Automatización industrial con Arduino, Raspberry Pi y ESP32

Desde una pequeña empresa hasta un pez gordo, las soluciones de automatización pueden aportarte importantes beneficios.

Si has llegado hasta aquí, es posible que estés pensando en implantar una solución de automatización, monitorización o control, pero no sepas por dónde empezar. Quizá estés buscando alternativas para mejorar tu solución actual, o sea por otro motivo. En cualquier caso... ¿quieres saber cómo puedes aumentar la productividad de tu empresa y reducir los costes? Has llegado al lugar adecuado.

El objetivo de este proyecto era implantar una solución de automatización industrial, principalmente para aumentar la productividad y ser más eficientes con los demás recursos que tenía nuestro cliente.

Como debes saber, la automatización, la monitorización y el control industriales mejoran la productividad mediante la estandarización de los procesos, lo que se traduce en:

  • Reducción de costes. De hecho, se calcula que las organizaciones pueden reducir sus costes entre un 25% y un 50%.

  • Mayor calidad con menor riesgo.

Automatización industrial con Arduino, Raspberry Pi o ESP32

Automatización industrial con controlador PLC Arduino, PLC Raspberry y controlador PLC ESP32
Automatización industrial con controlador PLC Arduino, PLC Raspberry y controlador PLC ESP32
Automatización industrial con controlador PLC Arduino, PLC Raspberry y controlador PLC ESP32

Gracias a la automatización y la supervisión industriales, nuestro cliente transformó las pruebas y el control de calidad, ya que la mayor capacidad que proporciona la automatización industrial les permitió pasar de las comprobaciones puntuales al control de calidad al 100%, lo que reduce la tasa de error a casi cero. Cuando las máquinas asumen tareas que antes eran manuales, los riesgos de error humano también disminuyen.

Automatización industrial con controlador PLC Arduino, PLC Raspberry y controlador PLC ESP32

La automatización y la monitorización industrial tienen innumerables beneficios para ti y, además, pueden ayudarte con algunos de los problemas a los que tú o tu empresa os estáis enfrentando actualmente:

  • Aumenta los índices de producción.

  • Productivity increases.McKinsey Institute estima que la automatización de diferentes procesos puede aumentar el crecimiento de la productividad hasta un 1,4%.

  • El uso de materiales se vuelve más eficiente.

  • Aumenta la calidad del producto y mejora la seguridad industrial. 

  • Además, en tareas en las que el margen de error puede ser de hasta un 10% cuando las realiza un humano, una plataforma de automatización de procesos puede disminuirlo hasta un 0,00001 por ciento.

  • Recoge los datos fácilmente.

Pero, ¿sabes cómo puedes potenciar aún más estos beneficios?

La respuesta es simple:
Open Source Hardware

¿Qué es el Hardware de Código Abierto?

El hardware de código abierto consiste en artefactos físicos de tecnología diseñados y ofrecidos por el movimiento de diseño abierto.

El término suele referirse a máquinas tangibles y otros sistemas físicos que se diseñan y se ponen a disposición del público de forma que cualquiera pueda estudiar, modificar, distribuir, construir y vender el diseño o el hardware basado en ese diseño.

Las organizaciones esperan que todo el código fuente del software sea abierto para maximizar la interoperabilidad, es natural que piensen lo mismo del hardware.

¿Por qué necesito Hardware de Código Abierto?

El hardware de código abierto tiene mucho en común con el software de código abierto, ya que tiene muchas de las mismas ventajas. El hardware de código abierto se publica bajo las mismas licencias copyleft que se utilizan para el software de código abierto. Los usuarios pueden combinar más fácilmente el hardware y el software de código abierto.


En primer lugar, el hardware de código abierto listo para ser utilizado en entornos industriales permite automatizar las instalaciones. Los controladores Arduino, Raspberry Pi o ESP32 utilizan software de código abierto, lo que significa que sus costes en plataformas de programación, monitorización y datos son bajos en comparación con el uso de otras plataformas "privadas".

Todo el mundo puede beneficiarse con este tipo de hardware. Es tan útil porque permite a un solo investigador producir y publicar un diseño que todos los demás investigadores pueden utilizar. Como resultado, hay una posibilidad instantánea de ponerse al día con las mejores prácticas, lo que permite que la investigación llegue más lejos.

La fusión de las opciones de programación modernas con la practicidad industrial establecida beneficiará sin duda a los usuarios finales que elijan el código abierto para su proyecto de automatización. Los usuarios pueden combinar muchos métodos para adquirir exactamente lo que necesitan.

El código abierto también se adapta a una serie de aplicaciones semi-industriales, como la vigilancia del medio ambiente, la automatización del hogar y los proyectos agrícolas.

Existen multitud de plataformas de código abierto para la automatización, monitorización y control de aplicaciones industriales mediante controladores o diferentes dispositivos listos para usar según tus necesidades técnicas. Todas ellas te ofrecen la suficiente flexibilidad, seguridad y robustez para automatizar instalaciones, tu plan de producción o todo tipo de proyectos paso a paso, adaptados a tu volumen de producción del momento por un precio asequible.

Puedes ver las ventajas técnicas y económicas en la siguiente comparación.

Comparación entre Raspberry PLC y SIMATIC S7-1500 CPU 1511C-1PN


Raspberry PLC Configurable
SIMATIC S7-1500 CPU 1511C-1PN

Raspberry PLC Ethernet 58 I/Os Analog/Digital PLUS SIMATIC S7-1500 CPU 1511C-1PN
Nº de Entradas Digitales / Analógicas
Total 37 x 21 x 16
Total 25 x 16 + 4x (Salidas Digitales de Alta Velocidad) x5
Nº de Salidas Digitales / Analógicas
Total 32 x 23 x 9 Total 18 x 16 x 2
Nº de Salidas Relé
- -
RS-485 (Y/N) - Cantidad
x2

RS-232 (Y/N) - Cantidad
- -
Ethernet (Y/N) - Cantidad
x2 x2
WiFi (Y/N)
-
BLE (Y/N)
-
GPRS y GSM (Y/N)
-
Otros Protocolos de Comunicación disponibles
I2C, SPI, DALI, LoRA, Serial TTL, ... 

Serial TTL, I2C x1, SPI x1, CAN  Puerto USB: USB - SoMachine-Network
RTC (Real Time Clock) 
Ranura Micro SD
Sí (destinado a la imagen del sistema operativo)
Flash Memory (Arduino/ESP32)  RAM (Raspberry) 
256 KB (8 kB para el cargador de arranque)
256 KB
Clock Speed (Arduino / ESP32)  CPU (Raspberry) 
Broadcom BCM2711, Quad-Core Cortex-A72 64 bits a 1.5GHz 175 KB para el programa 1 MB para los datos
Temperatura Operativa
0ºC a 60 ºC
-10 a 55°C
Otras Características
UPS, x2 puertos micro HDMI, Puerto Auxiliar
Salidas de alta velocidad + 6 contadores de alta velocidad + PROFINET + Opción de añadir módulos IO de expansión 
¿Licencia de Software? (Y/N)
No Sí | Simatic Step 7 basic = 183,77€. Paquete entero: 2.300,00 €
Precio NETO
593,18
1.070,00€ (Precio de un distributor, no de Siemens®)

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