Industria 4.0: diseño e implementación de un ICS

L'objectiu d'aquest projecte és el disseny i implementació d'un sistema de control industrial (ICS), amb els elements que el conformen: PLC, SCADA i protocols de comunicació de xarxa assegurances. Es plantegen dos escenaris d'acord amb els models previstos en la Indústria 4.0 de edge i cloud computing. A més, es realitza la configuració d'un inici per permetre la integració de l'protocol industrial: OPC UA i d'un dels protocols més utilitzats en IoT: MQTT. Els protocols es configuren per a l'enviament segur de la informació a través de la ICS, mitjançant l'autenticació d'usuari i l'ús de certificats que s'intercanvien entre client i servidor a l'inici de la comunicació. Es reprodueixen dos escenaris que simulen processos industrials reals. El primer escenari es tracta del monitoratge de la temperatura de tres magatzems. El segon escenari és el control d'ompliment d'un tanc industrial, en el qual es controla el nivell i temperatura de el líquid que s'emmagatzema. Per aquest escenari es realitza la simulació de l'procés industrial, programant un PLC mitjançant el seu programari instal·lat en un PC. Per a l'enviament d'informació al núvol, s'utilitza una plataforma IoT, que permet el processament i visualització de la informació des d'Internet. Aquesta plataforma ha estat configurada per activar alarmes i enviar correus electrònics en cas que hi hagi alguna anomalia en les variables de l'procés industrial. Finalment, aquests dos escenaris són útils per a futurs treballs d'Indústria 4.0 que treguin profit a la xarxa desenvolupada i l'enviament de dades cap al núvol o la vora de xarxa per a desenvolupar funcionalitats com el bessó digital o el manteniment predictiu.El objetivo de este proyecto es el diseño e implementación de un sistema de control industrial (ICS), con los elementos que lo conforman: PLC, SCADA y protocolos de comunicación de red seguros. Se plantean dos escenarios de acuerdo con los modelos contemplados en la Industria 4.0 de edge y cloud computing. Además, se realiza la configuración de un Gateway para permitir la integración del protocolo industrial: OPC UA y de uno de los protocolos más utilizados en IoT: MQTT. Los protocolos se configuran para el envío seguro de la información a través de la ICS, mediante la autenticación de usuario y el uso de certificados que se intercambian entre cliente y servidor al inicio de la comunicación. Se reproducen dos escenarios que simulan procesos industriales reales. El primer escenario se trata del monitoreo de la temperatura de tres almacenes. El segundo escenario es el control de llenado de un tanque industrial, en el que se monitorea el nivel y temperatura del líquido que se almacena. Para este escenario se realiza la simulación del proceso industrial, programando un PLC mediante su software instalado en una PC. Para el envío de información a la nube, se utiliza una plataforma IoT, que permite el procesamiento y visualización de la información desde Internet. Esta plataforma ha sido configurada para activar alarmas y enviar correos electrónicos en caso de que exista alguna anomalía en las variables del proceso industrial. Por último, estos dos escenarios son útiles para futuros trabajos de Industria 4.0 que saquen provecho a la red desarrollada y el envío de datos hacia la nube o el borde de red para desarrollar funcionalidades como el gemelo digital o el mantenimiento predictivo.The objective of this project is the design and implementation of an industrial control system (ICS), with the elements that comprise it: PLC, SCADA and secure network communication protocols. Two scenarios are proposed according to the models contemplated in Industry 4.0 of edge and cloud computing. In addition, the configuration of a Gateway to allow the integration of the industrial protocol: OPC UA and one of the most used protocols in IoT: MQTT. The protocols are configured for a secure transmission of information through the ICS, through user authentication and the use of certificates that are exchanged between client and server at the beginning of communication. Two scenarios are reproduced that simulate real industrial processes. The first scenario involves monitoring the temperature of three warehouses. The second scenario is the filling control of an industrial tank, in which the level and temperature of the liquid that is stored is monitored. For this scenario, the simulation of the industrial process is carried out, programming a PLC using its software installed on a PC. To send information to the cloud, an IoT platform is used, which allows the processing and visualization of information from the Internet. This platform was configured to activate alarms and to send e-mail notifications in case there is any anomaly in the variables of the industrial process. Finally, these two scenarios are useful for future Industry 4.0 works, that take advantage of the developed network and the sending of data to the cloud or the network edge to develop functionalities such as the digital twin or the predictive maintenance