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El software de código abierto se une a la automatización industrial

A medida que más proveedores de tecnología de automatización incorporan herramientas de código abierto, la capacidad para utilizar software de este tipo en proyectos de automatización ya no depende del acceso a conocimientos de software especializado

El software de código abierto se une a la automatización industrial

Por James Koelsch

El fracturamiento hidr√°ulico (o fracking) y la perforaci√≥n horizontal no son las √ļnicas tecnolog√≠as que producen beneficios hoy en d√≠a en los reservorios de petr√≥leo del sur de Texas. Otra tecnolog√≠a es el software de c√≥digo abierto que se ha ido filtrando constantemente en la automatizaci√≥n industrial y que proporciona oportunidades para innovadores como Dan Arbeau, director general de la empresa de integraci√≥n de sistemas netDNA Services.

Arbeau depende de un software de c√≥digo abierto para automatizar las unidades m√≥viles de bombeo montadas en remolques que  New Wave Energy Services con sede en Calgary, construye para la gesti√≥n del agua utilizada en el fracking. Con esta tecnolog√≠a, los t√©cnicos ya no necesitan controlar manualmente los caudales y el nivel del agua almacenada en tanques y pozos, ni requieren tampoco transmitir instrucciones por mensaje de texto u otros medios manuales a los t√©cnicos en el campo que ajustan las bombas. Ahora pueden controlar las bombas directamente desde sus dispositivos m√≥viles.

La tecnolog√≠a de c√≥digo abierto que utiliza Arbeau est√° incorporada en groov EPIC, el controlador industrial programable de borde desarrollado por Opto 22. Arbeau puso uno de estos controladores en las unidades m√≥viles de bombeo para a√Īadir comunicaciones, visualizaci√≥n y seguridad al controlador del grupo electr√≥geno Modbus/TCP utilizado para supervisar las bombas. El controlador groov EPIC y los m√≥dulos de E/S no solo supervisan los niveles de descarga, la succi√≥n y los caudales, sino que tambi√©n env√≠an se√Īales al controlador del grupo electr√≥geno para abrir y cerrar las bombas. Tambi√©n extrae datos como la velocidad de rotaci√≥n de las bombas y la telemetr√≠a asociada del controlador del grupo electr√≥geno. Cada uno de estos controladores recibe los datos de los sensores inal√°mbricos a trav√©s de una puerta de enlace aut√≥noma SignalFire usando Modbus/TCP.

Los controladores groov EPIC publican sus datos en un servidor central utilizando dos tecnologías abiertas incorporadas: la herramienta de programación Node-RED de la Fundación OpenJS y el protocolo de comunicaciones de publicación-suscripción Sparkplug MQTT (transporte de telemetría de colas de mensajes) de Cirrus Link. Como los controladores están conectados a una red celular de área amplia mediante un dispositivo de protocolo de Internet por radio en cada remolque, los técnicos en el campo pueden conectarse a la red desde sus tabletas y operar las bombas a distancia.

La b√ļsqueda de la interoperabilidad

Adem√°s de racionalizar el acceso remoto, el software de c√≥digo abierto tambi√©n est√° desempe√Īando un papel fundamental en la satisfacci√≥n de la demanda de los usuarios de las industrias de procesos de contar con mayor interoperabilidad, intercambiabilidad y portabilidad. De hecho, el inter√©s en los est√°ndares abiertos para el control interoperable y plug-and-play fue la raz√≥n por la que ExxonMobil se acerc√≥ a The Open Group, un consorcio tecnol√≥gico de proveedores neutrales con sede en San Francisco. Como resultado de sus conversaciones, Open Group lanz√≥ el  Foro de Automatizaci√≥n de Procesos Abiertos  a principios de 2017 para proporcionar un entorno en el que los usuarios finales, los integradores de sistemas y los proveedores de automatizaci√≥n colaboraran en estos est√°ndares. Lea m√°s sobre cobertura de Automation World sobre el Foro de Automatizaci√≥n de Procesos Abiertos en http://awgo.to/opaf.

El software de c√≥digo abierto se une a la automatizaci√≥n industrialDan Arbeau, de netDNA, construy√≥ este controlador de bombas inteligente para las unidades m√≥viles de bombeo de New Wave Energy utilizando el procesador groov EPIC de c√≥digo abierto y los m√≥dulos de E/S de Opto 22.Cortes√≠a de Opto 22A trav√©s de este foro, ExxonMobil ha estado investigando c√≥mo podr√≠a beneficiarse de PLCnext, un controlador l√≥gico programable (PLC) de  Phoenix Contact. Inspirado por Raspberry PI y otras comunidades de arquitectura abierta, Phoenix Contact desarroll√≥ este PLC como un dispositivo de c√≥digo abierto. ExxonMobil lo introdujo el a√Īo pasado en su planta piloto de Clinton, N.J., para ofrecer computaci√≥n b√°sica y E/S configurables en el borde.

