Con la automatización abierta hacia el futuro electrificado Audi confía en la PLCnext Technology de Phoenix Contact en su planta de Ingolstadt para la fabricación de carrocerías de la serie totalmente eléctrica Audi Q6 e-tron. Además de numerosas funciones para aplicaciones IIoT, el ecosistema abierto también ofrece ciberseguridad integrada conforme a la norma internacional IEC 62443-4-2.
Situación de partida
Juntos y en colaboración hacia el futuro
Phoenix Contact apoya la transición hacia una mayor sostenibilidad proporcionando tecnologías clave para la electrificación, interconexión y automatización. PLCnext Technology es una de estas tecnologías. El ecosistema abierto cuenta con diversas interfaces, desde el sensor hasta la nube. De este modo, contribuye al flujo continuo de información en la producción neutra en emisiones de CO2. Además de la programación estándar de sistemas PLC conforme a la norma IEC 61131-3, PLCnext Technology también permite el uso paralelo de lenguajes de alto nivel como C/C++, C# o Matlab Simulink. Ambos lenguajes funcionan combinados en tiempo real en la familia del sistema de control PLCnext Control. Esto significa que la producción se beneficia de la experiencia tanto de los especialistas en IT como en OT. De este modo, el ecosistema también contribuye al cambio en la automatización de las instalaciones de producción de Audi.
Solución
Contadores de energía como el equipo de medición multifuncional EEM-MA 370 registran los consumos
Mejora del balance de gases de efecto invernadero mediante procesos de producción optimizados
Es importante que la huella energética sea lo más neutra posible desde la fase de producción de los vehículos. Por ello, Audi se ha fijado el objetivo de conseguir una producción neutra en CO2 en todas sus ubicaciones para 2025. Este objetivo se ha alcanzado en la ubicación de Ingolstadt desde principios de 2024. Especialmente en la fabricación de carrocerías, es importante mejorar los valores de emisiones influyendo en factores como la calidad, la disponibilidad y la adaptabilidad. Cada marcha en vacío o expulsión de una carrocería del proceso de fabricación no solo genera costes: también aumenta el balance de gases de efecto invernadero relacionado con la producción.
Para evitar que esto ocurra, Audi utiliza numerosas medidas, como la desconexión durante los tiempos de marcha en vacío o el uso de contadores de energía con capacidad de comunicación – p. ej., el equipo de medición multifuncional EEM-MA 370 de Phoenix Contact – para monitorizar el consumo. Una mayor optimización en este punto requiere transparencia sobre los flujos de energía e información que indique un mal funcionamiento tan pronto como se produzca. Incluso las desviaciones más pequeñas de la calidad, que se indican en una fase temprana, pueden contribuir decisivamente en este sentido. La identificación de un potencial adicional de mejora en la secuencia del proceso no solo se traduce en una reducción de la duración del ciclo, sino también en la optimización del balance energético de cada vehículo.
Además de la automatización de instalaciones con seguridad funcional, el PLCnext Control RFC 4072S ofrece un diagnóstico exhaustivo
Uso de lenguajes de alto nivel en paralelo
El sistema de control RFC 4072S orientado a la seguridad constituye el núcleo de la solución de automatización en la fabricación de carrocerías. Su función más importante es garantizar que los vehículos se fabriquen con seguridad funcional. Además de la automatización de instalaciones, el RFC 4072S ofrece un diagnóstico completo de todos los procesos y los datos relevantes para la comunicación. Como ya se ha mencionado, el lenguaje de programación IEC 61131-3, que suele ser el preferido para el proceso de producción, se complementa con el uso de lenguajes de alto nivel como C/C++ o C#, más adecuados para aplicaciones complejas en un contexto de tiempo real.
El 98 % de las pantallas operativas las crea un asistente de visualización
Más de un 30 % de ahorro de tiempo en la creación de la visualización de instalaciones
En el proyecto de Ingolstadt, el estándar de bloques desarrollado desde 2004 en la plataforma predecesora PC Worx se ha convertido a la nueva tecnología de control PLCnext Technology. Gracias a los nuevos desarrollos, la biblioteca cuenta ahora con más de 600 bloques para controlar de forma óptima los numerosos procesos que requiere la fabricación de carrocerías. El PLCnext Control RFC 4072S PN también es compatible con la seguridad de máquinas según IEC 62061 SIL 3 y EN ISO 13849-1 PL e. La nueva plataforma de automatización ofrece visualización web para aumentar la coherencia e integración de la información.
Un asistente de visualización especialmente desarrollado para este fin genera automáticamente alrededor del 98 % de las pantallas operativas. Para ello, accede a la información del programa de usuario y crea la visualización de instalaciones con la ayuda de más de 700 símbolos de la biblioteca de sistemas recién creada. Esto también se aplica a los sistemas de transporte, en los que los empleados solo pueden trabajar en las zonas visibles. El generador crea una interfaz de usuario individual para cada parte de la instalación. En este contexto, ha sido posible reducir el tiempo de creación a un tercio del que se requería anteriormente: una ventaja considerable para adaptaciones y la puesta en servicio.
Los PC industriales de Phoenix Contact se instalan como paneles de mando principales y auxiliares en una columna
Puestos de mando para el acceso directo a instalaciones
Los puestos de mando necesarios para el funcionamiento de la instalación pueden integrarse de forma flexible en la red de la instalación de 1 Gigabit mediante el switch integrado de una caja de pulsadores con pulsador de paro de emergencia. Los PC industriales de la serie Basicline con índice de protección IP65 se instalan como paneles de control principal y auxiliar en una columna en las distintas células robóticas. Las cadenas de pasos y los diagnósticos que allí se muestran permiten al personal de explotación y mantenimiento acceder directamente a toda la información importante para poder reaccionar rápidamente ante los acontecimientos en caso necesario. Los paneles de control utilizados en la manipulación de materiales son una característica especial. Los clientes eHMI Linux se desarrollaron de acuerdo con los deseos de Audi. En este caso, la atención se centró en el cumplimiento de la norma internacional de seguridad IEC 62443 y en una gestión sencilla de actualizaciones y parches. Esto significa que el mantenimiento de los PC industriales se integra de forma óptima en los procesos y procedimientos de conservación de eficacia probada.
Entre otras cosas, se ha desarrollado un concepto de seguridad integral junto con los responsables de Audi
Desarrollo de un concepto de seguridad integral conforme a la norma IEC 62443
El número cada vez mayor de fuentes de información – como sensores y cámaras, así como tecnologías para garantizar los procesos y la calidad – da lugar a volúmenes de datos cada vez mayores y, en consecuencia, inevitablemente a puntos de ataque que deben ser contactados para evitar accesos no autorizados. Por ello, Audi siempre acompaña estos proyectos desde la perspectiva de la ciberseguridad. En concreto, esto significa que Audi y Phoenix Contact, como proveedor de servicios de seguridad IEC 62443-3-3 con certificación TÜV, ya han desarrollado un concepto de seguridad integral en la fase de planificación del proyecto. El concepto aplica los requisitos funcionales del sistema de la norma IEC 62443-2-4. Además, se utilizó un análisis de amenazas para definir y aplicar medidas destinadas a aumentar la seguridad de la zona de producción.
La optimización de la producción y la sostenibilidad asociada de los recursos utilizados requieren datos que puedan utilizarse con seguridad. A través de la electrificación inteligente, la interconexión eficaz y la automatización abierta, Audi está sentando las bases de una producción sostenible y preparada para el futuro y la integración flexible de nuevas tecnologías como el Machine Learning.
