Un viento cambiante en la innovación del control básico

A medida que la innovación técnica se ha enfriado en los controles básicos del proceso, la atención ahora se está desplazando hacia una mejor estandarización para ayudar a reducir los costos del ciclo de vida.

Mark Sen Gupta, director de investigación de ARC Advisory Group.
Mark Sen Gupta, director de investigación de ARC Advisory Group.

ARC espera ver un pequeño cambio en el enfoque del control en el Nivel 2.

Los sistemas de control de procesos básicos, también conocidos como Nivel 2 en la Arquitectura de Referencia Empresarial Purdue (PERA, por su sigla en inglés), han formado la base para la fabricación exitosa de procesos durante décadas. Durante ese tiempo, la industria ha sido testigo de varias revoluciones tecnológicas que han producido controles de procesos más precisos, exactos y rápidos y, en consecuencia, una mejor calidad y rendimiento del producto. Las innovaciones han pasado de lo mecánico a lo eléctrico y a lo computacional. Actualmente, la tendencia en la automatización ha impulsado la innovación hacia la arquitectura, con cambios principalmente incrementales en el Nivel 2.

Mientras tanto, el Open Process Automation Forum (OPAF), un foro de The Open Group, ha cambiado el enfoque para enfatizar en la necesidad de estandarización en el Nivel 2 para ayudar a reducir los costos del ciclo de vida. Entonces, ¿qué puede esperar la industria de este nivel en la arquitectura de automatización en el futuro? ¿Cómo deben prepararse los usuarios finales?

Las raíces de la innovación del control

Muchas formas de dispositivos mecánicos se han utilizado para el control de procesos durante el siglo pasado a medida que las innovaciones ocurrían lenta y metódicamente. Cuando el procesamiento por computadora surgió en la automatización durante la década de 1960, los controles de proceso se podían cambiar, reutilizar y hacer interactuar fácilmente con otros controles. Una década más tarde, la tecnología de redes permitió un gran intercambio de datos entre los controladores y los operadores. El poder de cómputo y la memoria también aumentaron. Ambas tendencias continuaron durante los años ochenta y noventa y se extendieron a dispositivos de campo.

En la última década, la industria fue testigo de un mayor énfasis en asegurar los activos de control de Nivel 2 y reducir la mano de obra necesaria para instalar, comisionar y mantener esos activos. Sin embargo, cuando se trata de la tecnología básica de control de procesos, no ha cambiado mucho en este periodo.

Esto llevó a un mayor enfoque del OPAF en la estandarización y los costos del ciclo de vida. El reciente ARC Industry Forum en Orlando, Florida, dedicó varias sesiones al tema. Los analistas de ARC también han escrito numerosos informes y blogs al respecto. Específicamente, OPAF se ha centrado en los sistemas de estandarización para las funciones ISA95 Nivel 1 y Nivel 2. Estos sistemas son entradas y salidas básicas de los dispositivos de campo y la ejecución del bloque de función de control regulatorio. ExxonMobil y otras compañías de usuarios finales visualizan sistemas de automatización con muchos más controladores de procesos, pero mucho más pequeños. Estos dispositivos de hardware más pequeños controlarían tan solo uno o dos ciclos, cada uno de los cuales crearía microservicios para la automatización de procesos.

Los miembros no buscan innovaciones técnicas para revolucionar el control básico de procesos. Se han creado todas las innovaciones técnicas necesarias para alcanzar sus objetivos. En su lugar, quieren transformar el aspecto comercial de la automatización al hacer sean menos costosos para el ingeniero, el personal y la actualización. De hecho, gran parte de la innovación reciente que hemos visto en los proveedores de automatización se centra en reducir los costos del proyecto y del ciclo de vida en lugar de mejorar el control del proceso en el Nivel 2, donde parece que ya se han aprovechado todas las oportunidades.

Paralelos desde el Nivel 1

Esto es paralelo a lo que ya ha ocurrido con los dispositivos de campo de proceso. Cuando considere las válvulas y los transmisores en su planta, son casi todos ítems commodities. Cada fabricante de instrumentos puede tener características y funciones ligeramente diferentes, pero sus productos generalmente cumplirán el objetivo. La configuración de estos dispositivos una vez consumió una cantidad considerable de tiempo de ingeniería, pero ahora los usuarios finales simplemente envían al proveedor sus datos de proceso y reciben un dispositivo configurado correctamente a cambio. Los técnicos de la planta lo instalan y queda listo.

El mercado ahora está adoptando un enfoque similar para el control de Nivel 2. La propuesta de valor en la mayoría de los dispositivos de campo gira en torno a la facilidad de configuración, facilidad de uso, facilidad / costo de soporte y costo inicial. Todo el nuevo valor en el espacio se encuentra en las aplicaciones de software que supervisan los dispositivos. El enfoque que persigue OPAF significa que habrá poca o ninguna propiedad intelectual para salvaguardar en el nivel de control, tal como lo es hoy un transmisor. En cambio, la información crítica se mantendrá en un nivel más alto en la estrategia de control. Una arquitectura OPAF ciertamente permitiría a los proveedores integrar de forma segura algoritmos de control de Nivel 2 patentados (y potencialmente superiores) en los productos, pero es una cuestión abierta si se enfocarán en este nivel, en lugar de aplicaciones de mayor valor como el control predictivo del modelo para múltiples ciclos.

Dadas las tendencias anteriores, ARC espera ver un pequeño cambio en el enfoque del control en el Nivel 2. El algoritmo proporcional-integral-derivado (PID) ha sido "lo suficientemente bueno" y continuará haciendo el trabajo. Las innovaciones de software para el desarrollo de control y para aplicaciones avanzadas probablemente se convertirán en las principales áreas de innovación de automatización en lo que podría denominarse Nivel 2.5.

(*) Nota acerca del autor: Mark Sen Gupta puede contactarse en el correo: msengupta@arcweb.com. Es director de investigación deARC Advisory Group.Cuenta con más de 25 años de experiencia en control de procesos, SCADA y aplicaciones de TI con compañías como Mobay, Honeywell, Plant Automation Services (PAS), CygNet Software e Invensys. Es licenciado y tiene una maestría en ingeniería eléctrica del Georgia Institute of Technology.