Además de ser un PLC convencional, PLCnext es también un dispositivo con capacidad para Linux, lo que significa que permite el uso de los lenguajes tradicionales IEC 61131-3, así como de lenguajes de programación como C++, C# y Python. "Nuestro PLC de código abierto puede funcionar en Eclipse, Visual Studio, Matlab, es decir, en cualquier compilador IDE [entorno de desarrollo integrado]", dice Yuri Chamarelli, especialista en comercialización de productos para sistemas de control de Phoenix Contact.

Chamarelli explica que esto significa que ExxonMobil ya no estará restringido a un solo proveedor. La planta piloto ha estado probando el concepto utilizando PLCnext, pero el software basado en Linux creado por el personal de ingeniería de ExxonMobil puede funcionar en cualquier controlador abierto con capacidad para Linux.

ExxonMobil planea comenzar las pruebas de campo con PLCnext este a√Īo introduciendo la implementaci√≥n en sitios de producci√≥n seleccionados.

 

Tres tipos de código abierto

Por muy popular que sea la demanda de una mayor interoperabilidad, esta no es la √ļnica raz√≥n por la que los proveedores de automatizaci√≥n est√°n incorporando m√°s software de c√≥digo abierto en sus productos. Otra gran raz√≥n es la econom√≠a.

El software de c√≥digo abierto se une a la automatizaci√≥n industrialLa tecnolog√≠a de c√≥digo abierto permite que las unidades de bombeo de New Wave Energy, montadas en remolques en lugares remotos, se comuniquen con los t√©cnicos a trav√©s de sus tabletas.Cortes√≠a de Opto 22"En los √ļltimos 20 a√Īos, el entorno inform√°tico ha cambiado dr√°sticamente", explica Michael Risse, director de Mercadeo y vicepresidente de Seeq. Este cambio dram√°tico se ha producido con el tel√≥n de fondo de las comunidades de desarrolladores de software que ponen a disposici√≥n software y bits de c√≥digo en los que han invertido millones de horas de trabajo, desarrollando y haciendo pruebas.

"Los usuarios pueden ensamblar software de estas bibliotecas y bloques constitutivos, en lugar de escribirlo desde cero", contin√ļa Risse. "Lo que estaba antes fuera de alcance ahora es barato, y lo que era un proyecto largo ahora puede desarrollarse r√°pidamente".

Este software de c√≥digo abierto se divide en tres categor√≠as generales, seg√ļn Kevin McClusky, codirector de Ingenier√≠a de Ventas de Inductive Automation. La primera es la de los sistemas operativos. "Linux y Android entrar√≠an en esta categor√≠a", dice. "Casi todos los que ejecutan dispositivos de vanguardia usan Linux".

"Funciona en el 96,3% del mill√≥n de servidores principales del mundo y en el 90% de toda la infraestructura de la nube", a√Īade Marcia Gadbois, presidenta de Adisra, un proveedor de software de automatizaci√≥n "Esto significa que, a medida que m√°s plantas empiecen a conectarse y a aumentar su infraestructura con servidores y nubes, Linux seguir√° evolucionando en el mercado de la automatizaci√≥n industrial".

La segunda categor√≠a de software de c√≥digo abierto consiste en aplicaciones, como bases de datos y navegadores. McClusky dice que las aplicaciones de esta categor√≠a han tendido a no gozar de tanta popularidad en el espacio industrial como el software de las otras categor√≠as. Entre las excepciones importantes figuran las bases de datos de c√≥digo abierto como  PostgreSQL del PostgreSQL Global Development Group y MySQL de  Oracle.

Una categoría mucho más popular de software de código abierto ha sido la tercera, las bibliotecas de código que pueden ser incorporadas en otros proyectos de software. En nuestra conferencia de 2018, Mike Milinkovich [director ejecutivo de la Fundación Eclipse] mencionó que el 90% del código en los proyectos de software de hoy en día es estándar", dice McClusky. "Solo el 10% es el valor que un desarrollador de software aporta a su software." En consecuencia, los desarrolladores y usuarios de software que tienen el talento necesario suelen construir gran parte de su código a partir de alguna combinación de bibliotecas de código abierto, disponibles en el mercado.

Otros impulsores

Otra raz√≥n de la proliferaci√≥n de los programas inform√°ticos de c√≥digo abierto es el creciente uso de Internet en la industria. La popularidad de la Internet Industrial de las Cosas (IIoT) ha promovido el uso tanto del HTML5, la √ļltima versi√≥n del lenguaje de marcado de hipertexto, como de las versiones de c√≥digo abierto del TCP/IP. Tambi√©n ha promovido el uso del protocolo de mensajer√≠a abierto MQTT. "Seg√ļn Arlen Nipper, co-inventor de MQTT, se utiliza en el 64% de todos los proyectos del IIoT", se√Īala Gadbois. Ella dice que una versi√≥n de c√≥digo abierto de este protocolo est√° disponible como Mosquitto, de Eclipse.

