Arquitectura Inteligente CPPS Integrada en el Uso de la Norma IEC-61499, con Bloque de Funciones Altamente Adaptables en la Industria 4.0

Today, we are experiencing what it is being labelled as the Fourth Industrial Revolution (Industry 4.0) in terms of automation and control systems of cyber - physical production environments. These systems not only allow access to many innovative features based on network connections, but they also provide access to the world of the Internet of Things (IoT).  It is in this context that IoT changes the ways to link new technologies in order to obtain more efficient, intelligent, flexible and adaptable production systems; thus becoming an interdependence of the product itself that the companies wish to commercialize. Cyber- Physical Production Systems (CPPS) have the advantages of granular communications, common electric bandwidth for all users regardless of data speeds, compatibility in connection with free or guided space communication links and with the major compatibility with intensity modulation. IEC 61499 is generally based on a generic architecture, with specific software requirements, development rules that allow for portability and device configuration.Keywords: IoT, configuration, communication, CPPS, Industry 4.0, smart

Desarrollo de un sistema distribuido bajo la norma IEC-61499 para control de robot Kuka Modelo Youbot.

El presente trabajo investigativo tuvo como finalidad el empleo del estándar IEC-61499 para el desarrollo de un sistema de control distribuido para el control de un robot Kuka modelo YouBot. Este estándar consiste en una arquitectura de referencia para el desarrollo de aplicaciones de control con lógica descentralizada. Está basada en bloques funcionales (FBs) que se definen como la unidad estructural básica de los modelos, tiene un alto nivel de versatilidad para el diseño de sistemas, ya que permite combinar software independiente del hardware utilizado. Para modelar el sistema se utilizó el software 4DIAC-IDE y se crearon bloques funcionales (FBs) para el control de la plataforma omnidireccional, el brazo robótico y el gripper de agarre que en conjunto conforman el robot; posteriormente con la ayuda del programa PuTTy se implementó de manera remota el runtime FORTE el cual fue ejecutado en una PC que se encuentra a bordo del robot Kuka YouBot. Se evidenció en los resultados que la programación mediante FBs ha hecho que estos sean vistos como una herramienta efectiva para la automatización de sistemas flexibles y reconfigurables, obteniendo una efectividad del 98,89% de aciertos en las pruebas estipuladas. Se concluye que el estándar permite controlar el algoritmo mediante eventos, ya que tiene una conexión entre la ejecución del flujo de eventos y flujo de datos, de esta manera se puede establecer prioridades en el orden de ejecución de los bloques funcionales, con lo cual se probó el funcionamiento y las prestaciones que ofrecen este nuevo método de programación y las últimas versiones de software basadas en él disponibles actualmente.The present research work has as a purpose the use of the IEC-61499 standard for the development of a distributed control system for the control of a Kuka model Youbot robot. This standard consists of a reference architecture for the development of control applications with decentralized logic. It is based on functional blocks (FBs) that are defined as the basic structural unit of these models, they have a high level of versatility for the design of systems, since it allows to combine software independent of the hardware used. To model the system, the software was used 4DIAC-IDE and functional blocks (FBs) were created for the control of the omnidirectional platform, the robotic arm and the gripping gripper that together make up the robot, later with the help of the PuttY program the FORTE runtime was remotely implemented. Which was executed on a PC that is on board the robot Kuka YouBot. It was evidenced in the results that the programming by means of FBs has made that these are seen as an effective tool for the automation of flexible and reconfigurable systems, obtaining an effectiveness of 98.89% of correctness in the stipulated tests. It is concluded that the standard allows to control the algorithm through events, since it has a connection between the execution of the flow of events and data flow, in this way you can establish priorities in the order of execution of the functional blocks, which proved the operation and the features that offer This new programming method and the latest software versions based on the currently available

Desarrollo de un sistema distribuido bajo la norma IEC-61499 para control de robot Kuka Modelo Youbot.

