Desarrollo de un marco de referencia para el control y supervisión remota de un sistema de potabilización de agua virtualizado, integrando tecnologías emergentes de sistemas ciberfísicos, realidad virtual y control sobre la red

Abstract

Los sistemas tradicionales de control local en entornos industriales presentan varias ineficiencias debido a la obligación de contar con personal en el lugar, el extenso cableado, las dificultades para lograr un control centralizado en instalaciones físicas extensas, los retos a la hora de escalar con la integración de nuevos componentes y los elevados costes operativos. Estos sistemas exigen la asistencia presencial de ingenieros expertos para supervisar, mantener y controlar los procesos, lo que conlleva costosos desplazamientos y un incremento de los tiempos de respuesta. Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema ciberfísico (CPS) que permite el control y la supervisión remota de una planta de purificación de agua virtualizada como caso de estudio, utilizando Sistemas de Control en Red (NCS), ingeniería de plataforma de extremo a extremo y Realidad Virtual (VR). El sistema también introduce un marco flexible con potencial de adaptación a otros campos, como la salud, donde la precisión, la estabilidad y las intervenciones remotas a tiempo son esenciales. Dados los recientes avances en cirugías robóticas a distancia, que ilustran la capacidad de los enfoques basados en NCS para facilitar operaciones precisas a través de largas distancias, la tecnología de este proyecto demuestra aplicaciones prometedoras en tareas remotas críticas más allá de la automatización industrial. Este trabajo presenta dos aplicaciones de software para potenciar la interacción del usuario con el proceso industrial. La primera es una aplicación web creada en React.js. Se construyó utilizando librerías como Lightweight Charts para la visualización de datos en tiempo real y Three.js para renderizar un modelo 3D interactivo del tanque. Esta aplicación proporciona una interfaz fácil de usar para supervisar y controlar el equipo industrial en tiempo real, que permite a los usuarios escalar, rotar y examinar el modelo 3D desde varias perspectivas, capacitándolo con características comunes que se encuentran en un software CAD. La segunda aplicación es un entorno de realidad virtual creado en Unity. Permite controlar y supervisar a distancia el proceso simulado de purificación del agua en el contexto de un metaverso, ofreciendo así una experiencia inmersiva al usuario.