En el mundo de la automatización todo tiene un motivo, es ilógico pensar en que se realice alguna actividad que no tenga una relación (por más mínima que ésta pueda ser) con otra de su mismo nivel o de niveles superiores o inferiores. Esto se debe al concepto de la pirámide de automatización que consiste en una representación gráfica e integral de un entorno industrial.
Este concepto nos remite a 1973 pues fue en este año cuando el Dr. Joseph Harrington publicó los conceptos de su libro titulado "Computer Integrated Manufacturing" (Manufactura integrada por computadora) donde se proponía la idea de crear una empresa manufacturera manejada por computadoras, las cuales estaban en pleno auge por el constante desarrollo teórico y práctico en materia de hardware y software. Sin embargo, fue hasta 1984 cuando la Computer and Automated Systems Association (Asociación de Sistemas Automáticos y Computadoras - CASA) empezó a promover esta idea, dando paso al desarrollo de nuevos conceptos.
La primera conceptualización se dividía en dos pirámides, una para la parte subordinada que consistía en los niveles campo, automatización e interfaz hombre-máquina; la segunda pirámide (conocida como CIM) se enfocaba en niveles superiores que incluían cuestiones administrativas y de gestión. A pesar de que éste nombre aún se suele usar, la técnicas actuales de integración han ampliado su definición.
La típica representación de la pirámide actual es la siguiente, donde sobra decir que todos los niveles están relacionados y comunicados a través de estándares propios de cada uno:
Podemos observar que en la versión actual coexisten los conceptos originales de las dos pirámides teorizadas en el origen. Es importante definir en qué consiste cada nivel pues esto nos permite comprender cómo interactúan en conjunto.
- Nivel 1, campo: aquí encontramos dispositivos físicos del proceso, los cuales realizan el trabajo delegado o programado por los niveles superiores.
- Nivel 2, control: aparecen ordenadores de grado industrial como los PLCs (Controladores Lógicos Programables) o PACs (Controladores Automáticos Programables), HMIs (Interfaces Hombre-Máquina), DCS (Sistemas de Control Distribuido), PIDs (control Proporcional-Integral-Derivativo aplicado a lazos de control) o PC para poder visualizar y operar los procesos.
- Nivel 3, supervisión: se compone de sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition, es decir, Supervisión, Control y Adquisición de Datos) que realizan la recolección de información de cada sensor de campo, la cual es enviada a una computadora central que realizará su procesamiento e indicará al nivel de control las tareas que deberán realizar los actuadores del nivel inferior.
- Nivel 4, planificación: los sistemas de ejecución de manufactura (Manufacturing Execution Systems - MES) son aquellos que permiten llevar a cabo las operaciones de gestión y monitoreo de un proceso. Engloban operaciones productivas, logísticas, de mantenimiento, de calidad y de seguridad; además de estar diseñados específicamente para cada empresa pues dependen de sus actividades.
- Nivel 5, gestión: un sistema de planificación de recursos empresariales (Enterprise Resource Planning - ERP) es quien lleva la mayor responsabilidad en una empresa pues depende de éste cualquier operación a realizar, esto se refleja hasta el nivel de campo.
A pesar de que este modelo tiene una estructura muy solida que representa adecuadamente la integridad de un proceso completo, la llega de nuevas tecnologías como el protocolo Ethernet, el almacenamiento en la nube y, en general, todo el concepto de Industria 4.0; permite teorizar sobre un nuevos modelos que permita describir el alcance de una empresa, uno de ellos es el "pilar de automatización", concepto que revisaremos más adelante.
-AHN.
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