Implementación de una arquitectura configurada bajo el estándar IEC 61499 para aplicaciones IIoT

dc.contributor.advisorLópez Sánchez, Wilson Ricardo
dc.contributor.authorVillarraga Ardila, Angie Tatiana
dc.contributor.orcidLópez Sánchez, Wilson Ricardo [0000-0002-1377-0667]
dc.date.accessioned2025-11-22T16:19:00Z
dc.date.available2025-11-22T16:19:00Z
dc.date.created2025-11-04
dc.descriptionEl presente proyecto tiene como propósito implementar una arquitectura de control configurada bajo el estándar IEC 61499 para aplicaciones del Industrial Internet of Things (IIoT), utilizando la plataforma EcoStruxure Automation Expert (EAE) y equipos del portafolio de Schneider Electric (SE). La propuesta busca demostrar las ventajas de los sistemas abiertos, modulares e interoperables frente a las arquitecturas tradicionales basadas en IEC 61131, mediante la integración de protocolos de comunicación industriales como OPC UA y MQTT. La metodología incluyó la revisión de documentación técnica y entrenamientos sobre el software de ingeniería, el diseño de una arquitectura IIoT escalable y la implementación de una estación de bombeo simulada y controlada a través de EAE, con validaciones de comunicación y visualización en Node-Red y UaExpert. Los resultados evidencian un sistema flexible y portable, en el que se garantiza la interoperabilidad entre los diferentes dispositivos y plataformas. Se concluye que la adopción del estándar IEC 61499 favorece el desarrollo de soluciones industriales distribuidas, preparadas para la evolución tecnológica de la Industria 4.0.
dc.description.abstractThis project aims to implement a control architecture configured under the IEC 61499 standard for Industrial Internet of Things (IIoT) applications, using the EcoStruxure Automation Expert (EAE) platform and equipment from Schneider Electric’s (SE) portfolio. The proposal aims to demonstrate the advantages of open, modular and interoperable systems over traditional architectures based on IEC 61131 by integrating industrial communication protocols such as OPC UA and MQTT. The methodology included the review of technical documentation and engineering software training, the design of a scalable IIoT architecture and the implementation of a pump station simulated and controlled through EAE, with communication and visualization validations in Node-Red and UaExpert. The results show a flexible and portable system, in which interoperability between different devices and platforms is guaranteed. It is concluded that the adoption of the IEC 61499 standard favors the development of distributed industrial solutions, prepared for the technological evolution of Industry 4.0.
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11349/99906
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Distrital Francisco José de Caldas
dc.relation.referencesA. Parant, D. Zander, F. Gellot y A. Philippot, «IEC 61499 control architectures evaluation for automation software development,» IFAC-PapersOnLine, vol. 56, n.° 2, págs. 3660-3665, 2023.
dc.relation.referencesO. Peter, A. Pradhan y C. Mbohwa, «Industrial internet of things (IIoT): opportunities, challenges, and requirements in manufacturing businesses in emerging economies,» Procedia Computer Science, vol. 217, págs. 856-865, 2023.
dc.relation.referencesE. M. Cruz, L. G. Carrillo, L. C. Salazar y B. H. Rojo, «Comparación de estándares IEC 61131-3 e IEC 61499 para implementar sistemas de control distribuido,» en presented at the XXVIII Congreso Internacional Anual de la SOMIM, 2022.
dc.relation.referencesJ. Conway, «IEC 61499: La norma de automatización industrial para la portabilidad que permite aprovechar las ventajas de la Industria 4.0,» 2020, 998-21041914.
dc.relation.referencesK. Thramboulidis, «IEC 61499 vs. 61131: A comparison based on misperceptions,» arXiv preprint arXiv:1303.4761, 2013.
dc.relation.referencesC. Gerber, H.-M. Hanisch y S. Ebbinghaus, «From IEC 61131 to IEC 61499 for distributed systems: a case study,» EURASIP Journal on Embedded Systems, vol. 2008, págs. 1-8, 2007.
dc.relation.referencesA. F. Barrera Cuestas y M. G. Mantilla Castañeda, «Caracterización de los lenguajes de programación de alto nivel Structured Text y Sequential Function Chart, basados en el estándar IEC 61131-3,» 2022.
dc.relation.referencesV. Ashiwal, O. Miguel-Escrig, B. Wiesmayr, A. Zoitl y J.-A. Romero-Pérez, «Identification and Evaluation of Pitfalls in the Migration from IEC 61131-3 to IEC 61499: A Review,» IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society, 2025.
dc.relation.referencesW.L. Chimborazo Chugchilan, «Desarrollo de una arquitectura de comunicación de procesos industriales basados en la Industria 4.0 mediante la incursión de los contenedores y el estándar IEC 61499,» 2023.
dc.relation.referencesE. M. Cruz, L. G. Carrillo, L. C. Salazar y B. H. Rojo, «Comparación de estándares IEC 61131-3 e IEC 61499 para implementar sistemas de control distribuido,» en presented at the XXVIII Congreso Internacional Anual de la SOMIM, 2022.