El software de c√≥digo abierto se une a la automatizaci√≥n industrialLos programas inform√°ticos de c√≥digo abierto cuidadosamente examinados desempe√Īan un papel en las aplicaciones industriales de visualizaci√≥n y manejo de datos en dispositivos de borde, hardware ubicado en el sitio, sistemas ubicados en la nube y en dispositivos m√≥viles que acceden a todos estos sistemas.Cortes√≠a de AdisraGadbois tambi√©n cree que  Microsoft se ha convertido en un factor importante en la proliferaci√≥n de software de c√≥digo abierto. "En el pasado Microsoft no era un fan√°tico del c√≥digo abierto, pero ahora lo ha estado promoviendo", dice. Se√Īala que Microsoft ha puesto Linux en Microsoft Azure y se ha unido a la Red de Invenci√≥n Abierta, un grupo que ayuda a proteger Linux de las demandas por patentes. Microsoft, adem√°s, no solo ha contribuido con m√°s de 2.000 proyectos a sitios web de c√≥digo abierto, como .NET core, TypeScript, c√≥digo VS y PowerShell, sino que tambi√©n ha adquirido GitHub, una popular colmena digital para compartir y colaborar en c√≥digo abierto.

Dele un vistazo a su código

Los integradores y los usuarios finales que tomen prestado el c√≥digo de esos sitios para sus proyectos tendr√°n, por supuesto, que examinarlo para asegurarse de que funciona bien y es seguro de utilizar. La investigaci√≥n deber√≠a comenzar con una evaluaci√≥n de la licencia. 

El software de c√≥digo abierto se une a la automatizaci√≥n industrialLos vendedores de software han hecho un uso extensivo del software de c√≥digo abierto durante el desarrollo de sus productos, como en esta aplicaci√≥n anal√≠tica avanzada de Seeq.Cortes√≠a de Seeq"En primer lugar, determine si se trata de una licencia de c√≥digo abierto de f√°cil comercializaci√≥n", dice McClusky. "Aseg√ļrese de que su uso va a ser legal."

Luego, sugiere determinar si se permite modificar el código fuente. "Código abierto no significa necesariamente que se pueda cambiar la fuente", explica. "Solo significa que puede verse y usarse."

Además de comprobar la licencia, también considere la seguridad. Para esta tarea, los proveedores aconsejan comenzar por utilizar aplicaciones y bibliotecas de código abierto que sean respaldadas y mantenidas por comunidades de usuarios activas. "Cuantos más usuarios, mejor", dice Chamarelli. Su razonamiento es que más ojos buscando errores y proponiendo soluciones no solo mejoran continuamente el software, sino que también ayudan a mantener a la comunidad por delante de los actores maliciosos.

Dado que cada comunidad tiene su propio car√°cter, Chamarelli tambi√©n sugiere que se investigue a cualquier persona a la que se quiera unir y que se obtenga una referencia de alguien que la conozca en la comunidad. "Adem√°s, siempre averig√ľe qui√©n public√≥ el c√≥digo", dice. "La gente dispuesta a poner su nombre detr√°s del trabajo que hacen es menos probable que haga algo malicioso".

Todo buen proceso de investigaci√≥n de antecedentes debe incluir tambi√©n pruebas de desempe√Īo. "Cuando se toma algo de una comunidad de c√≥digo abierto, es necesario asegurarse de que el c√≥digo funciona para uno", se√Īala Chamarelli. "Por lo tanto, compruebe siempre cualquier cosa que despliegue o modifique."

Otro aspecto importante de la investigaci√≥n de los programas inform√°ticos de c√≥digo abierto es considerar su costo y sus beneficios a lo largo de la vida √ļtil del producto en el que residir√°. "La capacidad de operar y mantener el software de c√≥digo abierto a lo largo del ciclo de vida del producto se hace m√°s importante y m√°s dif√≠cil cuando se compara con el software desarrollado internamente", dice Takahiro Kanbe, gerente del departamento de Planificaci√≥n de la Arquitectura de Software de Yokogawa Electric.

Por esta razón, Yokogawa ha desarrollado sus propias normas y directrices internas para examinar cualquier código de código abierto que esté considerando incorporar a sus productos. "En la fase de evaluación del software, comprobamos el software desde muchos ángulos, como su historial en el campo, la calidad del producto, las comparaciones con software similar, la capacidad de proporcionar mantenimiento a largo plazo y la estructura de la licencia", explica Kanbe.