Diseño e implementación de un sistema de monitorización basado en una arquitectura IoT para el cuarto de máquinas de la empresa Fuentes San Felipe S.A.

Abstract

Las tecnologías impulsadas por el auge de la Industria 4.0, tales como el Internet de las Cosas, análisis de grandes flujos de datos, entre otras tecnologías, resultan de la convergencia entre las Tecnologías Operativas y las Tecnologías Informativas. Actualmente Fuentes San Felipe S.A., empresa dedicada a la producción y comercialización de bebidas no alcohólicas, ha centrado su atención en los beneficios que otorga la Industria 4.0. Dentro de este marco, la eficiencia energética, para consumir menos y producir más, es aplicada por Fuentes San Felipe S.A. dentro de sus diferentes procesos de producción. Cada uno de estos procesos requiere de materia prima como: aire comprimido, vapor, combustible y energía eléctrica, los cuales se producen dentro del cuarto de máquinas de la empresa y su producción representa un alto costo. El principal objetivo del presente trabajo es el desarrollo e implementación de un sistema de monitorización en tiempo real a través de una HMI (diseñada bajo la norma ANSI/ISA 101), de tal manera que la toma de datos de las diferentes variables físicas como: presión, temperatura, nivel y parámetros de energía eléctrica, se la realice remotamente y que, a su vez, ayude a Fuentes San Felipe S.A. a mermar sobreconsumos de energía, agua o combustible y así, evitar pérdidas económicas. Para llevar a cabo la implementación se ha considerado una arquitectura Internet de las Cosas, donde el protocolo de comunicación Modbus RTU integra los datos de campo (sensores y transmisores), mientras que el protocolo MQTT envía desde un controlador lógico programable, dichos datos hacia su respectivo bróker, alojado en un servidor remoto, el cual presenta la información a través de un HMI. En mismo se ha implementado un servidor HTTP, el cual, a través de servicios web tipo REST, gestiona toda la información desde una base de datos (MongoDB). Finalmente, para validar la arquitectura del sistema de monitorización implementado, se han realizado pruebas de carga al servidor HTTP y pruebas de usabilidad del HMI.