una oficina (LANs), entre otras cosas porque los ambientes fabriles son mucho más agresivos, y las instalaciones suelen encontrarse en lugares remotos, o en el exterior, sometidas a condiciones climáticas adversas, temperaturas extremas, vibraciones, agresiones químicas, etc.
  • En segundo lugar, las networks industriales tienen usualmente una misión crítica. Se depende del sistema para la operación de todos los equipos y no puede tolerarse ningún tipo de fallo o parada. Si bien una LAN de oficina puede caerse, demorarse en la entrega de un e-mail o buscar en internet, un fallo en una red industrial puede para una línea de producción, generando una pérdida económica o incluso condiciones de crisis. La fiabilidad del sistema debe por lo tanto ser máxima.
  • Además, una network industrial está sometida a ruido, mucho más que una LAN de oficina. El ruido, en términos electromagnéticos, proviene de líneas de alta tensión, las maniobras de motores, relés, y solenoides, interrupciones de energía eléctrica; y varias fuentes inalámbricas. Las networks que están sometidas a fuentes de ruido necesitan protección e inmunidad superior a la standard.
  • Las operaciones industriales se caracterizan en muchas ocasiones en que pueden ser determinísticas (un algoritmo determinístico es un algoritmo que, en términos informales, es completamente predictivo si se conocen las entradas al mismo. Dicho de otra forma, si se conocen las entradas del algoritmo siempre producirá la misma salida, y la máquina interna pasará por la misma secuencia de estados), donde el momento en el que se producen varias operaciones es crítico. También pueden tener importantes connotaciones la seguridad.
Por todos estos motivos, las redes inalámbricas ganan puntos en cuanto a su selección, ya que además hay diversas tecnologías disponibles. Especialmente en redes nuevas, el elemento diferenciador más destacable es el coste, ya que el tendido de nuevos cables es caro, especialmente debido al fuerte incremento en el precio del cobre. La experiencia ha demostrado que el punto débil de cualquier instalación cableada son los conectores, y son muchos los necesarios para instalar una network por cables. Se evita consecuentemente uno de los costes más significativos de la instalación, el de los electricistas. A pesar del coste de los equipos inalámbricos, también ahorramos dinero en gastos laborales, ya que el tiempo de instalación es extremadamente corto. Otro coste a tener en cuenta en cualquier proyecto es el de mantenimiento, que suele ser caro pues requiere intervención de personal especializado, que a menudo debe desplazarse largas distancias. Ya que no hay cableado, en los sistemas inalámbricos no hay nada que mantener, excepto los transductores inalámbricos. También es interesante mencionar que un problema de los antiguos sistemas inalámbricos era el rango, pero hoy se ha minimizado mucho con las tecnologías más recientes, tales como mesh networks. Asimismo, ya que la mayoría de los sistemas inalámbricos requieren line-of-sight (LOS) (la radiación electromagnética se desplaza en línea recta, por lo cual los obstáculos pueden plantear problemas para el desplazamiento de la señal). Por último, la seguridad debe también tenerse en cuenta, pero las últimas tecnologías incorporan encriptación y otras medidas de seguridad, minimizando por tanto el problema. Por todo ello, recomendamos que especialmente en nuevas instalaciones se tome en consideración a las redes inalámbricas, aunque estudiando con cuidado el entorno donde van a instalarse.
Publicar un comentario