dc.relation.referencesA. Vaclavova, P. Strelec, T. Horak, M. Kebisek, P. Tanuska y L. Huraj, «Proposal for an IIoT device solution according to Industry 4.0 concept,» Sensors, vol. 22, n.° 1, pág. 325, 2022.
dc.relation.referencesP. Peniak, E. Bubeníková y A. Kanáliková, «Validation of high-availability model for edge devices and IIoT,» Sensors, vol. 23, n.° 10, pág. 4871, 2023.
dc.relation.referencesM. Alabadi, A. Habbal y X. Wei, «Industrial internet of things: Requirements, architecture, challenges, and future research directions,» IEEE Access, vol. 10, págs. 66374-66400, 2022.
dc.relation.referencesM. Soori, B. Arezoo y R. Dastres, «Digital twin for smart manufacturing, A review,» Sus tainable Manufacturing and Service Economics, vol. 2, pág. 100017, 2023.
dc.relation.referencesM. Lombardi, F. Pascale y D. Santaniello, «Internet of Things: A General Overview between Architectures, Protocols and Applications,» Information, vol. 12, n.° 2, 2021, issn: 2078-2489. doi: 10.3390/info12020087. dirección: https://www.mdpi.com/2078-2489/12/2/87.
dc.relation.referencesF. Azzedin y T. Alhazmi, «Secure data distribution architecture in IoT using MQTT,» Applied Sciences, vol. 13, n.° 4, pág. 2515, 2023.
dc.relation.referencesL.Arnold, J. Jöhnk, F. Vogt y N. Urbach, «IIoT platforms’ architectural features–a taxonomy and five prevalent archetypes,» Electronic Markets, vol. 32, n.° 2, págs. 927-944, 2022.
dc.relation.referencesA. Enemosah y O. G. Ifeanyi, «Cloud security frameworks for protecting IoT devices and SCADA systems in automated environments,» World Journal of Advanced Research and Reviews, vol. 22, n.° 03, págs. 2232-2252, 2024.
dc.relation.referencesH. Trifonov y D. Heffernan, «OPC UA TSN: a next-generation network for Industry 4.0 and IIoT,» International Journal of Pervasive Computing and Communications, vol. 19, n.° 3, págs. 386-411, 2023.
dc.relation.referencesC. Pechlivanis, «Implementing IoT Technology in Practice: Monitoring the Supply Chain for Sustainable Operation,» WSEAS Transactions on Systems, vol. 22, págs. 349-359, 2023.
dc.relation.referencesF. A.Cavadini, G. Montalbano, G. Kollegger, H. Mayer y V. Vytakin, «IEC-61499 distributed automation for the next generation of manufacturing systems,» en The Digital Shopfloor Industrial Automation in the Industry 4.0 Era, River Publishers, 2022, págs. 103-127.
dc.relation.referencesH.DaRocha,R.Abrishambaf, J. Pereira y A. Espirito Santo, «Integrating the IEEE 1451 and IEC 61499 standards with the industrial internet reference architecture,» Sensors, vol. 22, n.° 4, pág. 1495, 2022.
dc.relation.referencesG. González-Mateos, M. A. Prada, A. Morán, R. González-Herbón y M. Domínguez, «A PID Control Architecture Based on IEC 61499,» IFAC-PapersOnLine, vol. 58, n.° 7, págs. 91-96, 2024.
dc.relation.referencesD. Calderón, F. J. Folgado, I. González y A. J. Calderón, «Implementation and Experimental Application of Industrial IoT Architecture Using Automation and IoT Hardware/Software,» Sensors, vol. 24, n.° 24, 2024, issn: 1424-8220. doi: 10.3390/s24248074. dirección: https: //www.mdpi.com/1424-8220/24/24/8074.
dc.rights.accesoAbierto (Texto Completo)
dc.rights.accessrightsOpenAccess
dc.subjectIEC 61499
dc.subjectIIoT
dc.subjectInteroperabilidad
dc.subjectEcoStruxure Automation Expert
dc.subjectOPC UA
dc.subjectMQTT
dc.subject.keywordIEC 61499
dc.subject.keywordIIoT
dc.subject.keywordInteroperability
dc.subject.keywordEcoStruxure Automation Expert
dc.subject.keywordOPC UA
dc.subject.keywordMQTT
dc.subject.lembIngeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas
dc.titleImplementación de una arquitectura configurada bajo el estándar IEC 61499 para aplicaciones IIoT
dc.title.titleenglishImplementation of an architecture configured under the IEC 61499 standard for IIoT applications
dc.typebachelorThesis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.degreePasantía
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 2 de 2
No hay miniatura disponible
Nombre:
Licencia de uso y publicacion.pdf
Tamaño:
212.01 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
No hay miniatura disponible
Nombre:
VillarragaArdilaAngieTatiana2025.pdf
Tamaño:
2.7 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Bloque de licencias

Mostrando 1 - 1 de 1
No hay miniatura disponible
Nombre:
license.txt
Tamaño:
7 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción: