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La computación en tiempo real en la automatización industrial: qué significa en la práctica

TSL Automation Solutions 16 de julio de 2024 Actualizado el 18 may 2026

Computación en tiempo real para el control de la automatización industrial, TSL Automation Solutions

Índice de contenidos

Qué significa realmente "tiempo real"

En la automatización industrial, tiempo real no significa "muy rápido", sino determinista. Un sistema en tiempo real garantiza que una tarea se ejecutará dentro de una ventana de tiempo especificada, cada vez, sin excepción. Un bucle de control de servo que funciona con un tiempo de ciclo de 1 ms debe recibir su comando de posición exactamente cada 1 ms ±10 microsegundos, independientemente de otra actividad del sistema.

Tiempo real estricto frente a tiempo real flexible

Tiempo real estricto (hard real-time): incumplir un plazo constituye un fallo del sistema con consecuencias físicas (sobrevelocidad del motor, colisión, condición insegura). Requiere un RTOS certificado.
Tiempo real flexible (soft real-time): el incumplimiento ocasional de un plazo provoca una degradación del rendimiento, pero no fallos de seguridad. Las actualizaciones de datos SCADA, los refrescos de HMI y el registro de datos son tareas de tiempo real flexible.

Windows no es un sistema en tiempo real

El Windows estándar (incluso Windows 10 IoT) no es un sistema operativo en tiempo real. Los procesos en segundo plano (análisis antivirus, actualizaciones del sistema operativo, interrupciones de controladores) pueden retrasar la ejecución de tareas decenas de milisegundos. Para aplicaciones de control de movimiento y PLC de seguridad, se requiere un RTOS dedicado (VxWorks, QNX o Linux con el parche PREEMPT_RT) para la capa de control, mientras Windows se encarga únicamente de la capa de HMI y presentación de datos.

EtherCAT y el bus de campo en tiempo real

EtherCAT logra tiempos de ciclo deterministas de 31,25 microsegundos sobre hardware Ethernet estándar, lo que permite a los controladores de movimiento software basados en PC lograr un control de servo en tiempo real estricto sin necesidad de un DSP dedicado. El software maestro EtherCAT (TwinCAT, CODESYS, etc.) se ejecuta en la partición de tiempo real de un sistema de control basado en PC, mientras que Windows o Linux proporcionan la capa de HMI del operador.

Preguntas frecuentes

La computación en tiempo real en la automatización industrial consiste en ejecutar tareas de control con una temporización garantizada y determinista, completando el procesamiento y las actualizaciones de E/S dentro de una ventana de tiempo fija (normalmente de 1 a 10 ms) sin incumplir ningún plazo. Los PLC y los sistemas basados en RTOS ofrecen un rendimiento de tiempo real estricto. Los PC estándar con Windows no funcionan en tiempo real: son adecuados para tareas de supervisión (SCADA, registro de datos), pero no para el control directo de máquinas que requiere una temporización determinista.

Los sistemas en tiempo real estricto garantizan que se cumplan todos los plazos: un plazo incumplido supone un fallo del sistema (utilizados en control de seguridad crítica, variadores de motor y máquinas CNC). Los sistemas en tiempo real flexible buscan cumplir la mayoría de los plazos: se aceptan picos de latencia ocasionales (utilizados en adquisición de datos, actualizaciones de HMI y procesamiento de alarmas). Los PLC y los controladores de movimiento dedicados son de tiempo real estricto; los sistemas SCADA con Windows son de tiempo real flexible.

Windows estándar no es un sistema operativo en tiempo real: presenta una gestión de interrupciones no determinista y una latencia de programación de 1 a 50 ms. Para el control en tiempo real en hardware Windows, una extensión de tiempo real (como Acontis EtherCAT Master, IntervalZero RTX o TwinCAT) puede lograr tiempos de ciclo deterministas de 1 ms o menos. Sin una extensión de tiempo real, los PC con Windows solo deben desempeñar funciones de supervisión, no el control directo de la máquina.

El rendimiento de tiempo real estricto en automatización lo proporcionan los PLC (Siemens S7, Mitsubishi iQ-R, Delta AS), controladores de movimiento dedicados, PC industriales con extensiones de sistema operativo en tiempo real (software maestro RTX, TwinCAT, EtherCAT) y sistemas de E/S basados en FPGA. El PC industrial actúa como un potente servidor SCADA o host HMI; el PLC o el controlador de tiempo real se encarga del control determinista de la máquina.

TSL Automation Solutions suministra PC industriales de Avalue para funciones de SCADA, adquisición de datos y automatización supervisora que requieren un rendimiento Windows de tiempo real flexible. Suministramos paneles HMI de Cermate para interfaces de operador a nivel de máquina conectadas a PLC que proporcionan control de tiempo real estricto. Póngase en contacto con nuestro equipo de Mumbai para hablar de sus requisitos específicos de tiempo real.

Etiquetas: computación en tiempo real industrial sistema de control determinista PC industrial en tiempo real control de movimiento en tiempo real tiempo real flexible frente a estricto PREEMPT RT Linux industrial

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TSL Automation Solutions

Directora de Marketing, TSL Automation Solutions

Sanjana escribe sobre tendencias de automatización industrial, lanzamientos de producto y novedades tecnológicas para TSL Automation Solutions, distribuidor con sede en Mumbai de sistemas HMI, Panel PC y computación embebida al servicio de fabricantes de la India y de todo el mundo.