Soluciones Siemens en una planta de Volkswagen

Soluciones Siemens en una planta de Volkswagen

2|2003
s
Productos, Sistemas, Soluciones para Totally Integrated Automation
Automatización
Monitoreo de
variables en la
industria azucarera
Tecnologías Sitrans y Simatic
integradas para automatizar
el control de procesos
Automatización
Precisión y rapidez
en el control de
tensión del material
Siemens moderniza el sistema
de control de producción en
una fábrica de neumáticos.
Accionamientos
Aptos para la clase
superior
Las grandes máquinas con
excitación por medio de
imanes permanentes amplían
su campo de aplicación
En foco:
Soluciones Siemens en una
planta de Volkswagen
En foco
El Polo de VW
4
Soluciones Siemens de
automatización e infraestructura
en una planta de Volkswagen
Un sistema que crece con la
demanda
6
Nueva versión del sistema de
mando de procesos Simatic PCS 7
ofrece mayor potencia
Automatización
Solución para el análisis de
gases de emisión
3
Sistema de análisis de gases de
emisión Ultramat 23 en la central
termoeléctrica de Paipa
Monitoreo de variables en la
industria azucarera
8
Tecnologías Sitrans y Simatic
integradas para automatizar el
control de procesos
La mejor posición
10
Simatic based technology ofrece
una plataforma para todas las
funciones tecnológicas
Precisión y rapidez en el control
de tensión del material
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En Ecuador, productos Siemens
modernizan línea de producción
en fábrica de neumáticos.
La base para recetas dulces 14
Automatización general de la
fabricación de chocolate
La automatización proporciona
máxima capacidad de
transbordo
16
Interconexión de PC industriales
en la terminal de contenedores
más moderna del mundo
"Motion Control": ahora mucho
más sencillo
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Simotion ofrece nuevas
soluciones para la producción de
vidrio soplado
Un equipo con tablero de
primera
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Tablero de iluminación y
distribución de energía
controlados por un PLC S7-226 en
el Club Atlético Boca Juniors
Accionamientos
Una cuestión de gusto
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La tecnología de automatización
confiere fina sensibilidad a los
robots destinados al tratamiento
de quesos
Aptos para la clase superior 22
Las grandes máquinas con
excitación por medio de imanes
permanentes amplían su campo
de aplicación
Con la finalización del proyecto PQ 24, la fábrica
“Nova Anchieta” de Volkswagen (VW) comienza
a operar con uno de los más modernos procesos
productivos del mundo, reafirmando la
excelencia de la tecnología Siemens, presente en
todas las etapas del proyecto.
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Novedades de Productos
Sirius Net
7
Arranca a toda marcha
Protección ante sobrecargas
del motor accionado
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(Protección I2t)
Micromaster 4ª Generación
El ingenio azucarero de Quebrada Azul S.A.
de Costa Rica, escogió a Siemens para
automatizar el proceso de producción,
utilizando equipos de última tecnología.
Sistema de análisis de gases de emisión Ultramat 23
en la central termoeléctrica de Paipa en Colombia
Las regulaciones ambientales son un
factor definitivo en el
direccionamiento del mercado de los
sistemas y equipos analíticos de
gases. Dichas regulaciones existen en
muchos países alrededor del mundo
con standard de calidad del aire
ambiente para componentes
polucionantes como monóxido de
carbono, óxido de nitrógeno, óxido
de azufre, componentes orgánicos
volátiles y material particulado.
La central termoeléctrica de Paipa (Colombia)
"Termopaipa" tiene un fuerte compromiso
con el medio ambiente de la región y la calidad de su aire, por esta razón necesitó implementar dos sistemas, el primero es un sistema analítico de gases de emisión en las chimeneas de las unidades de generación dos y
tres con el fin de poder determinar las concentraciones de los componentes polucionantes, controlar su emisión de acuerdo con
los niveles de emisión determinados por las
leyes ambientales y con base en esto alcanzar
mejores niveles de eficiencia del proceso haciéndolo más limpio y rentable y el segundo
sistema es la determinación de concentración de oxígeno en calderas. El líder de este
proyecto fue el Departamento de seguridad y
medio ambiente de Termopaipa.
Página 8
El grupo PI (Process Instrumentation and
analytics) de la división A&C Colombia, desarrolló el sistema solicitado por el cliente, suministró todos los equipos necesarios para el mismo y prestó el soporte técnico en la instalación
y la puesta en marcha del sistema.
El consorcio Garper Ingeniería – Hyundai Co. realizó el suministro final y montaje de los sistemas
para Termopaipa. La primera parte fue el sistema
de análisis de gases de emisión con el sistema
Ultramat 23 y la segunda parte fue el sistema de
medición de oxígeno para las calderas.
Descripción de los sistemas suministrados
Se debe tomar una muestra de gas a analizar
en cada chimenea para determinar la concentración de los gases de su respectiva unidad,
para este fin se instalaron en cada una de las
chimeneas sondas de toma de muestras (sondas de extracción) equipadas con filtros para
evitar que polvos y otras materias sólidas entren en el sistema.
Los puntos de muestreo estan a una altura
aproximada de 30 y 40 metros cada uno por lo
que fue necesario transportar el gas de muestra por medio de una tubería recubierta y precalentada. En este punto el gas a analizar entra al
gabinete del equipo analítico donde esta el sistema de preparación de muestras y los analizadores Ultramat 23.
El sistema de preparación se compone principalmente de bombas, enfriadores, filtros y
sensores de humedad que dejan el gas en condiciones óptimas de entrada a los analizadores
Ultramat 23.
El Ultramat 23 de Siemens es un analizador
Multicomponente que utiliza los principios de
medición Infrarrojo no dispersivo(NDIR Single
Beam) y celda electroquímica.
La nueva tecnología del principio Single
La compañia Ecuatoriana de Caucho del
grupo alemán Continental, cumple con la
estricta exigencia de normas de calidad para
la elaboración de neumáticos, utilizando
tecnología Siemens en el control de la
producción.
i
Ultramat 23
Contacto:
[email protected]
Beam ofrece una solución económica para medición de gases activos al infrarrojo en industrias de proceso o en emisiones de una planta
generadora.
El sistema suministrado a Termopaipa actualmente está determinando las concentraciones de monóxido de carbono, oxido de nitrógeno, dióxido de carbono y oxígeno.
Debido a que el Ultramat 23 tiene una capacidad máxima de análisis de 3 componentes activos al infrarrojo y de concentración de
oxígeno determinada por celda electroquímica, la tarea de análisis de estos cuatro componentes se distribuyó en 2 analizadores, así: El
primero determina monóxido de carbono y
oxígeno, el segundo determina óxido de azufre y de nitrógeno.
Una de las características que hace único al
Ultramat 23 es su autocalibración con aire ambiental AUTOCAL - No Calibration Gas Bottles.
La mayoría de los analizadores de gases se
pueden autocalibrar con válvulas solenoides y
cilindros de gas de calibración. El Ultramat 23
ofrece esto sin necesitar los costosos cilindros
de gases de calibración, sólo con aire ambiente.
Este procedimiento puede programarse cíclicamente entre 3 y 24 horas y el analizador lo
realiza automáticamente.
Este inteligente principio de calibración está comprobado en campo con miles de analizadores, los usuarios aprecian que el analizador es libre de mantenimiento gracias al autocal, y que los errores típicos con el uso y
manejo de los cilindros de calibración no volverán a suceder.
La información entregada por los analizadores Ultramat 23 se maneja por medio de un
PLC Simatic de Siemens, y se lleva a una estación de control donde se visualiza por medio
del software de visualización Protool Pro.
Determinación de Oxigeno en el haz de
convección de las calderas
Para este análisis se suministraron analizadores
con celdas de Oxido Zirconio con una sonda de
1,8 m de longitud y un rango de temperatura
de 1400 ºC. Se suministraron 3 equipos, uno
para cada unidad de generación.
Estos equipos presentan alta estabilidad, precisión y confiabilidad en este tipo de aplicaciones, la puesta en servicio es bastante sencilla al
igual que sus sistemas de calibración.
■
Página 12
Central termoeléctrica de Paipa
Utramat 23
advance 2-2003
3
Automatización
Indice
advance
Solución para el análisis de
gases de emisión
i
Automatización
Estación de casamiento
En foco
Contacto:
[email protected]
El Polo de VW
Con la finalización del proyecto PQ
24, la fábrica "Nova Anchieta" de
Volkswagen (VW Brasil) comienza a
operar con uno de los más modernos
procesos productivos del mundo,
reafirmando la excelencia de la
tecnología de Siemens, presente en
todas las etapas del proyecto, desde
la ingeniería hasta las soluciones de
automatización y los sistemas de
infraestructura.
El proyecto de una nueva línea de producción
requirió la reforma completa del sector
montaje, comprendiendo, entre otros, la ampliación de las subestaciones de energía eléctrica, y la instalación de estaciones transformadoras, tableros y barras de distribución,
así como el equipamiento para la refrigeración del agua, los sistemas de iluminación y
de aire comprimido, y también la modificación integral de la infraestructura de la planta
de Volkswagen para adecuarla a la nueva línea de producción.
También en el sector montaje, coronando la asociación estratégica con VW
de Braunschweig, la empresa encomendó a Siemens el suministro de las soluciones de automatización para la soldadura de las carrocerías. La utilización de
los PLC Simatic S-7 permite a la unidad
Anchieta emplear modernas técnicas de
4 advance 2-2003
soldadura, además de operar con un sistema de transporte perfectamente sincronizado, que asegura el perfecto posicionamiento de las piezas a procesar y asegura
la elevada calidad que exige la industria
automovilística. Las instalaciones de la cabina láser GEO, responsable de la geometría, también alcanzan un sincronismo
perfecto, reflejando otra importante conquista de la asociación con Braunschweig.
Ese modelo de operación hace
que Nova Anchieta sea una de
las plantas más modernas de
VW en actividad en el mundo.
Para simplificar la gestión,
Siemens desarrolló -en conjunto con Volkswagen- un panel de
operaciones capaz de suministrar en tiempo real informaciones de todas las etapas del proceso. Sobre la base del moderno FI45 de la familia Simatic, la
interface hombre-máquina asegura el máximo confort y facilidades, tanto a los operadores
como a los supervisores o gerentes.
La tecnología de Siemens
también fue vital para garantizar la interconexión de las diferentes unidades productivas,
proyectando un sistema de
transporte que establece la
unión entre los sectores de
montaje y pintura hasta llegar al de montaje final.
Además de los controladores eléctricos
y los accionamientos, los suministros de
Siemens también incluyeron toda la adecuación de la obra civil, las estructuras
metálicas, las plataformas, los transportadores de rodillos, las mesas giratorias, los
elevadores, las mesas transversales y el
depósito de carrocerías.
En el sector montaje final, además de actuar como "contratista general", Siemens
fue el responsable del dimensionamiento,
proyecto e instalación de las estructuras
metálicas y plataformas que soportan todo
el sistema de transporte aéreo y servicios.
Dentro de la más moderna técnica de servicios para la industria automovilística,
Siemens proveyó un sistema completo de
iluminación automatizada para la línea, to-
쑸
Soluciones Siemens de automatización e
infraestructura en una planta de Volkswagen en Brasil
Soldadura de la plataforma
mas industriales y aire comprimido.
La tecnología Siemens también está
presente en los transportadores aéreos
que para VW no sólo son prácticos y ofrecen el confort que se percibe a primera vista, también tienen almacenadas las curvas
que permiten adecuarlas perfectamente a
la ergonomía de los colaboradores de la
empresa, además de informaciones completas de cada uno de los vehículos así como el exacto posicionamiento en cada estación de transferencia.
Sobre la base del concepto de automatización totalmente integrada (TIA), Siemens
también automatizó el proceso de pegado
de la protección interna del techo de los automóviles, del tablero de mando y de los
cristales, así como el suministro de todos
los manipuladores para la instalación del tablero, las puertas, la batería, los paneles
frontales, los asientos y las ruedas.
Confirmando una vez más el elevado nivel de su tecnología, Siemens suministró el
sistema completo para el montaje de la unidad motriz en la carrocería - un casamiento
perfecto entre ambos - incorporando también los controles automatizados de los movimientos y la aplicación del par adecuado
en los aparatos atornilladores.
Además, Siemens suministró una estación automatizada completa para proveer
y probar todos los fluidos del vehículo.
En las plataformas transportadoras, también provistas por Siemens, se realizan las
pruebas eléctricas, cuya secuencia controla
automáticamente una computadora específica que orienta y almacena todas las informaciones resultantes de los ensayos.
Después de toda una serie de ensayos
eléctricos estáticos, todos los vehículos deben pasar la más completa y moderna selección de pruebas dinámicas. Asimismo, en un
desarrollo exclusivo para la industria automovilística, Siemens proyectó una cabina para realizar la más completa secuencia de
pruebas para determinar el comportamiento
de los vehículos en aceleración, desempeño,
frenado, simulación de marcha en curva, ruidos y emisión de gases.
Después de un exigente control de calidad realizado en el túnel de luces, el vehículo también se somete a pruebas de estanqueidad en una cabina provista por
Siemens.
Presente en todo el ciclo de vida de una
planta industrial, desde la concepción hasta
su puesta en servicio, Siemens también
ofrece sus servicios de mantenimiento,
aplicando localmente la tecnología que la
ubica en la posición de líder mundial de automatización industrial.
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Desplazamiento
de la plataforma
advance 2-2003
5
En foco
쑸
En foco
Links relacionados con el tema:
www.siemens.de/pcs7
Estructura cuantitativa ampliada
Un sistema que crece con la demanda
Nueva versión del sistema de mando de procesos Simatic PCS 7 ofrece mayor potencia
La moderna arquitectura cliente / servidor
del Simatic PCS 7 en su nueva Versión 6.0 soporta hasta doce servidores así como un máximo de 32 clientes por servidor. Al mismo
tiempo se incrementó la estructura cuantitativa a unos 5.000 puestos de E/S. Como el sistema Simatic PCS 7 "crece" con la ampliación
de la instalación, se eliminan costosas capacidades de reserva y la reducción en la existencia de repuestos permite disminuir aún
más los costos.
Funcionalidades ampliadas de "batch" y
de validación
La principal aplicación de los controladores
Simatic PCS 7 se encuentra especialmente
en las instalaciones de producción de las industrias de la ingeniería de operaciones y
procesos. Este sistema de control de procesos, que en un principio fue creado como
un medio de estructura cuantitativa reducida para controlar aplicaciones sencillas, en
los últimos años fue desarrollado en forma
consecuente y ahora ofrece potentes soluciones escalables para todas las aplicaciones de la técnica de control de procesos.
Configuración en funcionamiento
Uno de los inconvenientes más serios que
presentaban las versiones antiguas del PCS
7 era que no se podían reemplazar o agregar unidades periféricas con el sistema en
funcionamiento. Sin embargo, esta característica funcional resulta imprescindible en
instalaciones en las cuales la producción,
ya sea por su capacidad o por el tipo de proceso utilizado, debe adaptarse frecuentemente a nuevas condiciones de contorno.
Así, en la industria de la ingeniería de
operaciones y procesos es un hecho cotidiano que un procedimiento se ensaya y
optimiza en pequeña escala antes de que
la producción se amplíe para fabricar los
primeros lotes aptos para el mercado. Por
otra parte, las modificaciones en la legislación vigente también pueden requerir
adaptaciones en los procesos y con ello en
la técnica que los controla. En la gran mayoría de los casos, ya sea por razones económicas o de la técnica de los procesos,
resulta inconveniente e incluso muchas
6 advance 2-2003
veces imposible desconectar toda la instalación para realizar estas modificaciones.
Con la nueva versión del PCS 7 los componentes conectados al Profibus también podrán reemplazarse "in run" (en funcionamiento). De esta manera, en todos los controladores estándar de la serie S7-400 y el
sistema periférico ET 200 M conectado al Profibus DP podrán efectuarse en pleno servicio
las modificaciones necesarias como, por
ejemplo, agregar y quitar nuevas estaciones
o módulos de E/S (entrada / salida). Esta capacidad para efectuar modificaciones "on line"
en el nivel de los controladores se amplió paralelamente al nivel de la visualización: todos
los cambios realizados en la estación de ingeniería se cargan "on line" por medio del bus
de la instalación (Ethernet Industrial) en la
estación del operador (servidor y clientes) sin
que por ello el servicio se vea afectado.
Producción automatizada de cerveza y otras
bebidas
El sistema de mando de procesos cerveceros "Braumat" es desde
hace años una marca acreditada en la automatización de fábricas de cerveza. En la reciente exposición internacional del ramo
cervecero "Brau 2002", realizada en Nuremberg, Alemania, se
presentaron dos versiones de este acreditado sistema: el "Braumat Classic" ya conocido y el nuevo "Braumat PCS 7".
Ambas variantes implementan las bases para la representación
de la estructura de las instalaciones y del proceso cervecero según la Norma ISA S88 de la Instrument Society of America (Sociedad de Instrumentación de EE.UU.) y con esto asisten de
manera eficiente la planificación y el funcionamiento de las instalaciones cerveceras.
Braumat PCS 7, la nueva variante del sistema, además, se
asienta sobre la técnica de automatización universal de "Totally
Integrated Automation" (Automatización Totalmente Integrada) – desde la recepción de la malta hasta el envasado de la
cerveza. El sistema Braumat PCS 7 es escalable y se adapta tanto a fabricas de cerveza de pequeña envergadura como a las
grandes cerveceras. El sistema "Route Control" (de control
de rutas) permite gobernar en forma segura las rutas de
producto más complejas como, por ejemplo, las que se
encuentran en las playas de tanques.
El nuevo software flexible por "batch"
(lote) puede escalarse en forma continua
y aplicarse en instalaciones de toda envergadura, tanto en sistemas de un puesto como en una arquitectura del tipo
cliente / servidor. El servidor "batch" esta
diseñado con alta disponibilidad y gracias a una estructura de recetas jerárquica, el batch flexible también satisface los
requerimientos de la norma ISA S88.01.
Para satisfacer la creciente importancia
de la obligatoriedad de validación de las
instalaciones según 21 CFR, Parte 11, en
la Versión 6.0 se amplió aún más la funcionalidad de validación. Ahora comprende "Audit Trail" (comprobación de
auditoría) para la protocolización de modificaciones en recetas y operaciones de
recetas, así como modificaciones durante
la producción. También son nuevas la
protección de acceso con una administración de usuarios centralizada basada en
Windows 2000 y extendida a toda la instalación, así como la utilización de firmas electrónicas.
Por medio del nuevo sistema de archivado de alta capacidad - sobre la base del
"Microsoft-SQL-Server - se pueden archivar ahora unos 5 000 valores del proceso
por segundo, así como dominar ráfagas
de alrededor de 15 000 avisos en 10 segundos. Para descargar y asegurar los archivos se dispone en forma estándar de
un "Backup" (resguardo) de archivos integrado. Además de las clases de avisos conocidas se podrán asignar prioridades de
avisos para que el operador obtenga ma-
yor claridad ante estructuras cuantitativas mayores y el volumen de avisos. Otras
funciones adicionales como "Loop in
Alarm" (Lazo en Alarma) y "Selección de
Imagen por medio de Punto de Medición"
facilitan la tarea del operador y, con sólo
pulsar el "Mouse", lo llevan directamente
- sin necesidad de contar con otros recursos de proyecto - a la imagen correspondiente del proceso para que allí pueda
procesar la causa del problema.
Manejo sencillo de grandes proyectos
Las funciones del sistema de ingeniería
asisten a la estructura cuantitativa ampliada del sistema Simatic PCS 7 para dominar proyectos grandes y muy grandes.
De esta manera, por ejemplo, con "Multiproject Engineering" (Ingeniería Multiproyecto), los grandes proyectos pueden
subdividirse, de acuerdo con aspectos
tecnológicos, en varios proyectos parciales para que los mismos sean elaborados
en paralelo por otros tantos proyectistas.
El módulo adicional de la vista del objeto
del proceso ofrece tanto la vista tecnológica conocida como una representación
con forma de tabla de todos los aspectos
del objeto de un proceso, en la que se
podrán controlar y modificar directamente de manera coherente las características del objeto.
Además, ahora es posible copiar y luego cambiar el nombre de una instalación
parcial completamente proyectada y probada con todos sus planos, controles de
secuencias y diagramas. En este proceso
también se adaptan automáticamente
todas las interconexiones internas entre
los planos, los diagramas y los módulos,
así como los controles de secuencias. De
esta manera se podrán duplicar en un
tiempo mínimo instalaciones parciales
complejas o líneas de producción completas de una gran planta.
El sistema ET 200M de aparatos
periféricos para el proceso, así como los
componentes para convertir el Profibus DP
en el Profibus PA fueron homologados
para su uso en la Zona 2 de Protección
contra Explosiones y así, confieren mayor
libertad para estructurar en el campo los
aparatos periféricos de E/S.
■
Novedades de Productos
i
Sistema de mando de
procesos Simatic PCS 7
Sirius Net
Arranca a toda Marcha
La nueva presentación en Internet
transporta al universo de los
arrancadores de motores Sirius Net
Para el lanzamiento al mercado del
arrancador de motores ET 200S "Failsafe"
- una novedad mundial en el campo de la
técnica de seguridad - se diseñó nuevamente la presentación en Internet del
arrancador de motores Sirius Net con capacidad de comunicación. Desde las velas solares desplegadas de un satélite se
pueden bajar las informaciones correspondientes al portafolio de los arrancadores de motores para conectar a AS-Interfaz y Profibus DP, con la clase de protección IP 20 ó IP 65. Además de este
micrositio (microsite), las hojas ampliatorias de detalles ofrecen la posibilidad
de comparar entre sí los diferentes productos, analizar las respectivas ventajas
y, de esta manera, llegar rápidamente a
la solución óptima requerida para la aplicación particular. Les deseamos un agradable vuelo por el universo de los arrancadores de motores Sirius Net.
Para todos aquellos que prefieran
mantenerse en tierra les podremos suministrar las mismas informaciones a través de la nueva publicación: "Sirius Net kommunikationsfähige Motorstarter mit
Power" (Sirius Net - Potentes arrancadores de
motores con capacidad de comunicación),
Número de Pedido E20001-A310-P302-V.
■
i
Sirius Net
Links relacionados con el tema:
www.siemens.de/siriusnet
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7
Automatización
Monitoreo de variables en la industria
azucarera
Contacto:
[email protected]
Tecnologías Sitrans y Simatic integradas para automatizar el control de procesos
Quebrada Azul S.A. es un Ingenio
Azucarero ubicado en la zona norte
de Costa Rica, el cual ha escogido a
Siemens para automatizar las
diferentes partes del proceso
azucarero, utilizando equipos de
última tecnología como lo son:
sensores de flujo magnético
Sitrans FM, sensores de presión
Sitrans P DS III, transmisores de
temperatura Sitrans TK-H y sensores
de temperatura Sitrans T. Todas estas
señales de campo son monitoreadas
mediante autómata programable
Simatic S7-300 y equipos de
visualización HMI.
En el Ingenio Quebrada Azul se realiza el
monitoreo de las calderas como primer paso, utilizando un S7-300 CPU 315-2DP, una
computadora con tarjeta Profibus CP5613 y
un panel de operador OP170B.En la computadora se da acceso a la información
necesaria para que los operadores de la
planta puedan visualizar el comportamiento de las calderas y demás procesos
azucareros. En el proceso de calderas se
logran visualizar diferentes variables como son temperaturas, presiones y flujos
Transmisores de presion absoluta
Sitrans P DS III para monitorear presión
hogar caldera
8 advance 2-2003
volumétricos utilizando los sensores adecuados para su medición. El monitoreo se
realizó en 3 calderas: dos de 40000lb/h y
una de 80000lb/h. Por cada caldera se tomaron 6 diferentes mediciones, las cuales
llegaban al rack del PLC en donde se cuenta con módulos de entradas analógicas.
Las seis señales por cada caldera corresponden a: presión de hogar (medición
de presión de vacío de los hornos), presión vapor (medición de la presión de vapor a la salida de la caldera), flujo de vapor (medición del flujo de vapor mediante
placa de orificio con transmisores diferenciales), temperatura de vapor (medición
realizada con RTD y transmisor de temperatura a la salida de vapor de la caldera),
flujo de agua (medición realizada a la entrada del domo mediante sensores de flujo magnético), y niveles de los domos
(medición realizada en extensión del domo mediante transmisores diferenciales).
Para la medición del flujo de vapor mediante placa de orificio se utilizaron transmisores diferenciales Sitrans P DS III y se
realizó la compensación del mismo mediante transmisor de presión manométrica Sitrans P DS III para presión de vapor y
transmisores de temperatura Sitrans TK-H
para temperatura de vapor después del sobrecalentador. En el caso de presión de hogar se utilizaron transmisores Sitrans P DS III
de presión absoluta, medida importante
Transmisor sensor de flujo magnético para
medir flujo de jugo de caña
para mantener la presión de vacío constante en el interior del horno mediante el control inducido (damper utilizado para extraer
los gases residuales de la combustión).
Finalmente se utilizaron transmisores
de caudal magnético inductivo Sitrans FM
para el dato de flujo de agua hacia los domos de las calderas. A la vez se controla
el nivel de los domos mediante válvulas
On-Off según el nivel reportado por los
Sitrans P DS III. Además se incluye el monitoreo de flujo de jugo alcalizado mediante sensor de flujo magnético inductivo Sitrans FM.
Los datos son escalados en el programa
del PLC, los cuales son desplegados en un
panel de operador OP170B que se encuentra instalado en el tablero del PLC, cerca
de los operadores, los cuales tienen un fácil y rápido acceso al comportamiento de
las calderas. Estos datos también son
mostrados en una computadora que se
encuentra en la sala de control, utilizando
WinCC vía Profibus. Los datos que se consultan en WinCC a la vez son llevados a diferentes bases de datos que posee el departamento de computo, mediante un
software desarrollado en el Ingenio llamado WinTag el cual es un utilitario que simplifica el trabajo de transferir los Tags (variable física del proceso, como por ejemplo: Temperatura, presión, flujo, etc.) de
WinCC de Siemens hacia otras Bases de
Sensores de flujo magnético inductivos
Sitrans FM, para medir flujo de agua para
alimentación de agua a calderas
i
Sensores y transmisores
Sitrans, Simatic S7-300
Datos. Dicho de otra manera, WinTag coloca
al alcance de otras Bases de Datos, los valores de los Tags de WinCC de Siemens. Este
utilitario hace el trabajo de puente entre
WinCC y cualquier otra Base de Datos Externa, resaltando la bondad del WinCC
con otras bases de datos por ser ODBC
(Open Data Base Connectivity). Opera de
manera rápida y 100% confiable. Al igual
que muchas otras herramientas y métodos existentes en el mercado, WinTag es
una interface más, que también ofrece
una alternativa sencilla para llevar los
Tags a otras Bases de Datos como Oracle,
SQL Server, InterBase, SYSBase, Access,
Internet, Tablas Páradox, Tablas DBF,
Word, Excel, TXT, etc...WinTag es una interface desarrollada para acceder y permitir manipular los valores de los Tags almacenados en el banco de datos del programa WinCC de Siemens. Es una aplicación
hecha para acceder a los valores de los
Tag's de WinCC de Siemens y facilitar el
envío de los mismos a una Tabla Destino
en cualquier otra Base de Datos.
Estos valores pueden ser desplegados
prácticamente en cualquier computadora
que se encuentre en la red interna del ingenio. Con la recolección de estos datos,
el personal del ingenio ha podido implementar ciertas medidas para un mejor
funcionamiento de las calderas y procesos en general del Ingenio.
Con dicha computadora se encuentra
enlazado otro PLC 315-2DP que controla
otra sección del ingenio (Molinos, mesas
de caña).
Esto deja abierto el sistema para futuras estrategias de control como lo son:
Control de inducido, el cual consiste en la
modulación del damper de tiro inducido
basado en el sensor de presión del hogar.
Control de forzado (damper utilizado
para ingresar oxigeno a la combustión)
cuya estrategia consiste en la modulación de alimentadores de combustible y
damper de tiro forzado basado en el sensor de presión y flujo de vapor de la caldera, control basado en la relación aire
combustible y presión de la Caldera.
Control de nivel de domos mediante
modulación de válvula para control de nivel basado en el sensor de nivel del do-
mo, flujo de vapor de la caldera y flujo de
agua hacia el domo, control de purga automática de la caldera.
En general cuando estas estrategias
de control sean implementadas el operador podrá controlar en forma manual o
automática las calderas ó cualquier parte
del proceso desde la PC mediante una interface gráfica de la caldera o desde los
paneles de operador correspondientes.
Cuando el modo manual es seleccionado
el operador podrá decidir como manejar
la válvula de alimentación de agua a la
caldera, o los damper de tiro forzado, o
de tiro inducido o bien los alimentadores
de bagazo según el lazo de control que se
haya decidido poner en manual. En automático podrá decidir los setpoint correspondientes para que el sistema se encargue de ajustar los actuadores correspondientes para mantener las condiciones
deseadas. El operador tendrá acceso a
gráficas de tendencias para observar
comportamientos de las variables deseadas en tiempo real o pasado (minutos,
horas, días, semanas o meses atrás).
Además podrá ver y reconocer alarmas,
realizar diferentes tipos de reportes, etc.
Esta configuración deja abierta la posibilidad de expansión utilizando equipos Profibus, planeando así en un futuro
la incorporación de más secciones del ingenio al sistema como lo son evaporadores, tachos, etc.
■
Monitoreo de flujo de vapor con placa de
orificio mediante transmisor Sitrans P DS III
diferencial compensado por transmisores de
presión de vapor Sitrans P DS III y transmisor
de temperatura TK-H
Gabinete de control para monitoreo
de calderas
Medición de nivel de domo mediante transmisores
diferenciales Sitrans P DS III
advance 2-2003
9
La mejor posición
Links relacionados con el tema:
www.siemens.de/simatic-technologie
Simatic based technology ofrece una plataforma para
todas las funciones tecnológicas
En numerosas aplicaciones
industriales deben realizarse
funciones tecnológicas tales como
contar, medir, posicionar y mandos
por levas en diferentes
combinaciones y grados de
complejidad. La solución es "Simatic
based technology" que ofrece al
usuario una plataforma general para
solucionar todas estas funciones con
costos óptimos y escalamiento fino,
confortablemente, sin problemas de
interfaces y con la mayor libertad
posible en la estructuración.
Hoy en día la competitividad es el principio y el
fin en la construcción de máquinas. Tanto los
constructores de máquinas como los operadores de instalaciones y los integradores de sistemas buscan continuamente nuevas soluciones que permitan obtener mayor potencia,
confiabilidad, flexibilidad y costos más convenientes en sus aplicaciones. La automatización
inteligente es una condición previa para esto y
asegura una ventaja decisiva.
Amplia oferta de un único proveedor
Los controladores Simatic, desde siempre, no
sólo brindan al usuario la funcionalidad del
PLC, también ofrecen las variantes más diversas para solucionar tareas tecnológicas. Esta
amplia oferta se agrupó bajo la denominación
"Simatic based technology" y, entre otros,
comprende las siguientes rubros: contar, medir, posicionar, regular y comandar por medio
de levas.
Para el usuario la oferta proveniente de un
proveedor único presenta ventajas decisivas
frente a soluciones heterogéneas: éste no necesita abandonar del entorno conocido de ingeniería y puede aprovechar las ventajas que
le ofrece "Totally Integrated Automation"
(Automatización Totalmente Integrada) tales
como la universalidad en el mantenimiento
de datos, la comunicación, y de la realización
del proyecto / de la programación. El usuario,
sobre la base de las funciones tecnológicas,
podrá seleccionar la combinación óptima para
cada tarea y también, realizar aplicaciones individuales cuasi "a medida".
10 advance 2-2003
Resumen de funciones tecnológicas:
Contar y medir
Entre estas funciones tecnológicas se tiene
el conteo de impulsos con frecuencias entre
10 y 500 kHz. Con esto se podrán contar en
forma continua, de una vez o periódicamente eventos y activarse acciones rápidas
en función del estado de los contadores. En
la medición se registran, por ejemplo, longitudes de recorridos, revoluciones, frecuencias y la duración de periodos. En este caso para la captación de los recorridos se utilizan sensores
incrementales o SSi.
Posicionar
Tanto en la industria del empaque, ...
Conformación con estructura fina
Las cinco alternativas con las cuales "Simatic
based technology" ofrece potencia finamente
escalable en hardware y software hacen posible una solución confeccionada a medida. Así,
numerosas tareas tecnológicas pueden implementarse directamente con las funciones ya
integradas en los equipos Simatic S7 sin requerir hardware y software adicional, así como
fijar sus parámetros por medio del paquete básico de Step 7. Así las CPUs ya contienen las
funciones tecnológicas requeridas para contar, medir, regular y posicionar y utilizan las entradas / salidas propias de la CPU para su ejecución. Una solución económica que permite
ahorrar espacio en máquinas compactas con
pocos ejes y canales de conteo y regulación.
Los módulos funcionales que se pueden
cargar ofrecen una flexibilidad especial para
funciones sencillas de regulación y posicionamiento que se podrán aplicar en todo el
hardware S7. Aquí la plataforma de ejecución seleccionada define el desempeño y la
dinámica. Para que el operador pueda parametrizar con mayor facilidad, dispone de
máscaras confortables para Step 7. Los sensores y los actuadores se conectan al sistema
Simatic por medio de módulos estándar.
En el programa del sistema Simatic tam-
como en grandes rotativas impresoras ...
bién existe una solución para las funciones
contar, medir y posicionar en instalaciones
distribuidas sin depender de la CPU: los módulos funcionales parametrizables ET 200S.
Algunos de estos módulos inteligentes del
sistema periférico descentralizado en conexión con la CPU también permiten solucionar
problemas de regulación. En este caso se
mantienen todas las ventajas inherentes del
sistema tales como cableado inteligente, enchufar y desenchufar los módulos en funcionamiento o la estructura con modularidad fina. Estos módulos, con su eficiente interface
de control y acuse de ejecución, son adecuados, especialmente, para aplicaciones con
numerosos ejes y canales de conteo. La parametrización también se realiza con Step 7.
Para requerimientos elevados
Cuando las funciones tecnológicas deben ejecutarse con toda exactitud y elevada dinámica
entonces, sin dudas, la elección recae en los
módulos funcionales parametrizables de los
sistemas Simatic S7-300 / S7-400 y C7. Estos
solucionan tareas tecnológicas en forma autónoma sin cargar a la CPU. La puesta en servicio
y el reemplazo de módulos resultan muy sencillos para el usuario porque los ajustes se parametrizan con una herramienta de proyectos
o en la producción de botellas, al igual que en
otros numerosos ramos de la industria, se deben
implementar funciones tecnológicas como contar,
medir, posicionar o comandar por medio de levas.
bajo Step 7 y podrá almacenarlos en la tarjeta
de memoria de la CPU. Los programas de usuario pueden utilizarse universalmente para los
módulos funcionales de los sistemas S7-300 y
S7-400 porque éstos son similares en funcionalidad y parametrización.
Los usuarios del espectro de sistemas Simatic prácticamente ya no tienen límites incluso
en la realización de funciones tecnológicas de
elevado desempeño. Los módulos de aplicación del universo de Simatic brindan todas las
funciones tecnológicas con casi cualquier interconexión y cantidad. Con esto todavía ofrecen otras ventajas: combinan la flexibilidad de
la CPU con la potencia de cálculo de los módulos de funciones específicas con el procesador
y brindan un desempeño máximo. La adaptación de los módulos de aplicación a cada empleo se realiza por proyecto o por programación con herramientas de software estándar
de Simatic (en forma gráfica o por textos). El
proyecto realizado se almacena en una tarjeta
de memoria para simplificar el reemplazo de
módulos. Además, los módulos de
aplicación pueden ampliarse de manera
discrecional y podrán utilizarse en forma
centralizada o descentralizada (en el caso de
los módulos de la serie 300), en sistemas
diferentes a los S7.
■
En la aplicación de esta función se diferencia
entre: posicionar en forma controlada con
velocidad rápida / muy lenta, posicionar de
manera regulada diferentes ejes y la interpolación de varios ejes o su sincronización. Para
esto se utilizan diferentes sistemas de medición y se aplican tanto convertidores de frecuencia con motores asincrónicos como también motores paso a paso o servos.
Regulación
La regulación de magnitudes analógicas como, por ejemplo, temperatura, presión o
flujo se realiza por medio de sistemas intermitentes (por pasos), así como reguladores
continuos o por impulsos. Un complemento
son las estructuras de regulación parametrizables terminadas o con programación flexible como, por ejemplo, regulación de valor fijo, en cascada, por servocontrol, control de relación y de mezcla. Las mismas se
pueden aplicar en forma universal para las
funciones de regulación más variadas.
Mando por levas
Con los sistemas electrónicos de control por
levas pueden ejecutarse acciones dependientes del recorrido o del tiempo de manera más
sencilla y flexible que utilizando elementos
mecánicos. Las funciones de los mandos por
levas permiten implementar predicciones dinámicas y comportamientos con histéresis.
Además, las mismas trabajan con dependencia direccional. Con estas funciones se
obtienen tiempos de reacción corrientes de 35
µs y algunos componentes incluso logran alcanzar 1 µs.
advance 2-2003
11
Automatización
Automatización
i
Funciones tecnológicas de
Simatic based technology
i
Variador de velocidad
Simoreg, PLC Simatic S7-400
Consola de
mando de la
línea calandria
Links relacionados con el tema:
www.siemens.de/simotion
Contatos:
[email protected]
[email protected]
Tablero con variadores de velocidad Simoreg
쑸
쑸
Panel estación ET 200 remota
Vista de la Compañia. Ecuatoriana del Caucho
Cuenca-Ecuador
Precisión y rapidez en control
de tensión del material
PLC Simatic S7-400
쑸
Vista parcial de la línea calandria
En Ecuador, productos Siemens modernizan línea de
producción en fábrica de neumáticos.
Con una producción anual de dos
millones de llantas de diferentes
tipos, Compañía Ecuatoriana del
Caucho del grupo alemán
Continental logra satisfacer no sólo la
demanda interna de Ecuador sino
que además es uno de los
exportadores más importantes de la
región. Sus productos se
comercializan a otros países del Pacto
Andino como Venezuela, Colombia,
Perú y Bolivia.
La estricta exigencia de normas de
calidad para la elaboración de los
neumáticos convierte el proceso de
producción de esta industria en un
sistema de mejoramiento
permanente que los lleva a buscar
soluciones eficaces, acorde a su
misión empresarial.
12 advance 2-2003
Un neumático se compone de varias capas de
nylon recubiertas por caucho que están reforzadas por hilos de acero. Luego de ser unidas
se someten a altas temperaturas en el interior
de un molde que da la forma definitiva al producto (vulcanización).
Para elaborar la capa de nylon recubierta por
caucho se trabaja en la línea calandria, término que define al conjunto de rodillos giratorios
-en sentido contrario- a través de los cuales circula el material correspondiente. En la fábrica
esta línea estaba operativa desde 1980.
El circuito de control de la máquina se presentaba muy complejo. Incluía variadores de
velocidad en DC antiguos y gran cantidad de
relés. Miles de cables de control y de fuerza
atravesaban la línea Calandria. En caso de algún desperfecto, encontrar la solución tomaba
horas. Otro inconveniente constituía la dificultad para encontrar los repuestos apropiados.
Los fabricantes ya no los producían y mandarlos a elaborar tenía un costo muy elevado.
Analizando estos aspectos, el departamento de Proyectos de la Compañía Ecuatoriana
del Caucho decidió modernizar la línea calandria en su totalidad, dividiendo el proceso en
tres fases: cambio del sistema de control, mejoras en los componentes mecánicos y optimización de la elaboración del producto.
OTESA, distribuidor de Siemens en Ecuador, ejecutó la primera parte para modernizar y
cambiar el obsoleto sistema de control.
Detalles del proyecto
En el proceso de recubrimiento del nylon es
fundamental un control correcto de la tensión
del material para garantizar la penetración del
caucho y lograr una consistencia idónea del
producto. Uno de los puntos más delicados en
esta tarea consiste en establecer la relación correcta de velocidades entre los motores de la línea calandria y una respuesta inmediata en caso de cambios que ocurran, ya sea en el tipo de
material o en la velocidad.
El cliente exigió que la respuesta del sistema sea extremadamente rápida porque de lo
contrario, originaría exceso de material dañado (scrab) que a su vez repercutiría considerablemente en los costos de producción.
Para satisfacer los requerimientos de esta
compañía, el Departamento de Proyectos de
OTESA decidió usar una red de comunicación
Profibus -velocidad: 1.5 Mbits/segundo-, de
gran efectividad en los procesos industriales.
Componentes de la Red
La red está compuesta por un PLC S7-400, cinco estaciones remotas ET-200, nueve variadores de velocidad Simoreg DC Master con tarjeta
de comunicación CBP2 y un Panel de Operador
Sensible al Tacto TP-270 para la interface hombre-máquina.
Se integraron encoders para la medición de
posición de ciertos componentes de la máquina y transductores de tensión, señales que vía
red Profibus son transmitidas a los Simoreg,
donde se realiza el lazo de control específico
para cada motor.
Para la comunicación del PLC con los variadores se usó el software Drive ES Simatic, destinado a manejar las tareas de comunicación
facilitando el trabajo del programador.
Facilidad en la instalación y en la puesta en marcha
La línea calandria no podía estar fuera de producción por mucho tiempo. El diseño de la red
Profibus facilitó el montaje del sistema. Todas las señales digitales y analógicas de la
máquina fueron distribuidas entre las cinco estaciones ET-200 remotas, disminuyendo así el tiempo de entrega del proyecto.
Para el montaje de los equipos se emplearon dos semanas.
El Step 7, software de programación del
PLC, permitió la parametrización de los variadores y del panel de operador a través de
la red Profibus simplificando así la puesta
en servicio de los equipos.
Equipos Siemens, amigables para el
operador.
Por medio del Panel TP-270, el operador se
integra fácilmente al control de la máquina. Gracias a su interface totalmente gráfica es posible observar con precisión el funcionamiento de los equipos.
Configuraron pantallas de visualización de cada una de las señales que entran a los módulos remotos, tarea que
junto a una completa guía de alarmas favorece la rápida solución de problemas en
el sistema. Además, se incluyeron curvas
de tendencia de las principales variables
físicas del proceso.
Mejoramiento continuo del proceso.
Al cumplir el primer paso en la automatiza-
ción de esta línea, el cliente puede mejorar
continuamente el sistema de elaboración de
neumáticos debido a que los productos Siemens mantienen una arquitectura escalable,
es decir, pueden adaptarse a nuevos requerimientos sin necesidad de incurrir en costos
muy altos o cambios drásticos.
Una vez más, productos Siemens ayudan a
perfeccionar los procesos industriales en
Ecuador.
■
advance 2-2003
13
Automatización
Automatización
쑸
i
La base para recetas dulces
Automatización general de la fabricación de chocolate
La empresa Bühler-Bindler GmbH de
Bergneustadt apuesta a un nuevo
esquema de automatización general
para sus equipos de moldeado de
chocolate macizo y chocolate relleno.
Este esquema, provisto de
accionamientos individuales con
capacidad de bus y un sistema B&B
descentralizado, comandado por PC,
parcialmente inalámbrico, responde al
estado más actualizado de la técnica.
Al mismo tiempo un único proveedor
satisface los requerimientos
fundamentales de los usuarios de todo
el mundo: flexibilidad, productividad y
economía, más elevadas.
La empresa Bühler Bindler GmbH es el socio
tecnológico natural para el desarrollo de sistemas de producción adaptados a las necesidades del cliente, entre otros, para el vaciado en
moldes de productos de chocolate macizo y/o
relleno, bizcochos o barquillos (wafles). Esta
empresa con 120 colaboradores forma parte
del grupo empresario Bühler con sede en Suiza y presencia mundial. Todos los fabricantes
reconocidos de golosinas del mundo trabajan con equipos de las series Chocostar,
Chocomaster y Chocorobot que cubren todas las etapas de la producción, desde la
cuidadosa preparación de las materias primas del chocolate hasta su elaboración racional para obtener el producto final.
Nueva generación de instalaciones
completamente automatizadas
La Interpack 2002, la feria internacional de máquinas y medios de embalaje, así como máquinas para la fabricación de golosinas, constituyó un hito tecnológico, ya que en la misma se
presentó el concepto de una instalación totalmente automatizada. Los ejes mecánicos principales se sustituyeron por accionamientos
electrónicos individuales integrados en un sistema distribuído de operación y observación
del espectro Simatic HMI de Siemens.
El cliente francés Révillon Chocotalier du
Coteau, uno de los primeros que elabora ahora
sus productos de chocolate en un equipo de
moldeado con dos cintas de la serie Chocostar.
La estructura modular permite al usuario elaborar productos de chocolate macizo o relleno
con o sin agregados, tales como nueces, barquillos (wafles) o similares. Para el futuro ya se
prevé un equipo con moldes rebatibles para la
La flexibilidad y la productividad son los aspectos más destacados de la línea
Chocostar, totalmente automatizada.
14 advance 2-2003
Links relacionados con el tema:
www.siemens.com/simatichmi
Configuración de la
instalación
Chocostar
Línea telefónica
conectada con Bühler
Bindler en Bergneustadt
Automatización
Automatización
Simatic HMI
Simatic
Panel PC 670
Contacto:
[email protected]
producción de figuras huecas.
La estructura esencial de esta instalación es
la siguiente: A continuación del control de los
moldes vacíos por medio de una cámara se encuentra un dispositivo estibador / desestibador
y el calentador de moldes. Sigue la máquina
para vaciado de vainas y chocolates macizos
(formado por vibradores y centrífugas orbitales). Entre estos dispositivos se transportan
transversalmente los productos macizos. Después de la cinta de enfriado de las vainas, estas
atraviesan el dispositivo de rellenado con nueces (u otros productos), la máquina de llenado
(colada) y la cinta enfriadora de rellenos de
funcionamiento continuo. A continuación sigue la máquina de llenado (colada) y el raspador de tapas, la cinta enfriadora final (doble,
de funcionamiento continuo), un dispositivo
para abrir los moldes rebatibles y, por último,
el equipo de desmoldado y la expedición de los
productos terminados (con detector de metales). La velocidad de funcionamiento de la instalación puede ajustarse libremente de acuerdo con el tipo de producto elaborado.
Las variaciones en la viscosidad de la masa
de chocolate se siguen compensando por medio de mandos y visualizaciones independientes en las máquinas dosificadoras y de llenado
(colada) de las vainas, rellenos y tapas de las
El "Internet Pad Mobic T8" se
comunica en forma inalámbrica con
el panel PC y ofrece imágenes
idénticas "al pie de la máquina".
Módem
Micromaster
Adaptador TS
piezas de chocolate. En el nuevo concepto de
automatización estos dispositivos están incorporados, por vía de un bus Profibus DP, en un
sistema B&B de nivel superior basado en PC
que comanda toda la instalación. De esta manera, el operador puede intervenir rápidamente en la máquina en caso necesario y adecuar
eventualmente parámetros para la dosificación en función de la viscosidad.
En la planta de Révillon, un controlador
S7-300 o S7-400 comanda en forma autónoma a cada una de las máquinas de llenado (colada) y los parámetros principales, tales como
las condiciones de funcionamiento, las temperaturas, el recorrido y las velocidades de dosificado dosificado, se visualizan en un panel táctil
Simatic Touch TP 27-10. Para sus futuros equipos estándar, Bühler Bindler empleará el nuevo
Panel Simatic Touch TP 270. El software de proyecto y de visualización ProTool/Pro permite
una operación táctil intuitiva sencilla, rápida y
segura, que mundialmente es aceptada en esta
rama de la industria. Al mismo tiempo, las soluciones de proyecto ya realizadas o partes de las
mismas, pueden ser aplicadas sin inconvenientes a otros dispositivos de la familia HMI gracias
a la universalidad del sistema Simatic.
Sistema B&B especificado
Para este y otras instalaciones fue especificado
como sistema B&B de nivel superior elpanel Simatic PC 670. Para esto fueron determinantes
su elevada funcionalidad de PC y su rendimiento y, sobre todo, sus posibilidades de conexión al universo de la oficina y de la IT del
usuario, así como su capacidad de comunicación prácticamente ilimitada a través de las interfaces estándar. La elevada capacidad de almacenamiento de la memoria de trabajo y de
su disco duro, son más que suficientes para
operar un confortable sistema SCADA, incluyendo la administración local de recetas y
complejas aplicaciones de bancos de datos relacionados con la producción. Se debe tener en
cuenta que en el curso de la producción entre
los mandos y el panel de PC se intercambian
unos 400 parámetros y otros 20 para cada máquina de llenado (colada). Para la operación
con 24 V y por razones de seguridad se tiene
una UPS (fuente de alimentación ininterrumpida) integrada en el pupitre de mando o en los
tableros de distribución.
Uno de los requerimientos básicos exigidos
ET 200S
Profibus DP
Dosificado
PLC para las
funciones de
la instalación
Máquinas de llenado
(colada) para vainas,
relleno y bases
Simatic
TP 270
S7-400
Simatic
OP17
Masterdrives
S7400/S7-
S7-400
Masterdrives
Masterdrives
M
M
M
M
M
M
M
M
1FT6
1FT6
1FT6
1FT6
1FT6
1FT6
1FT6/
1FK6
1FT6/
1FK6
por Révillon era que toda la instalación debía
ser operada y supervisada por solo una persona. Para ello, los especialistas en automatización de Bindler almacenaron una representación esquemática de la instalación así como
imágenes detalladas de las unidades más importantes, que pueden ser presentadas directa
y sucesivamente en la pantalla táctil al pulsarlas con el dedo. De esta manera, el operador
que atiende la planta observa directamente todas las informaciones importantes del proceso
y, a pedido, obtiene informaciones en diferentes idiomas.
Transparencia móvil del proceso con
Mobic
La técnica de circuitos inalámbricos ("wireless
LAN"), que se aplica por primera vez en esta rama de la industria, permite simplificar los ajustes y los cambios en las instalaciones, muchas
veces muy extensas, ahorrando así largos recorridos. En este caso, el Panel PC 670 actúa de
servidor terminal en la interconexión y utilizando Windows 2000, comunica a través de
un punto de acceso LAN con un "Internet Pad
Mobic T8" que opera como "thin client". De esta manera todas las imágenes, órdenes y datos
del proceso del sistema SCADA se encuentran
disponibles en cualquier lugar de la instalación desde donde se puede operar y visualizar
con la misma exactitud que en el panel central
de la PC.
Como corolario, se perfeccionó la técnica
de los accionamientos individuales de las
instalaciones. Los 25 servo-accionamientos
del tipo Masterdrivers MC distribuidos en la
instalación comunican a través de un bus
Profibus DP con el mando principal y están
interconectados entre sí por un bus de conductores de fibras ópticas Simolink en operación master-slave (maestro-esclavo). Por
lo tanto, los engorrosos cambios de engranajes y los trabajos de adaptación pertenecen
al pasado. La velocidad de avance o el régimen
de algunas cintas transportadoras se pueden
adaptar muy fácilmente, por así decirlo, apretando botones, a los diferentes productos.
Además, la capacidad de trabajar interconectados por bus permite el diagnóstico y el mantenimiento a distancia por medio de un módem.
Esta ventaja permite ahorrar costosas intervenciones de mantenimiento en el extranjero
o, por lo menos, facilita su planificación.
La universalidad promueve ventas
La técnica de automatización total de Siemens
es un importante argumento de ventas a favor
del nuevo concepto de las instalaciones. Las
ventajas de una instalación transparente con
operación segura se complementan con la reducción de interfaces y la responsabilidad concentrada en un interlocutor único que goza de
muy buen concepto y prestigio entre los usuarios del mundo. Por otra parte, la construcción
modular simplifica el montaje y la puesta en
servicio, y con ello, el tiempo de paso para
acrecentar la elaboración de productos de
chocolate fino en todo el mundo.
■
advance 2-2003
15
Links relacionados con el tema:
www.siemens.de/simatic-pc
Interconexión de PC industriales en la terminal de contenedores
más moderna del mundo
En el puerto de Hamburgo ya está en
servicio la primera etapa de la
ampliación que convertirá sus
instalaciones en la terminal de
contenedores de mayor envergadura
del mundo. La habilitación de la
segunda etapa fue planificada para los
años 2004 / 2005. La Terminal de
Contenedores Altenwerder (CTA) es el
primer sistema ampliamente
automatizado conformado por puentes
cargadores de contenedores, puentes
grúa, vehículos de transporte sin
conductor y puentes transbordadores
ferroviarias. En la actualidad más de 60
PC industriales y el sistema integrado
de gestión de grúas SKADA de Siemens
aseguran un desarrollo transparente y
sin problemas de las operaciones y con
esto se logra una capacidad optima de
transbordo (carga / descarga).
La construcción de la CTA está a cargo de
las empresas "Hamburger Hafen- und Lagerhaus-AG" (HHLA) y "Hapag-Lloyd". A partir
de mediados de 2004 esta terminal descargará de los barcos, almacenará en depósitos
intermedios y distribuirá (y viceversa) unos
1,9 millones de contenedores estándar
(TEU) por año. En un muelle de 1,4 km de
longitud en el río Süderelbe pueden cargar-
se / descargarse simultáneamente con mayor rapidez que nunca cuatro grandes barcos portacontenedores utilizando 13 puentes
cargadores de contenedores denominados
"Super-Postpanmax".
Los vehículos de transporte automáticos
sin conductor AGV se utilizan para acarrear
los contenedores desde y hasta el depósito
con una superficie de 225 000 m2 ubicado
detrás del muelle mencionado. En este depósito se utilizan puentes grúa sobre rieles operados en forma automática. En la estación
terminal ferroviaria adyacente cuatro grúas
de pórtico móvil con carros portacargas giratorios cubren seis vías paralelas que permiten
cargar / descargar trenes portacontenedores
de hasta 700 m de longitud.
Los puentes cargadores de contenedores
denominados "Super-Postpanmax" automatizados con la técnica de controles y accionamientos provista por Siemens I&S (Industrial
Solutions and Services) de la cercana ciudad
de Bremen, constituyen las interfaces entre
"agua" y "tierra". Dos carros portacargas móviles, operando en forma independiente uno del
otro permiten obtener un elevado grado de automatización. El carro principal ubicado en el
lado "del agua" transporta en una operación
semiautomática uno y en el "Twin-Mode" (o
modo doble) incluso dos contenedores desde
el barco hasta una plataforma de unión en el
pórtico del puente. El segundo carro opera en
forma totalmente automática y carga el contenedor para luego transferirlo a un AGV que lo
transporta automáticamente hasta una ubicación predeterminada en el depósito.
Solución general
La extensa tecnología utilizada para la carga y
descarga de los barcos y para que los AGVs
entreguen / reciban los contenedores se integró en el sistema de mando de nivel superior
de la sala central de control. En la parte superior de cada puente cargador de contenedores se tiene una Cabina E (eléctrica / electrónica) conectada con la parte móvil que fuera diseñada, equipada y realizada por el Grupo
Empresarial I&S (Industrial Solutions and Service) de Siemens.
Los desplazamientos dinámicos y precisos
de un puente cargador de contenedores se
aseguran por medio de rectificadores y convertidores de las series constructivas Simoreg DC Master y Simovert Masterdrives VC así
como con unos 50 motores de corriente continua o de alterna trifásicos perfectamente
adaptados de Siemens. La universalidad de la
solución de automatización que se logra de
esta manera simplifica, en especial, la ingeniería.
Un controlador central de grúa Simatic
S7-400 constituye la pieza principal de cada
sistema. Este control comunica por medio de
un Profibus FDL (Fieldbus Data Link o bus de
campo enlace de datos), entre otros, con una
regulación HIPAC antipenduleo, un sistema
de medición con láser y un control supervisor. Un segundo controlador Simatic S7-400
supervisa el control principal y, en caso de fallas críticas para la seguridad, desconecta de
manera controlada el sistema. La regulación
antipenduleo HIPAC permite lograr un posicionamiento con una exactitud de centímetros incluso con longitudes de penduleo superiores a 50 m. Los dos controladores se interconectan por medio de conductores de
fibras ópticas con el sistema de operación y
observación.
Simatic Box PC, una base robusta para
obtener rendimiento (performance)
Cinco unidades Simatic Box PC 820 con elevada resistencia a las vibraciones y los choques en servicio constituyen la base de
hardware para este sistema de B&B. Estas
unidades tienen a su cargo las múltiples
funciones en una interconexión "servidor /
cliente" integrada en el sistema total por
medio un enlace Ethernet Industrial con
En el CTA se descargan o cargan los mayores
buques portacontenedores en una operación
ampliamente automatizada
i
Simatic Box PCs
Contacto:
[email protected]
Vista del puesto de trabajo
en la Cabina E
conductores de fibras ópticas.
En toda esta instalación no se ahorraron
vías de intercomunicaciones: aquí son normales, además de la interconexión Profibus
DP / MPI con separación de potencial, una interface para Ethernet, puerto USB, así como
para los equipos periféricos serie y paralelos.
Una de las cinco unidades Simatic Box PC
funciona como "servidor" para tres "clientes"
cuyos displays se encuentran en la Cabina E,
en la cabina de la grúa del carro principal del
"lado agua" y en la de la supervisión del puente sobre la plataforma de unión. En el servidor corre una versión integrada del sistema
SCADA Simatic WinCC, líder en toda Europa, y
del sistema SCADA SICMA (Siemens Crane
Management System) desarrollado especialmente para la operación de grúas.
contenedor o separador (travesaño) y el AGV
durante la bajada sobre este vehículo logran
en conjunto con el control de la grúa que el
contenedor se ubique en forma automática
con precisión del centímetro.
El operador del puente ubicado en las cercanías del carro portacargas principal puede
observar de manera óptima el proceso en curso a través de dos monitores. Además, obtiene los datos del pedido desde las computadoras CTA en la Cabina E y, por medio del sistema WinCC/SICMA, puede observar los datos
principales del puente relevantes para la operación segura, tales como: carga total en los
mecanismos de elevación de los carros principal y del portal, las posiciones de estos mecanismos en las direcciones X y Z, la dirección
y la velocidad del viento, así como el ángulo de
la pluma. Con las teclas de funciones o con el
"mouse" podrán visualizarse selectivamente las
Asignación precisa de las funciones
WinCC asume la gestión de las funciones fundamentales tales como la visualización de la
instalación, el sistema de avisos de errores y la
comunicación con el PLC. En cambio, la funcionalidad específica de las grúas como, por
ejemplo, el manejo de los datos de operación,
de producción y de trazado, así como la calibración, se realizan por medio de los módulos
SICMA normalizados "fault diagnostic", "operation data", "trace" y "condition monitoring
WinCC" así como el módulo "calibration" desarrollado especialmente para este proyecto.
El sistema de nivel superior CTA FMDS
(Fehler-Melde- und Diagnose-System / Sistema de avisos de errores y diagnóstico) visualiza y colecta en forma centralizada los avisos
de fallas de todos los equipos de transbordo
de la terminal.
El "cliente" Cabina E es al mismo tiempo
PC de Gateway con el que, a través del "NetSupport-Manager" se puede conmutar a todos los demás "clientes" de un puente. Desde
aquí también pueden coordinarse todos los
equipos del "lado de tierra". Las unidades descentralizadas cabina de grúa y cabina BA disponen de un volumen de funciones ajustado
a sus tareas. Por ejemplo, en la interconexión
se previó un Box PC exclusivamente para el
sistema láser de verificación. Cuatro exploradores láser que registran la distancia entre el
funciones similares en los puentes de la terminal ferroviaria de cargas. En esta terminal se
cargan los trenes con contenedores provenientes del depósito y a la inversa se los descarga
de los trenes. Siemens I&S de la filial Bremen
planificó e implementó las instalaciones de iluminación de todos los puentes de contenedores, al igual que una instalación telefónica y un
sistema de cámaras.
Los operadores en cada uno de los siete puentes ya suministrados, reciben del sistema de
mando central sus ordenes de transporte a
través de otras tres Box PC del nuevo modelo
Simatic PC 840 y, al mismo tiempo, se retransmiten al sistema central los estados actuales. En total ya se tienen en funcionamiento más de 60 PC industriales Simatic para
asegurar una operación sin inconvenientes y una elevada capacidad de
transbordo (carga / descarga) en la
Terminal de Contenedores Altenwerder. Cuando finalice la ampliación el número de PC
que operará llegará a duplicar esa cantidad. ■
Carga de un contenedor en un AGV (en tierra)
informaciones detalladas de cada uno de los
pasos del proceso.
La elevada calidad de los datos de transbordo (la carga / descarga) es responsabilidad de la supervisión en la plataforma de
unión en el pórtico del puente . Con la
mejor visualización de los contenedores se actualizan datos cuando
se requiera esto y se inician los
desarrollos automáticos de
la operación del carro portacargas del portal.
Operación segura
Dos Simatic Box
PC 820 respectivamente
asumen
advance 2-2003
17
Automatización
Automatización
La automatización proporciona máxima
capacidad de transbordo
Conexión a, por ejemplo, un
control de nivel superior
(parametrización,
sincronización, datos del
sistema, etc.)
Links relacionados con el tema:
www.siemens.de/simotion
TP/OP17OB
Operación /
parametrización (selección
del perfil de movimiento)
Simotion: como sistema de "Motion Control" está predestinado a
instalaciones de producción con gran movimiento tal como las que se
encuentran en las máquinas de la industria del vidrio soplado.
Simotion
(Lógica + "Motion Control" +
tecnología)
Profibus DP
Cizalla
del eje A
Contacto:
[email protected]
ET 200S
Cizalla
del eje B
Distribuidor
de lágrimas
Configuración de la automatización
de una instalación para la producción
de vidrio soplado (hueco).
"Motion Control": ahora mucho más sencillo
Simotion ofrece nuevas soluciones para la producción de vidrio soplado
En las máquinas de producción de la
industria del vidrio cada vez más
soluciones mecatrónicas reemplazan
a los movimientos accionados por
acoplamientos mecánicos tales como
mandos por discos de levas y ejes
principales. El innovador sistema de
"Motion Control", Simotion está
realmente predestinado a las
aplicaciones en esquemas
mecatrónicas de máquinas. Este
sistema, además, ofrece notables
facilidades para su integración en
instalaciones de producción
existentes.
Condiciones ambientales duras, operación
durante las 24 horas del día, rendimiento
máximo, en la producción de vidrio soplado, los requerimientos planteados a los
18 advance 2-2003
controles de las máquinas y a la regulación
de los procesos son realmente enormes. En
el extremo caliente de la producción de envases de vidrio, en la máquina "Individual
Section (I.S.)", se demanda rendimiento de
producción, disponibilidad y robustez. Una
máquina produce hasta 800 envases por
minuto. Como el período entre dos reequipamientos en producción de la máquina
abarca, como mínimo, un ciclo de vida útil
de la cuba, la condición previa mínima de
disponibilidad del sistema es de diez años.
Todo en un sistema
El cambio radical en la industria del vidrio
se manifiesta, en especial, en el reemplazo
de los dispositivos accionadores neumáticos por otros servo-electrónicos. Con este
cambio los fabricantes obtienen grandes
ventajas: mayor flexibilidad, menores tiempos de cambio de herramental, menos piezas con desgaste, mayor vida útil de los
moldes, así como movimientos optimizables y reproducibles en mejor grado.
Esta conjunción entre mecánica y electrónica (denominada mecatrónica) debe
conformarse de manera óptima y, por lo
tanto, el sistema de control tiene que satisfacer toda una serie de requerimientos
inéditos. El nuevo sistema de "Motion
Control", Simotion se desarrolló especialmente para aplicaciones en máquinas de
producción y demuestra sus aptitudes sobresalientes en aquellas máquinas que
deben realizar un gran número de movimientos. El cliente adquiere un producto
estándar y aprovecha ventajas tales como:
calidad constante, plazos de entrega breves, sencilla integración en instalaciones
de producción existentes, así como soporte y servicios técnicos disponibles en todo
el mundo.
Para solucionar todas las funciones de
los dispositivos en el extremo caliente sólo
hace falta una base sistémica: Simotion. La
conducción de movimientos, las funciones
lógicas y tecnológicas se unifican en un sistema y en una herramienta de ingeniería.
En la producción de vidrio soplado, Simotion se encarga de que el émbolo conforme
con toda precisión la gota, que la cizalla
corte en el momento exacto con gran dinámica, que el mando por levas termine correctamente en todas las secciones, que los
movimientos en las secciones sean reproducibles, se realicen preservando los moldes y que, por último, las cintas transportadoras y los dispositivos introductores retiren los envases en una marcha
sincronizada.
Hardware y software acreditados
El cliente puede seleccionar la plataforma
sobre la que corre Simotion de acuerdo con
las aplicaciones y preferencias. Los equipos
Simotion cubren el espectro de los aparatos
de automatización con una estructura
abierta de alto rendimiento sobre la base
del Simotion PC P350, la variante modular
C230-2 en formato S7-300 basada en controlador hasta las variantes "Drive" compactas. Los programas de usuario podrán correr independientemente en cualquiera de
los equipos Simotion elegidos.
La transmisión de datos se realiza por
medio del Profibus que como bus sincroni-
zado por pulsos procesa tanto la regulación de los accionamientos, el temporizado de máquina, como la bajada de programas y parámetros. Así se simplifica la estructura eléctrica y se reducen los costos
del cableado y de la búsqueda de fallas.
Al igual que en el extremo frío o en la
técnica de control de procesos industriales, para la emisión de las señales
analógicas y digitales se utilizan los
acreditados módulos periféricos descentralizados ET 200S ó ET 200M y de
esta manera podrán circunscribirse localmente los efectos de una avería. La
abertura del sistema a tavés de interfaces estándar se hace ventajosa no solo
en caso de fallas sino también durante
el servicio. Los datos de los procesos,
los avisos o las alarmas podrán transmitirse por medio de OPC o servicios S7 a
un control de nivel superior o un sistema de control de procesos industriales
para allí, ser almacenados o analizados.
De esta manera se podrán evitar averías
inminentes o aminorar sus efectos. Por
una disponibilidad integral de los datos
se hacen posibles nuevos potenciales
de optimización de procesos.
Con Simotion el fabricante de vidrio sólo necesita un sistema de ingeniería para
automatizar integralmente los movimientos de sus máquinas, lo cual le reduce los
gastos de capacitación y de mantenimiento de existencias de repuestos.
Notables beneficios para el cliente
Simotion, además, reduce los tiempos requeridos para la ingeniería y la puesta en servicio.
El sistema unitario de bus (Profibus) implica
que se necesitan menos cableado e interfaces en la máquina y, por lo tanto, se reducen notablemente las fuentes de fallas. El
manejo centralizado de datos simplifica la
optimización de la producción y el mantenimiento preventivo. Las interfaces abiertas como Profibus DP y Ethernet posibilitan
la vinculación a otros sistemas (como por
ejemplo, el de control de calidad, etc.), así
como la integración al universo de la IT. Por
último, pero no por ello menos importante, el control, el diagnóstico y los servicios técnicos a distancia que, como es natural, ofrece Simotion, permiten reducir
costos por paradas de la instalación y del
personal.
■
advance 2-2003
19
Automatización
Automatización
Profibus DP
Émbolo
i
Simotion en la producción
de vidrio soplado
La tecnología de automatización confiere fina sensibilidad
a los robots destinados al tratamiento de quesos
En los sótanos de maduración, los
robots de LEU Anlagenbau AG
asumen "con mano segura" el
tratamiento de las hormas de quesos
de diferentes clases. El resultado no
es sólo una calidad uniforme, sino
una fabricación racional y menor
carga de tareas rutinarias para el
personal.
Los consumidores demandan cada vez más
queso y en la mayoría de los países de la Unión
Europea, hay un boom de estos lácteos. En el
año-récord 2001, los ciudadanos de la UE consumieron 18,8 kg de queso per cápita. Los pronósticos de la Oficina Central de Mercados y
Precios (ZMP), estiman que en el año 2002 se
podría haber superado el récord del año anterior. En vista de estas cifras ¿a quién puede sorprender que la industria quesera, tan impregnada de saber artesanal, incorpore la automatización a fin de racionalizar la producción y
buscar procesos más económicos conservando la buena calidad? Las jugosas praderas con
vacas felices y frescas hierbas no son los únicos ingredientes que requiere un buen queso.
La experiencia y el tipo del proceso de fabricación son los que, en última instancia, imprimen la calidad. El tiempo de maduración es
determinante. Algunas clases de quesos pueden madurar en unos días, pero otros deben
permanecer durante meses en recintos con
una cierta temperatura y grado de humedad,
mientras se los friega regularmente con agua
o salmuera. Esta tarea insume mucho tiempo y,
además, ofrece sus dificultades, ya que algunas
hormas de queso pueden pesar hasta 100 kg. En
estos casos se recurre a innovadoras soluciones automatizadas como, por ejemplo, los robots LK-70-D diseñados especialmente para el
cuidado de quesos y provistos de convertido-
res de frecuencia Micromaster 440 y 420, controladores Simatic S7-300 y módulos funcionales FM 354 y FM 351.
Cuando se emplean estos robots, el mayor
desafío consiste en retirar en forma segura las
hormas de queso de los respectivos estantes,
ya que ningún depósito de quesos es igual a
otro. Los diferentes tipos de estantes pueden
variar desde los del tipo de pallets (paletas)
hasta armazones de plástico o de madera con
alturas que llegan a los cinco metros. Además,
podrán estar alineados con exactitud prusiana
o, según su edad, también estar algo vencidos.
Las mismas hormas de queso no sólo presentan diferencias de tamaño, forma y consistencia, también pueden ser dañadas fácilmente
por un manipuleo erróneo, lo cual inmediatamente se traduce en una reducción de su valor. La solución es un giro correcto de los accionamientos en el momento apropiado, una tarea que cumple perfectamente el flexible
convertidor de frecuencia Micromaster. Además de la funcionalidad del convertidor estándar Micromaster 420, el poderoso talento múltiple del Micromaster 440 agrega algo más: la
precisa regulación vectorial vela por una calidad de accionamiento uniforme, aún en caso
de cambios de carga repentinos. El convertidor
Micromaster 440 también satisface aplicaciones exigentes gracias a su precisión y rápida
reacción en los arranques y paradas.
Una elección consciente - dos
controladores Simatic
El robot LK-70-D fue concebido para hormas de
queso de 40 a 65 cm de diámetro y se desplaza
libremente, sin rieles, por el pasillo existente
entre estanterías. Está dividido en una zona de
manipulación y otra de tratamiento de quesos.
Ambas zonas se manejan por medio de controladores Simatic S7-300 con la CPU 314C-2 DP.
En este caso, la CPU de la zona de tratamiento
opera como "master" (maestro). Ambos man-
Gabinete de control del
robot LK-70-D para
tratamiento de quesos, con
accionamiento Micromaster,
controlador Simatic y
módulos funcionales.
20 advance 2-2003
dos se comunican por medio del bus Profibus
DP. Cuando el robot se encuentra en la posición correcta delante del estante, el mando de
la zona de manipulación recibe la señal de
arranque. La máquina retira la horma de queso del estante, la gira y la coloca en la posición
de espera delante de la zona de tratamiento
para, finalmente, entregarla a ésta. Mientras
en esta zona se sala y se cepilla la horma de
queso, ya empieza el proceso de retirar un segundo queso del estante. A continuación se intercambia el nuevo queso por el "tratado" que
vuelve al estante.
En la empresa LEU Anlagebau se tomó conscientemente la decisión de utilizar dos CPU en
lugar de un único controlador de mayor capacidad. De esta manera, los proyectistas podían
disponer del doble de la capacidad de cálculo
con aproximadamente la misma memoria.
Además, de esta manera, existe la posibilidad
de separar tanto física como operativamente
las zonas de manipulación y de tratamiento.
Para el ingreso de datos relevantes del proceso,
tales como tiempos de tratamiento, presión y
velocidad del cepillo, recetas, etc., al igual que
Regulación vectorial sin
sensores
La regulación vectorial sin sensores
permite predecir la posición del rotor
de un motor por medio de la
reproducción matemática de modelos.
Como resultados cabe destacar, entre
otros, un excelente control de la
velocidad sin regulación ni
compensación del resbalamiento, un
comportamiento dinámico superior,
así como mejor reacción ante
variaciones bruscas de la carga.
También pueden obtenerse pares
elevados con velocidades reducidas
sin necesidad de aplicar elevaciones
adicionales de la tensión.
para la emisión de avisos de perturbaciones, se
utiliza un panel táctil Simatic TP 270. A pedido
del cliente, las perturbaciones también pueden ser señaladas por medio de una sirena o
avisadas en un "handy", "pager" o equipos similares.
En los grandes sótanos para
almacenamiento de quesos suelen
depositarse miles de hormas. Los
robots permitieron racionalizar en
gran medida el cuidado que
requieren estas hormas.
Los convertidores Micromaster y los
módulos funcionales permiten operar
con toda precisión
El robot LK-70-D debe la precisión de sus desplazamiento, en primera línea, a los accionamientos
Micromaster: en el área de manipulación trabajan
un Micromaster 420 y cuatro Micromaster 440
con regulación vectorial sin sensores y en el
área de tratamiento, seis Micromaster 420. Gracias al convertidor de frecuencia se pueden
ajustar con precisión, utilizando determinadas
velocidades fijas, los movimientos de los diferentes ejes, tales como los del rotador de quesos, del accionamiento de plato, de los accionamientos de los cepillos, etc.
La implementación de los mandos y los accionamientos del eje X - es decir, retirar y volver a colocar el queso en el estante - planteó
elevadas exigencias a los ingenieros. "A raíz
del exiguo espacio disponible no se podía pensar en motores más grandes que los que hemos colocado. Sin embargo, gracias a la regulación vectorial sin sensores del MM 440 pudimos lograr el par de giro deseado, aún con
frecuencias de hasta cinco Hertz", comenta Tho-
i
Links relacionados con el tema:
www.siemens.de/micromaster
www.siemens.de/simatic
Contacto:
[email protected]
El robot realiza de manera autónoma toda la
operación del tratamiento, es decir, retira del
estante la horma de queso, la sala, la cepilla, la
da vuelta y la vuelve a colocar en su lugar de
almacenamiento.
mas Kilchenmann, ingeniero responsable del
desarrollo y la puesta en servicio del LK-70-D. El
posicionamiento exacto está a cargo de los módulos funcionales FM 351 y FM 354. Así, el accionamiento del eje X se controla con el FM 351, especialmente diseñado para el ajuste de accionamientos de avance rápido o muy lento. El
accionamiento del elevador vertical, es decir
del eje Z, se regula con un convertidor de frecuencia con un emisor incremental. El ajuste se
lleva a cabo por regulación de la posición con el
FM 354 y emisor de valores absolutos.
Los especialistas de LEU Anlagenbau seleccionaron el convertidor Micromaster 420 para
operar los movimientos más sencillos, es decir,
los de los cepillos y el accionamiento del plato.
Para la configuración libre, la empresa fabricante de los robots valoró positivamente las
diferentes entradas y salidas digitales de los
Micromaster. De esta manera pudieron realizarse funciones tales como "Motor en intensidad límite de corriente". Otra ventaja adicional:
el formato constructivo de los convertidores
de frecuencia, angosto y alto, permitió integrarlos en el gabinete de mandos con un considerable ahorro de espacio.
Por la cantidad y variedad de soluciones
diferentes demandadas por los clientes, es
que en la empresa LEU Anlagenbau ya están
diseñando nuevas máquinas para la industria del queso con la activa participación de
Micromaster.
■
advance 2-2003
21
Accionamientos
La empresa LEU Anlagenbau AG fundada en
1991 por Werner Leu, como empresa
unipersonal, con sede en Ütendorf, Suiza,
desarrolla y construye las más variadas
instalaciones y máquinas. En su amplísimo
repertorio no sólo pueden consignarse
instalaciones de transporte o sistemas de
limpieza para escaleras rodantes. Con sus
robots para el tratamiento de hormas de queso
logró acreditar su marca en toda Europa.
En la empresa LEU Anlagenbau AG se diseñó
en 1993 el primer robot para tratar quesos con
el objetivo de revivir la tradicional técnica del
almacenamiento húmedo del queso Emmental
y reducir el intensivo trabajo que la misma
requería. En el ínterin, en Alemania, Francia,
Italia y Suiza numerosos sucesores de esa
primera máquina cumplen sin cansancio sus
funciones como personal incansable en los
tratamientos de quesos Emmental, Mutschli,
Gruyère, Compte y otros. Los robots se
desplazan libremente por los pasillos existentes
entre las estanterías de los sótanos de
almacenamiento de los quesos sin dificultad ya
que su capacidad de maniobra y su
construcción con reducido peso permite su uso
con los más variados anchos de pasillos y
diferentes tipos de estanterías.
Accionamiento y
posicionamiento con
convertidores Micromaster
y controladores Simatic
LEU Anlagenbau AG
Una cuestión de gusto
LEU Anlagenbau AG
Accionamientos
Tradición y moderna tecnología en
perfecta armonía
Alto rendimiento, compactas y de
alta confiabilidad, las características
principales distintivas de las
máquinas sincrónicas excitadas por
medio de imanes permanentes, y que
permitieron establecer firmemente
este tipo de máquinas en los
accionamientos pequeños, sin
embargo, ahora esta tecnología
también comienza a ser interesante
para potencias superiores, o sea, para
máquinas a partir de los 200 kW.
22 advance 2-2003
Para los rangos de velocidades bajas y
altas
En las máquinas de potencias medias y gran-
Contactos:
[email protected]
[email protected]
des se diferencia entre los tipos de aplicaciones las de baja velocidad que, por ejemplo, se
utilizan para generadores eólicos sin engranajes reductores, así como para accionamientos
navales y de bombas, y las de alta velocidad
como los accionamientos sin engranajes para
compresores y generadores de media potencia para turbinas de gas.
Las máquinas de baja velocidad requieren
un gran número de polos, por lo tanto, en estos casos la tecnología de la excitación por
medio de imanes permanentes ofrece numerosas ventajas frente a todos los demás conceptos. El elevado número de polos representa un problema para los motores asincrónicos
Estado de la técnica:
Motor asincrónico de tracción con reductor
Rendimiento:
93 %
Masa
100 %
쑸
Un ejemplo potencial de aplicación para motores
excitados por medio de imanes permanentes:
trenes de alta velocidad como el ICE 3
El transbordador (ferry) Nils Holgersson
de la Línea TT de Hamburgo, Alemania
con el accionamiento de góndola SSP
Innovación
Accionamiento sin reductor con motor PM
(Permasyn)
96 %
–30 %
Motor
–10 %
Engranajes/acoplamiento
–20 %
Ruido
105 dB(A)
90 dB(A), es decir un 80 % más silencioso
Engranaje recto
Lubricado con aceite
se elimina
Los accionamientos sin reductor con excitación por medio de imanes
permanentes (PM) ofrecen considerables ventajas frente a los
accionamientos corrientes tal como se demuestra aquí con el
ejemplo del motor de tracción.
porque la potencia reactiva de magnetización
necesaria aumenta considerablemente en
función del número de polos. De aquí que el
factor de potencia resultante en aplicaciones
de velocidad variable requiera una elevada
potencia aparente del convertidor estático. Pero el costo de las máquinas sincrónicas excitadas con corriente eléctrica también aumenta
en gran medida con un número de polos creciente porque requieren bobinados filigranados de los polos. En el caso de los rotores con
imanes permanentes, en cambio, el número
de polos casi no influye en la robustez ni en
los costos.
쑸
Para funcionar los accionamientos eléctricos
necesitan una potencia de excitación que, en
general, se genera al circular corriente por los
bobinados del rotor. Por este motivo se denominan máquinas o accionamientos excitados
por corriente eléctrica. En los accionamientos
excitados por medio de imanes permanentes,
en cambio, son estos imanes fijados al rotor los
que aportan la excitación requerida. De esta
manera no sólo se elimina la potencia necesaria para la excitación eléctrica, sino también resultan innecesarios los componentes requeridos para generar esta potencia, tales como los
bobinados y dispositivos de excitación, diodos
rotatorios o rectificadores de la corriente de excitación, así como escobillas y anillos rozantes
propensos al desgaste. Además, se reducen los
gastos de mantenimiento y se incrementa la
confiabilidad y la disponibilidad.
Las enumeradas no son, ni con mucho, todas las ventajas que ofrecen los accionamientos excitados por medio de imanes permanentes. Según la aplicación, las pérdidas resultan entre un 20 y 45 % menores que en el
caso de las máquinas asincrónicas corrientes
o las sincrónicas con excitación eléctrica. De
esta manera, por una parte, se obtiene un rendimiento mayor y, por la otra, se simplifica la
evacuación de calor del interior de la máquina. Así podrá realizarse una carcasa relativamente sencilla que, por ejemplo, en el caso de
aplicaciones con protección contra explosiones (Ex) permite ofrecer soluciones con costos convenientes. Entre otras ventajas frente a
las máquinas eléctricas convencionales cabe
mencionar: un volumen constructivo y peso
menores, funcionamiento más silencioso, así
como, en general, construcción robusta y elevada disponibilidad. Las máquinas excitadas
por medio de imanes permanentes ofrecen
considerables facilidades para implementar
conceptos de accionamientos sin engranajes
que además de eliminar las pérdidas ocasionadas por estos engranajes, también permiten ahorrar los gastos de mantenimiento de
los engranajes y el costo del aceite de las cajas
correspondientes.
i
Accionamientos
Las grandes máquinas con excitación por medio de
imanes permanentes amplían su campo de aplicación
Arbeitsgemeinschaft ICE Siemens / Bombardier / Deutsche Bahn AG
Accionamientos
Aptos para la clase superior
Máquinas sincrónicas con
excitación por medio de
imanes permanentes
Todo comenzó con los accionamientos
navales
Hace más de 10 años Siemens construyó y
vendió la primera gran máquina excitada
por imanes permanentes: un motor para
impulsar la hélice de la nave "Schedeneck".
En el ínterin se equiparon numerosas naves
y barcos con accionamientos excitados por
imanes permanentes con motores Permasyn y el accionamiento de góndola Siemens–Schottel–Propulsor (SSP). En los motores Permasyn se integra en el interior de
la máquina el convertidor de frecuencia, de
forma tal que son extremadamente compactos y livianos, y presentan rendimientos
muy elevados. Así, el motor con excitación
por medio de imanes permanentes puede
trabajar con un rendimiento considerablemente mayor, es más silencioso y requiere
un espacio claramente menor.
El accionamiento SSP se monta debajo de la
popa del barco y puede girar a voluntad alrede-
dor de su eje vertical. De esta forma no sólo actúa como propulsor de la nave sino también como timón activo para mejorar decisivamente la
capacidad de maniobra de la nave. El SSP, además, ahorra espacio en el interior del barco y
mejora el rendimiento del accionamiento, en total, y en comparación con los motores Diesel
mecánicos convencionales, permite ahorrar alrededor de un 10 % del combustible consumido.
El know–how que Siemens ganó en el desarrollo de las máquinas navales con excitación por medio de imanes permanentes lo
aprovecha el Centro de Competencia Berlín
para aplicaciones en otros ramos, quienes
ahora también se benefician con las ventajas
de esta tecnología.
Generadores eólicos con reducido mantenimiento y accionamientos compactos
para bombas
Los parques eólicos "offshore" aprovechan las
elevadas velocidades y características constantes de los vientos que soplan en el mar relativamente cerca de la costa como una de las
fuentes de energía renovables más prometedoras. Sin embargo, como estas máquinas están emplazadas mar afuera, el mantenimiento debe realizarse por medio de barcos o helicópteros y, por lo tanto, un servicio confiable
con un mantenimiento reducido es una condición imprescindible para la rentabilidad de estos parques; aquí el empleo de máquinas excitadas por medio de imanes permanentes resulta más que interesante.
El primer prototipo entrará en servicio a la
brevedad en las cercanías de la ciudad de
Trondheim, Noruega, en este caso es un gene-
rador eólico de 3 Megavatios, construido de
acuerdo con la acreditada tecnología de los accionamientos navales y que, en el futuro, generará energía no contaminante en el Hundhammerfjell.