El presente trabajo investigativo tuvo como finalidad el empleo del estándar IEC-61499 para el desarrollo de un sistema de control distribuido para el control de un robot Kuka modelo YouBot. Este estándar consiste en una arquitectura de referencia para el desarrollo de aplicaciones de control con lógica descentralizada. Está basada en bloques funcionales (FBs) que se definen como la unidad estructural básica de los modelos, tiene un alto nivel de versatilidad para el diseño de sistemas, ya que permite combinar software independiente del hardware utilizado. Para modelar el sistema se utilizó el software 4DIAC-IDE y se crearon bloques funcionales (FBs) para el control de la plataforma omnidireccional, el brazo robótico y el gripper de agarre que en conjunto conforman el robot; posteriormente con la ayuda del programa PuTTy se implementó de manera remota el runtime FORTE el cual fue ejecutado en una PC que se encuentra a bordo del robot Kuka YouBot. Se evidenció en los resultados que la programación mediante FBs ha hecho que estos sean vistos como una herramienta efectiva para la automatización de sistemas flexibles y reconfigurables, obteniendo una efectividad del 98,89% de aciertos en las pruebas estipuladas. Se concluye que el estándar permite controlar el algoritmo mediante eventos, ya que tiene una conexión entre la ejecución del flujo de eventos y flujo de datos, de esta manera se puede establecer prioridades en el orden de ejecución de los bloques funcionales, con lo cual se probó el funcionamiento y las prestaciones que ofrecen este nuevo método de programación y las últimas versiones de software basadas en él disponibles actualmente.The present research work has as a purpose the use of the IEC-61499 standard for the development of a distributed control system for the control of a Kuka model Youbot robot. This standard consists of a reference architecture for the development of control applications with decentralized logic. It is based on functional blocks (FBs) that are defined as the basic structural unit of these models, they have a high level of versatility for the design of systems, since it allows to combine software independent of the hardware used. To model the system, the software was used 4DIAC-IDE and functional blocks (FBs) were created for the control of the omnidirectional platform, the robotic arm and the gripping gripper that together make up the robot, later with the help of the PuttY program the FORTE runtime was remotely implemented. Which was executed on a PC that is on board the robot Kuka YouBot. It was evidenced in the results that the programming by means of FBs has made that these are seen as an effective tool for the automation of flexible and reconfigurable systems, obtaining an effectiveness of 98.89% of correctness in the stipulated tests. It is concluded that the standard allows to control the algorithm through events, since it has a connection between the execution of the flow of events and data flow, in this way you can establish priorities in the order of execution of the functional blocks, which proved the operation and the features that offer This new programming method and the latest software versions based on the currently available

Metodologías para el diseño de sistemas de control distribuido bajo el estándar IEC 61499 aplicados al control de procesos

167 p.Es evidente que en los próximos años gran parte de las tecnologías recogidas bajo el marco de la denominada Industria 4.0 tendrá un profundo impacto en todas las empresas y, entre ellas, las relacionadas con la explotación y producción de petróleo y gas. Sin embargo, la apresurada adopción de tecnologías de la información sin un conocimiento adecuado de las mismas y su aplicación a los diferentes aspectos de los sistemas de control de planta, sistema de planificación de recursos empresariales (Enterprise Resource Planning ¿ ERP) y sistemas orientados a la ejecución de la fabricación (Manufacturing Execution Systems ¿ MES) puede derivar en que las compañías de petróleo y gas automaticen sus sistemas industriales con un injustificado alto coste, de manera potencialmente peligrosa y propensa a errores. La automatización de bajo coste promueve arquitecturas de referencia rentables y nuevos enfoques de desarrollo para aumentar la flexibilidad y la eficiencia de las opera-ciones de producción en una planta industrial. Esto ha llevado a la adopción por parte este tipo de empresas de estándares de redes industriales para las comunicaciones a todos los niveles. En este sentido, OPC UA, además de permitir adherirse a las empresas a la iniciativa de la Industria 4.0, proporciona acceso local y remoto a la información de planta, facilitando un mecanismo reconocido de integración tanto horizontal como vertical de manera correcta, segura y eficiente. El objetivo principal de esta tesis doctoral es presentar una arquitectura abierta para la integración vertical basada en sistemas ciber-físicos de producción, configurados bajo la norma IEC 61499 y usando OPC UA, apta para su utilización en la fabricación flexible en la industria de petróleo y ga

Implementación y evaluación de algoritmos de control basados en eventos en el estándar de programación de control distribuido IEC-61499

Treball Final de Màster Universitari en Enginyeria Industrial. Codi: SJA020. Curs acadèmic: 2016/201

Modelos de información en los sistemas de control para sistemas de producción automatizados acorde con la Metodología MeiA. 4.0

[ES]Debido al desarrollo e innovación de las nuevas tecnologías, se han producido avances significativos en la automatización de procesos industriales permitiendo a las compañías implementar Sistemas de Producción Automatizados (SPa) más eficientes. En consonancia con la complejidad en el desarrollo de los sistemas de control, también han evolucionado los PLC ofreciendo especialmente más posibilidades para comunicarse; facilitando el intercambio de datos, el control distribuido y la flexibilidad para conectar dispositivos o máquinas de diferentes fabricantes en la misma instalación. Por lo que debido a la complejidad creciente se demandan metodologías para el desarrollo del software de control que se rigen bajo el estándar IEC-61131-3. En el presente trabajo se utiliza la metodología MeiA 4.0, para desarrollar el software de control de una maqueta de FESTO. Se ha seguido el ciclo de desarrollo de software en V para crear un componente MeiA del sistema de control. El objetivo principal de este proyecto es validar la idoneidad de los modelos de información del componente. En concreto en el sistema a automatizar, el Modelo del Sistema de Control (MSC) contiene la información de la parte de mando, y el Modelo Físico contiene la información de la parte operativa. Además, se ha experimentado un nuevo proceso sistemático de pruebas del sistema de control.[EN]Due to the development and innovation of new technologies, there have been significant advances in the automation of industrial processes allowing companies to implement more efficient Automated Production Systems (aPS). In line with the complexity in the development of control systems, PLCs have also evolved offering especially more possibilities to communicate; facilitating data exchange, distributed control and the flexibility to connect devices or machines from different manufacturers in the same installation. Due to the increasing complexity, methodologies for the development of control software are demanded, which are governed by the IEC-61131-3 standard. In this work, the MeiA 4.0 methodology is used to develop the control software for a FESTO model. The V software development cycle has been followed to create a MeiA component of the control system. The main objective of this project is to validate the suitability of the component's information models. Specifically in the system to be automated, the Control System Model (MSC) contains the information of the command part, and the Physical Model contains the information of the operational part. In addition, a new systematic testing process of the control system has been tested.[EU]Teknologia berrien garapenari eta berrikuntzari esker, aurrerapen nabarmenak egin dira industria-prozesuen automatizazioan, eta, horri esker, enpresek produkzio-sistema automatizatu (PSa) eraginkorragoak inplementatu ahal izan dituzte. Kontrol-sistemen garapenaren konplexutasunarekin bat etorriz, PLCek ere eboluzionatu dute, komunikatzeko aukera gehiago eskainiz bereziki; datu-trukea, kontrol banatua eta instalazio berean hainbat fabrikatzaileren gailuak edo makinak konektatzeko malgutasuna erraztuz. Horregatik, gero eta konplexuagoa denez, kontrol-softwarea garatzeko metodologiak eskatzen dira, IEC-61131-3 estandarraren pean. Lan honetan, MeiA 4.0 metodologia erabiltzen da, FESTO maketa bat kontrolatzeko softwarea garatzeko. V softwarearen garapen-zikloa jarraituz, kontrol-sistemaren MeiA motako osagai bat sortzeko. Proiektu honen helburu nagusia osagaiaren informazio-ereduen egokitasuna baliozkotzea da. Zehazki, automatizatu beharreko sisteman, Kontrol Sistemaren Ereduak (MSC) aginte-zatiaren informazioa jasotzen du, eta Eredu Fisikoak zati operatiboaren informazioa jasotzen du. Gainera, kontrol-sistemaren proben prozesu sistematiko berria esperimentatu da

Programación con IEC 61499 para célula de fabricación flexible

En este trabajo se ha automatizado una célula de fabricación flexible gracias a un nuevo software de la empresa Schneider Electric, EAE, que hace uso de la nueva normativa IEC 61499, la cual sustituye a la antigua norma IEC 61131. La idea surge de la ambición por crear un gemelo digital de dicha célula de forma que para llegar a tal punto en el desarrollo es necesario la utilización de un programa de automatización que en el futuro permita la interconexión entre la planta y el gemelo y por lo tanto ese es el enfoque de este proyecto, el cual además será la base de otros en el futuro.In this project a flexible fabrication cell has been automated thanks to the new software of the company Schneider Electric, EAE, that makes use of the new IEC 61499 normative which comes to substitute the old IEC 61131. The idea of automating the cell arises from the ambition of creating a digital twin of it and in order to achieve that it is required to make use of an automation program that in the future allows the plant and the twin to be interconnected and that is the reason of the approach of this project which will be as well the base of other ones in the future.Universidad de Sevilla. Máster en Ingeniería Electrónica, Robótica y Automátic

Automatización de una célula de fabricación con sistema de transferencia de palets y robot antropomórfico para uso docente

Treball final de Màster Universitari en Enginyeria Industrial. Codi: SJA020. Curs acadèmic: 2020/2021El objetivo del TFM es integrar el funcionamiento de los elementos de una célula de fabricación formada por un sistema de transferencia de palets y un brazo robot. El sistema de transferencia de palets está formado por varias cintas transportadoras controladas mediante distintos sensores y actuadores que permiten el desplazamiento controlado de 8 palets capaces de soportar piezas de hasta 25 kg. Por otro lado, el brazo robot es de tipo antropomórfico de 6 grados de libertad y está dotado de un sistema automático de cambio de elemento terminal. Se sitúa junto a una de las cintas transportadoras y permite realizar ciertas acciones sobre las piezas situadas en esta cinta. Actualmente se pueden utilizar ambos equipos de forma individual, pero no de forma conjunta. En el transcurso de este TFM se pretende implementar diversas secuencias automáticas de funcionamiento del sistema de fabricación integrado. El principal objetivo del proyecto es conseguir el funcionamiento automatizado del conjunto formado por el sistema de transferencia de palets y el robot

Aplicación del framework UNICOS-CERN en la implantación de las capas de supervisión y control de una planta de laboratorio

Este proyecto está basado en la elaboración de una solución, tanto para el control, como para la supervisión de una planta de presión, que será generada automáticamente a través de las herramientas proporcionadas por el framewwork UNICOS. Para profundizar más en este tema, se debe hacer referencia a diversos temas relacionados con la automatización de procesos y la capacidad que tiene UNICOS en este marco.Departamento de Ingeniería de Sistemas y AutomáticaIngeniero Técnico Industrial, Especialidad en Electrónica Industria

Metodología y herramientas para la simulación en Matlab/Simulink de sistemas de control basados en la norma IEC-61499

Treball Final de Grau en Enginyeria Elèctrica. Codi: EE1045. Curs acadèmic: 2016/201