Product Overview

Gefran, en colaboración con 40Factory, ha lanzado MAX, la nueva solución de IoT Industrial dedicada a los fabricantes de maquinaria y empresas manufactureras.
MAX es una solución basada en un conjunto de microservicios Docker que cubren todos los aspectos de la cadena de datos. Desde la adquisición de datos de los PLC (capa de datos) hasta la visualización de los resultados analíticos en la web (capa web).
En el nivel de “capa de datos”, los principales servicios incluyen la adquisición de datos del PLC, la agregación y el almacenamiento de datos, la transmisión a la nube, la detección de anomalías y la escritura de datos en el PLC.
En el nivel de la “capa web”, los principales servicios incluyen la autenticación de usuarios, la gestión de datos, la creación de alertas basadas en reglas, el análisis de imágenes y la transmisión de datos al front-end (es decir, la interfaz de visualización).
Estos microservicios constituyen la base de todos los módulos principales de MAX, así como de las funciones adicionales.
Además, a partir del gestor de datos implementado en la capa web, es posible exponer APIs (interfaces de programación de aplicaciones) para integrar datos de MAX en aplicaciones de terceros.

Arquitecturas de sistemas MAX

Las arquitecturas de los sistemas MAX se distinguen principalmente por cómo se gestionan la creación y la visualización de los paneles de control.
Cuando la creación y la visualización del panel de control se gestionan de forma totalmente local, se habla de arquitectura de borde.
– la arquitectura más sencilla consiste en un único dispositivo edge, que implementa todos los servicios localmente, sin conectarse a la nube; la visualización tiene lugar a través del panel de la máquina o del PC local
– Una evolución de la arquitectura anterior implica una conexión a la nube, permitiendo la instalación de dockers en el dispositivo edge a través del servicio Portainer gestionado por el Centro de Control MAX
– Otra generalización de la arquitectura edge implica la instalación de múltiples dispositivos edge (por ejemplo, uno por máquina; las funciones de autenticación, historización, back-end y front-end pueden centralizarse en un único dispositivo a nivel de planta.
Las arquitecturas Edge son especialmente adecuadas para aplicaciones de misión crítica y grandes volúmenes de intercambio de datos. Por otro lado, requieren más hardware a nivel local y son un poco más complejas de configurar.
Hablamos de arquitectura híbrida con componente en la nube cuando la creación y visualización de paneles de control se realiza a nivel web. Los datos se recogen de uno o varios dispositivos edge y se transfieren a la nube.
Siempre hay dos capas en la nube: una propiedad del cliente, donde se almacenan los datos, y otra gestionada por 40Factory en nombre de Gefran, donde se implementan los módulos MAX. De este modo, los datos permanecen siempre bajo el control del cliente, mientras que la gestión de las aplicaciones MAX está centralizada, lo que garantiza la máxima disponibilidad y una actualización continua. Dado que ambas capas se implementan en Microsoft Azure, la comunicación entre nube y nube es rápida y fácil de configurar.
El modo de acceso a la nube es especialmente adecuado para parques de máquinas distribuidos geográficamente y permite reducir la infraestructura de hardware implantada en la planta.

Integración de MAX con G-Mation

La plataforma G-Mation es especialmente adecuada para la implantación de MAX tanto en modo full edge como en modo híbrido.
En primer lugar, la arquitectura docker permite que las aplicaciones MAX dockerizadas se implementen y actualicen fácilmente, incluso en máquinas que ya están en funcionamiento.
Además, la arquitectura de servidor web de G-Mation, gracias a la tecnología NGINX, permite gestionar backends adicionales, además del integrado en el PLC para el control y la configuración de la máquina.
En particular, el backend contenido en los contenedores Docker de MAX permite invocar la aplicación y sus módulos directamente en el panel del operador de G-Mation, basado en tecnología web.
Es tan sencillo como abrir una nueva ventana en el navegador de su ordenador personal.
Otra de las principales ventajas de la integración de MAX con G-Mation es el acceso directo a los datos del PLC: se ha creado un docker “recolector de datos” que mapea directamente las variables del PLC a la base de datos interna de MAX, aumentando la velocidad de acceso a los datos y eliminando la necesidad de programar la comunicación en protocolos externos al PLC.
En cuanto a la implementación híbrida con acceso a la nube, la disponibilidad de una VPN dockerizada directamente en el PLC G-Mation le permite llegar a la plataforma en la nube MAX de forma segura, sin tener que pasar por pasarelas adicionales.
Para una implementación completa de edge, los 8 GB de memoria y la arquitectura multinúcleo de la CPU permiten implementar localmente muchas funciones MAX sin ralentizar en absoluto el control de la máquina.

Uso de un único dispositivo edge para gestionar varias máquinas

En algunas disposiciones de líneas de producción, puede ser útil establecer un único dispositivo edge para gestionar varias máquinas.
Este dispositivo edge puede implementarse con un PLC a bordo de una de las máquinas, o como un PC industrial independiente.
En esta configuración, deben establecerse flujos de comunicación entre todas las máquinas y el dispositivo edge.
En concreto, los dispositivos edge de MAX interactúan con los PLC mediante un conjunto de protocolos de automatización estándar. Estos protocolos, entre los que se incluyen Modbus, OPC Unified Architecture (OPC UA) y EtherNet/IP, están diseñados para garantizar un intercambio de datos fluido entre diferentes plataformas de hardware y software.
La base de la comunicación entre los dispositivos edge de MAX y los PLC es predominantemente unidireccional. Este enfoque se centra principalmente en la lectura de datos de los PLC a los dispositivos edge de MAX. La importancia de la comunicación de sólo lectura radica en su capacidad para minimizar el riesgo de interrupciones involuntarias de las operaciones del PLC.
También hay escenarios de aplicación que requieren que los dispositivos edge de MAX establezcan una comunicación bidireccional con los PLC. Una aplicación fundamental de la comunicación bidireccional es la gestión de órdenes de fabricación. Este tipo de comunicación bidireccional sólo se realiza si el módulo ejecutor de trabajos está configurado en la configuración MAX.

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