Desarrollo de una interfaz humano-máquina para el proceso de empaquetado utilizando COBOT y comunicación Modbus TCP/IP

Abstract

En este proyecto de titulación se desarrolló e implementó una Interfaz Hombre–Máquina (HMI) para supervisar y controlar, en tiempo real, un COBOT dentro de un entorno industrial de empaquetado utilizando el protocolo Modbus TCP/IP. Se integraron los dispositivos en una misma red industrial, la HMI ejecutada en Raspberry Pi 4 y el controlador EC63, con el fin de habilitar el control y la supervisión del proceso. La solución integra funciones de gestión del cobot, monitoreo operativo y un sistema de alarmas en tiempo real, garantizando una operación segura y verificable. Las pruebas ICMP confirmaron el acceso y la estabilidad del sistema, registrando una pérdida del 0% y un tiempo medio de respuesta entre 2 y 3 ms. En la capa de aplicación (Modbus/TCP) se registró operación continua (∼ 27,7 s) con 0.638–3.659 ms de latencia (promedio ≈ 1,3 ms), sin retransmisiones ni códigos de excepción y con lecturas uniformes. En TCP/IP, las sesiones fueron estables, sin fallas ni pérdidas; el tráfico paralelo no afectó el canal principal. Las transacciones FC03 respondieron en 0.4–6 ms, lo que permitió actualizaciones en milisegundos y confirmó la confiabilidad del intercambio. La validación se realizó en la Universidad Estatal Península de Santa Elena, en su laboratorio de procesos, en un entorno físico de empaquetado donde el COBOT ejecutó toma, traslado y colocación en caja; se evidenció que la comunicación no es un factor limitante. Además, al basarse en Raspberry Pi 4 y software abierto, la HMI es más económica y accesible que un desarrollo equivalente de HMI en PLC, pues reduce costos de hardware y licenciamiento, facilita el mantenimiento y el escalado, y no compromete el desempeño en tiempo real.