Modernización del PLC de la línea de fabricación en Vietnam | SENTRADO
Un caso de éxito detallado sobre la solución de automatización industrial de SENTRADO que ofrece resultados medibles para las operaciones de fabricación en Vietnam.
Contexto y Objetivos del Proyecto
Una empresa manufacturera en crecimiento en la provincia de Binh Duong, Vietnam, contrató a SENTRADO para actualizar el sistema de control de su línea de producción principal, que había estado funcionando con una plataforma de PLC heredada durante más de 12 años. El antiguo sistema utilizaba protocolos de comunicación propietarios que no podían integrarse con el nuevo sistema de ejecución de fabricación (MES) de la empresa, lo que impedía la monitorización de la producción en tiempo real, el seguimiento de la calidad y el análisis de la eficacia general de los equipos (OEE).
La línea de producción realiza el ensamblaje, las pruebas y el embalaje automatizados de componentes de electrónica de consumo, con tiempos de ciclo medidos en segundos. El controlador heredado, aunque funcional, carecía de la potencia de procesamiento necesaria para el control de movimiento avanzado requerido por un nuevo sistema de manipulación de alta velocidad, y su red propietaria hacía imposible conectar lectores de códigos de barras, sistemas de visión y otros dispositivos inteligentes necesarios para las capacidades de la Industria 4.0.
SENTRADO realizó una migración completa del sistema de control a controladores Siemens S7-1200 con una red troncal PROFINET, lo que permitió una integración perfecta con el MES, el nuevo hardware de control de movimiento y un sistema HMI/SCADA integral para la visibilidad de la producción. La migración se completó durante una parada de producción planificada de dos semanas, con todos los sistemas validados antes de reanudar la producción a plena capacidad.
Problemas que Tuvimos que Resolver
1. Incompatibilidad de Protocolos
El PLC heredado utilizaba un protocolo serie propietario que no podía comunicarse con las redes industriales modernas. La integración con el MES requería conectividad OPC UA, y el nuevo sistema de visión y los lectores de códigos de barras solo admitían PROFINET y EtherNet/IP.
2. Requisitos de Control de Movimiento
Un nuevo sistema de pick-and-place de alta velocidad requería una coordinación de movimiento multieje precisa con sincronización a nivel de microsegundos, más allá de la capacidad del controlador heredado. El cliente necesitaba PROFINET IRT (tiempo real isócrono) para un control de movimiento determinista.
3. Ventana de Parada Mínima
La línea de producción opera seis días a la semana con una alta utilización. El cliente solo podía permitirse una parada de dos semanas para la migración completa, que incluía la instalación, el cableado, la verificación de la programación y la validación de la producción.
4. Deficiencias en el seguimiento de productos
Sin un seguimiento basado en códigos de barras, la planta no podía rastrear unidades individuales a través del proceso de ensamblaje. Los problemas de calidad solo se detectaban en la prueba final, lo que dificultaba la identificación de la causa raíz de los defectos o la implementación de acciones correctivas.
5. Visibilidad del OEE
El director de la planta no disponía de ningún método automatizado para calcular el OEE. Los motivos de los tiempos de inactividad, los tiempos de cambio de formato y los recuentos de producción se registraban manualmente en papel, lo que provocaba informes de rendimiento inexactos y retrasados.
Nuestro enfoque y arquitectura del sistema
SENTRADO sustituyó el sistema de control heredado por una plataforma Siemens S7-1200 que utiliza una CPU 1215C como controlador principal, conectada a través de una red PROFINET IRT a I/O distribuidos, servoaccionamientos, paneles HMI y dispositivos de terceros. La red PROFINET IRT proporciona la comunicación determinista necesaria para el control de movimiento multi-eje sincronizado, con tiempos de ciclo inferiores a 1 milisegundo para la coordinación de movimiento entre los ejes pick-and-place.
Un servidor OPC UA integrado en el S7-1200 proporciona una interfaz de datos estandarizada y segura al MES, transmitiendo recuentos de producción, tiempos de ciclo, resultados de calidad, eventos de inactividad y métricas de OEE en tiempo real. Los lectores de códigos de barras en cada estación leen los identificadores de unidad y los pasan al PLC, que rastrea cada producto a través de la secuencia de ensamblaje y registra los parámetros del proceso y los resultados de las pruebas asociados a ese número de serie en un registro de datos local.
El sistema HMI incluye dos paneles SIMATIC Comfort en las estaciones de operador, además de una estación de trabajo SCADA WinCC RT Advanced para el supervisor de producción. El SCADA proporciona paneles de control de OEE en tiempo real, gráficos de Pareto para el análisis de tiempos de inactividad, programación de la producción y gráficos de tendencias de calidad. Los armarios de control se fabricaron en las instalaciones de SENTRADO con todos los variadores de frecuencia, servoaccionamientos y distribución de energía precableados y probados, minimizando el tiempo de instalación in situ durante la ventana de parada de dos semanas.
Aspectos destacados de la arquitectura del sistema
- Siemens S7-1200 CPU 1215C con PROFINET IRT
- Red PROFINET IRT para movimiento multi-eje determinista
- Servidor OPC UA para integración estandarizada con el MES
- Seguimiento de productos basado en códigos de barras en cada estación de ensamblaje
- Servoaccionamientos V90 con SINAMICS para movimiento pick-and-place
- WinCC SCADA con cuadros de mando de OEE en tiempo real
- Paneles precableados para una instalación rápida durante las paradas
- Integración de sistemas de visión a través de PROFINET
Parámetros del sistema y configuración
| Sistema de control | Siemens SIMATIC S7-1200 |
| Controlador | 1 × CPU 1215C DC/DC/DC |
| Total de puntos de E/S | 280+ (AI: 24, AO: 8, DI: 160, DO: 88) |
| Ejes de movimiento | 4 × ejes servo (PROFINET IRT) |
| Protocolo de comunicación | PROFINET IRT / OPC UA / Modbus TCP |
| Paneles HMI | 2 × TP700 Comfort + 1 estación de trabajo SCADA |
| Armarios de control | 2 × IP54 |
| Servoaccionamientos | 4 × SINAMICS V90 (1.5kW) |
| Tiempo de ciclo | 8 segundos (reducido de 14 segundos) |
| Interfaz MES | OPC UA con conexión cifrada |
| Trazabilidad de productos | Código de barras en 6 estaciones |
| Monitorización del OEE | Cálculo automático en tiempo real |
Componentes clave y hardware
Siemens CPU 1215C
6ES7215-1AG40-0XB0
Controlador de línea principal
Servo SINAMICS V90
6SL3210-5FB10-1UF0
Accionamiento servo PROFINET
SIMOTICS S-1FL6
1FL6042-2AF21-1AA1
Servomotor para pick-and-place
Pantalla HMI TP700 Comfort
6AV2124-0GC01-0AX0
Panel táctil de operador
WinCC RT Advanced
6AV2104-0DA06-0AA0
SCADA con opción OEE
SCALANCE XC208
6GK5208-0BA00-2AC2
Conmutador PROFINET IRT
SITOP PSU6200
6EP3333-7SB00-0AX0
Fuente de alimentación estabilizada 24V/10A
Contactor SIRIUS 3RT2
3RT2025-1BB40
Contactor de motor con contactos auxiliares
Fases del proyecto
Diseño y programación
6 semanasEspecificaciones de hardware, desarrollo de software antes de la parada
Fabricación de paneles
3 semanasPaneles precableados y completamente probados en SENTRADO
Preparación previa a la parada
2 semanasBandejas portacables, infraestructura de red, configuración de MES
Semana 1 de la parada
1 semanaRetirar el sistema antiguo, instalar los nuevos paneles, cableado
Semana 2 de la parada
1 semanaPuesta en marcha, comprobaciones de E/S, pruebas en vacío, validación de producción
Soporte post-arranque
4 semanasIngeniero en planta para optimización y ajuste
Formación
1 semanaFormación para el equipo de operadores y mantenimiento
Soporte continuo
12 mesesDiagnóstico remoto y servicio de garantía
Resultados medibles
Datos de rendimiento verificados tras la puesta en marcha del sistema y su operación continuada.
De 14s a 8s por unidad
Visibilidad de los datos de producción en tiempo real
Seguimiento automatizado del OEE y la calidad
Trazabilidad a nivel de estación y detección temprana
Antes vs Después: Comparación cuantificada
| Métrica | Antes | Después | Variación |
|---|---|---|---|
| Tiempo de ciclo por unidad | 14 segundos | 8 segundos | −40% |
| Integración MES | Máquinas independientes, sin datos | Integración MES en tiempo real al 100% | Conectado |
| Introducción manual de datos | Seguimiento del OEE en papel | 0 introducción manual (automatizado) | −100% |
| Tasa de defectos | Línea base | Reducción del 30% (detección temprana) | −30% |
| Visibilidad de la producción | Resumen de fin de turno | Cuadros de mando de OEE en tiempo real | En directo |
Datos basados en informes de puesta en marcha del proyecto y mediciones operativas sostenidas. Nombre del cliente disponible bajo acuerdo de confidencialidad.
Impacto en el resultado final
El sistema de automatización entregado superó todos los objetivos de rendimiento especificados en el contrato, logrando una mayor producción, un menor consumo de energía y una mejor calidad del producto en comparación con la operación de la línea base. El cliente informó de un retorno total de la inversión dentro del período de recuperación proyectado y desde entonces ha contratado a SENTRADO para fases adicionales de expansión de la planta.
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