La necesidad de sincronización horaria está omnipresente en las empresas del sector industrial, en las que la precisión de las operaciones puede tener un impacto significativo sobre la seguridad, la productividad y los costes. Tecnologías como el NTP, IEEE 1588v2 (PTP), o IEEE 802.1AS son esenciales para sincronizar sistemas presentes en una misma red entre sí o con relojes de referencia.
Las necesidades específicas de la industria
Los sistemas industriales se basan a menudo en secuencias de eventos sincronizados, lo que requiere un sellado de tiempo preciso y compartido por todas las máquinas involucradas en una tarea. Las necesidades no son las mismas según el tipo de sistema.
En un sitio de producción se pueden ver tres tipos de sistemas:
- En primer lugar, las líneas de producción que necesitan una sincronización más o menos precisa entre las máquinas (por ejemplo, llenar contenedores de líquidos) y también una capacidad fina de marca de tiempo (por ejemplo: el paso por cero).
- En segundo lugar, encontramos los sistemas de control y de supervisión (sistemas SCADA - Control Supervisor y Adquisición de Datos). Estos sistemas recogen, agregan y entregan todos los datos relativos a las operaciones del sitio de producción. Para tener una visión coherente y sincera de la realidad, es imprescindible tener el servicio de distribución horaria más fiable posible.
- El tercer tipo es el sistema de control global del sitio de producción. Se trata del sistema centralizado que utiliza un reloj de referencia primaria, que permite asegurarse que todas las operaciones se lleven a cabo en su momento y con una trazabilidad correcta. Se trata de operaciones en sentido amplio: planificación de producción, análisis de rendimiento OEE, gestión de los flujos, del personal, de la calidad, del mantenimiento, etc.
Para acabar, en cualquier organización existe una necesidad de sincronización horaria para todas las operaciones cotidianas tales como el registro de los sistemas de información, el seguimiento presupuestario, la telecomunicación, el control de acceso, la protección por vídeo, etc.
¿Qué protocolo de sincronización horaria elegir según su necesidad?
Aunque los grandes tipos de sistemas industriales siguen siendo los mismos, han evolucionado de forma significativa estos últimos años. Inicialmente puramente mecánicos, se han convertido en sistemas electromecánicos, y después electrónicos. De aquí en adelante, el futuro de la industria se basa en robots de producción que transfieren su capacidad de análisis, de almacenamiento de información y de comunicación en la nube, así como en el uso de drones para controlar, vigilar y transportar hardware, y en el uso de redes eléctricas inteligentes.
El protocolo de sincronización horaria idóneo para el sector de la industria debe tener en cuenta y arbitrar muchos aspectos, incluyendo:
- Sincronización relativa o absoluta. En numerosos casos, una sincronización relativa es suficiente. Para ello, un servidor de tiempo actuará como un reloj de referencia y todos los aparatos industriales se sincronizarán con su hora. En el caso en el que se necesita una referencia absoluta, se suele usar un reloj con una fuente GPS. El problema que se plantea entonces es el de la robustez de este sistema más allá de la calidad de los protocolos de sincronización.
- Sincronización mediante una red inalámbrica o red Ethernet por cable. Las redes industriales inalámbricas presentan problemas específicos. Por ejemplo, se trata de redes de sensores que van a marcar la hora de los eventos observados para comunicarlos a un sistema SCADA. Estos sensores raramente tienen un reloj interno y tienen una dinámica de conexión y de gestión de la energía que requiere protocolos especializados como IEEE 802.14.4 (conocido comercialmente como zigbee). La sincronización en una red IP por cable está más claramente definida, y los protocolos para conseguirla son bien conocidos (NTP por ejemplo). Esto también se aplica a todo lo basado en Ethernet.
- Disponibilidad de los relojes. Numerosos sistemas industriales necesitan una disponibilidad permanente de los servidores de tiempo. Ciertos protocolos como PTP ofrecen mecanismos para mejorar la tolerancia a los fallos (mediante los perfiles PTP) y relojes de referencia alternativos para reducir los tiempos de switchover. Otros protocolos, como el IEEE 802.1AS separan el envío de las tramas de sincronización y de datos para reducir el tiempo de switchover entre los relojes.
¿Qué se debe utilizar?
Ya sea para una sincronización relativa o absoluta, elegir un servidor de tiempo es imprescindible. Según la aplicación, los criterios de precisión y de interoperabilidad determinan la solución más adecuada.
Desde el punto de vista de la precisión, el protocolo PTP permite sincronizar equipos a nivel de nanosegundos, sobre todo para aplicaciones industriales críticas. Su implementación requiere hardware específico dedicado que puede limitar el despliegue a gran escala.
Con una precisión de milisegundos, el protocolo NTP responde a los casos de uso generales. Su uso se adapta a las aplicaciones que agrupan varios sistemas o varias unidades de producción.
En definitiva, no existe una única solución que permite hacerlo todo. Una arquitectura de sincronización horaria híbrida debe implementarse para obtener el mejor ratio posible entre precisión cuando necesario, y flexibilidad de uso cuando posible.
Experto en gestión del tiempo y presente en más de 140 países, Bodet Time es un líder francés en sincronización horaria y tiempo frecuencia.
Instalados localmente, los servidores de tiempo PTP Netsilon sincronizan los equipos industriales que requieren un sellado de tiempo exacto y un registro preciso de los eventos. El hecho de instalar un servidor de tiempo NTP Netsilon también permite reforzar la seguridad de la red informática de un sitio industrial y sincronizar todos los equipos generales conectados a esta red (control de acceso, videovigilancia, PC, etc).