Las grandes bombas para agua de mar son
otro ejemplo de accionamientos de baja velocidad. Estas bombas se utilizan, entre otros
cometidos, para reducir el nivel de las napas
freáticas del agua de mar en las zonas costeras y su motor trabaja sumergido a varios metros de profundidad con una velocidad asignada de 80 rpm Estas aplicaciones también
aprovechan las ventajas que ofrecen los motores con excitación por medio de imanes permanentes: Variantes herméticas completamente encapsuladas accionan bombas montadas sobre los así llamados "Hopper", las que
sumergidas a varios cientos de metros bajo la
superficie del agua podrán extraer las riquezas submarinas del subsuelo. Aquí las potencias se encuentran en la gama de 2 a 5 Megavatios y las velocidades asignadas varían de
200 a 400 rpm. Otros posibles campos de aplicación de máquinas de mediana y gran potencia con baja velocidad y excitación por medio
de imanes permanentes son los generadores
sin reductores de centrales eléctricas impulsadas por las olas del mar o por las mareas.
Generadores más compactos para turbinas de gas
A igual potencia, los accionamientos de alta
velocidad, en comparación con los de baja velocidad, suministran un par más reducido y
con ello, en una aproximación somera, también presentan un volumen constructivo y ma-
advance 2-2003
23
쑸
Automatización
Accionamientos
쑸
Accionamientos de tracción sin reductores (con excitación por medio de imanes
permanentes)
Motores Permasyn son extremadamente
compactos y eficientes
쑸
Un campo de aplicación potencial para la
técnica de máquinas con excitación por medio
de imanes permanentes son los parques
eólicas offshore de difícil acceso.
Otro prototipo a tener en cuenta es el accionamiento sin reductores de tracción sobre rieles
que opera con excitación por medio de imanes
permanentes. Las unidades están completamente encapsuladas y tienen refrigeración por
camisa de agua, son muy compactas y pese al
mayor par resultan, en total un 30 % más livianos que los motores asincrónicos con reductores usados hasta el presente. Además, poseen
un rendimiento claramente mayor y son considerablemente más silenciosas que las máquinas habituales.
Además del accionamiento elásticamente suspendido con eje hueco para trenes de alta velocidad (INTRA ICE), en el
marco del proyecto INTRA (Sistema Innovador de Accionamientos de Tracción), actualmente también se diseña un accionamiento montado sobre el eje de los vagones para el Metro (tren subterráneo)
(INTRA Metro) con soporte del motor y soporte del conjunto del eje integrados. En
el conjunto de rueda motriz, al igual que
un conjunto de rueda de rodadura, sólo
quedan dos rodamientos lubricados con
grasa. Este diseño permite reducir considerablemente los costos de mantenimiento y de servicio de los vehículos de tracción porque se eliminan los reductores, el
acoplamiento y todas las demás piezas de
rotación rápida.
Un equipo con tablero de
primera
Tablero de iluminación y distribución de energía controlados
por un PLC S7-226 en el Club Atlético Boca Juniors
A partir de la necesidad del Club Atlético
Boca Juniors de Argentina de renovar sus
tableros existentes se ha podido definir
un proyecto en forma conjunta entre
Siemens SA y Casa Castelao SA, y de esta
forma poder unificar en una única sala
todas las demandas de fuerza motriz,
adosando además los circuitos de
iluminación interno, incluyendo la
iluminación del campo de juego.
En el futuro también con velocidades
medias
쑸sa
24 advance 2-2003
tenimiento disminuiría en un 50%.
Un campo de aplicación relativamente reciente de las máquinas con excitación por medio de imanes permanentes de alta velocidad
es el de los generadores que trabajan sin reductores acoplados directamente a las turbinas de
gas. De esta forma, en la planta Berlín de
Siemens, Alemania, se diseñó el generador de
2,6 Megavatios y 13 000 rpm acoplado directamente a la turbina de gas "Eurodyn". Esta técnica, frente a los generadores convencionales
con reductores, permite reducir el peso en un
79 % y el volumen constructivo en 45 %.
Como fruto de esta idea se llevó a cabo la realización de un tablero general con seis columnas,
compuesto por armarios Sikus en donde se distribuye la energía suministrada por la compañía
de suministro eléctrico desde dos transformadores de 13 / 0,4 kV y se recibe además, sólo los
días de partido, un adicional desde un grupo
electrógeno.
La solución se basaba en poder definir qué cargas serían conectadas ante las diferentes condiciones a los transformadores de media tensión
alimentados por la compañía eléctrica.
Interruptores 3WN6 y lámparas
indicadoras Signum
Así en condiciones normales se abastecería todo
el club, pero ante alguna falla parcial, seleccionaría que cargas se desconectan y de esta forma
dar energía a las cargas mas importantes.
Se hizo necesario entonces la evaluación del estado de la provisión de energía principal en sus
respectivas fases y la falla en la asimetría de las
mismas, esta tarea fue confiada al relé tipo 3UG
de Siemens.
La tarea de conmutación de cargas se logró con
la utilización de cinco interruptores 3WN6 de
1000 A con comando motorizado, accesorios de
mando y enclavamiento, brindando solución a
los requerimientos del usuario.
Como interruptores secundarios se utilizaron interruptores 3VL de 630 A con bobina de apertura para cumplimentar las secuencias necesarias
para deshabilitar los circuitos de energía. Las
쑸
de máquina menores. En estos accionamientos puede ahorrarse aún más volumen y
peso utilizando máquinas con excitación por
medio de imanes permanentes porque se eliminan los bobinados del rotor y, por lo tanto,
estos rotores pueden construirse en forma más
compacta y robusta.
Otra posibilidad de aplicación se encuentra
en los "Mining Trucks" (vehículos de transporte
de cargas para minas) con accionamiento eléctrico. En este caso el peso de los sistemas de generación de energía podría reducirse de 14 a 4
toneladas y al mismo tiempo, el gasto por man-
Las máquinas sincrónicas con excitación
por medio de imanes permanentes de gran
potencia nunca se desarrollan aislados sino
siempre como un módulo de un sistema de
accionamiento de velocidad variable y ahorro de energía. Mientras que en la actualidad estos sistemas adaptados de accionamientos pueden desplegar sus ventajas, en
especial, cuando trabajan con velocidades
muy bajas o elevadas, en el futuro también
se las utilizará para aplicaciones específicas
de la gama de velocidades medias, de
manera que estas aplicaciones puedan
aprovechar la construcción compacta, el
elevado rendimiento y al mismo tiempo, el
reducido mantenimiento.
■
i
Automatización
Contacto
[email protected]
condiciones de funcionamiento tenían en cuenta días de partido o días de funcionamiento normal del club.
Para cumplimentar las exigencias de trabajo solicitadas por el ingeniero a cargo de la supervisión del proyecto, por parte del usuario, se utilizó un PLC S7 226 con módulos de expansión.
Con la excelente prestación de este equipo se
pudo dar solución a las conexiones y/o desconexiones para las distintas condiciones de trabajo,
en distintas alternativas y además separadas en
días de partido y días de no partido, incluyendo
además el encendido de las más de doscientas
luminarias del campo de juego.
La tarea en conjunto del personal de Siemens
con la Casa Castelao permitió ofrecer al club Boca Juniors un equipamiento "confiable y de respuesta segura".
■
Vista general de los tableros de control
쑸
advance 2-2003
25
Novedades de Productos
Novedades de Productos
i
Micromaster
Protección ante sobrecargas del motor
accionado (Protección I2t)
Contacto:
[email protected]
Micromaster 4ª Generación
Un convertidor de frecuencia debe
ser capaz no sólo de controlar con
precisión la velocidad del motor
accionado bajo todas las
condiciones de carga y estados de
operación, sino también de
proteger con rigurosidad la
máquina bajo control. Para ello, los
accionamientos de velocidad
variable de la familia Micromaster
4ª Generación incorporan la
funcionalidad de protección ante
sobrecargas del motor accionado,
también conocida como
"protección por cálculo de imagen
térmica" o "protección I 2t". Su
propósito es calcular la
temperatura del motor y
deshabilitar el variador de
velocidad en caso que el motor se
encuentre en peligro de sobrecarga
y/o sobrecalentamiento.
Micromaster 4ª Generación
26 advance 2-2003
Este mecanismo de protección ha sido
testeado exhaustivamente tanto en los
MM410 como en los MM420 y MM440 recibiendo la aprobación como "Protección
integrada de motor ante sobrecargas" (Internal Overload Motor Protection) de
acuerdo a UL 508C Sección 42.
La temperatura desarrollada por un
motor depende de varios factores que incluyen el tamaño constructivo, la masa
de la máquina, la temperatura ambiente,
las condiciones previas de carga y por supuesto la corriente. La integral en el dominio del tiempo del cuadrado de la corriente absorbida por el motor determina
el calentamiento del mismo y con ello el
incremento de su temperatura, de allí la
denominación de protección I2t. En otros
términos, vía la medición de la corriente
y su posterior procesamiento resulta posible construir la imagen térmica de la
máquina y calcular su temperatura de
operación, para con ella desarrollar la
funcionalidad de protección. De esta forma los Micromaster 4ª Generación realizan una protección térmica indirecta del
motor accionado tan o más precisa que la
ofrecida por un relé de sobrecarga electromecánico, donde un par bimetálico replica el calentamiento del motor.
Otra variable a considerar, tan importante como la corriente, es la velocidad
desarrollada por la máquina. Debido a
que la mayor parte de los motores son refrigerados
mediante
ventiladores integrados que giran solidariamente con el rotor
(motores autoventilados), al cambiar la velocidad de la máquina,
cambia su capacidad
de disipación de calor
y con ello la potencia
que es capaz de entregar. Claramente un
motor funcionando bajo condiciones de carga nominal y baja velocidad experimentará
un calentamiento más
rápido que otro funcionando bajo las mismas
condiciones de carga pero a velocidad nominal. Los accionamientos de la familia
Micromaster 4ª Generación también tienen en cuenta este factor.
Cabe aquí mencionar que los convertidores de frecuencia Micromaster 4ª Generación incluyen además rigurosas funciones de protección ante sobrecargas para
sus propias etapas de potencia. Esta funcionalidad se conoce como protección I2t
Variador y opera en forma completamente
independiente de la protección I2t Motor
antes descripta.
Se detallan a continuación la implementación y la parametrización asociadas
a las funciones de protección ante sobrecargas en los distintos integrantes de la
familia Micromaster 4ª Generación.
Protección en MM410 y MM420
La corriente medida o real (disponible en
el parámetro r0027), la corriente nominal
(P0305) y otros parámetros del motor como la tensión nominal (P0304), la potencia nominal (P0307), etc., son utilizados
por el modelo térmico de la máquina accionada para calcular la temperatura desarrollada. Este cálculo también tiene en
cuenta la velocidad del motor (r0022) para
considerar el efecto descripto del sistema
de ventilación. Además se da la posibilidad al usuario de identificar el sistema de
refrigeración empleado por el motor, esto
es, si se trata de un motor autoventilado
(estándar) o de ventilación forzada. De esta forma, si el parámetro P0335 se ajusta
para indicar que se trata de un motor con
ventilación forzada, el modelo se modifica
en consecuencia. Para aquellos parámetros comúnmente no ingresados por el
usuario, por ejemplo el peso del motor
(P0344), se utilizan valores basados en
motores Siemens equivalentes.
Suele resultar interesante, para refinar
el modelo de protección térmica y en caso
de que el dato se encuentre disponible,
ajustar la constante de tiempo térmica del
motor (P0611) sobreescribiendo el valor
calculado por el convertidor.
La temperatura calculada como resultado del cómputo de imagen térmica se
muestra como % en el parámetro r0034,
un valor de 100% significa que el motor
ha alcanzado su temperatura de trabajo
máxima admisible. Cuando este valor alcanza el umbral ajustado en el parámetro
P0614 (100% por default, libremente parametrizable) se dispara la alarma A0511;
en caso que la temperatura calculada continúe creciendo y alcance el segundo umbral (110% del valor ajustado en P0614),
el convertidor sale de funcionamiento indicando la falla F0011. Resulta pues, que
el umbral de alarma (P0614) puede ajustarse libremente y con ello reducir o elevar los niveles de alarma y disparo de la
protección de acuerdo a las necesidades
de la aplicación.
Cabe mencionar que un estado de
alarma representa una situación anormal
de operación que sin llegar a ser lo suficientemente peligrosa como para detener el funcionamiento del conjunto motor-variador merece ser detectada e indicada con el código correspondiente. Si
tal situación anormal continua evolucionando y alcanza el límite de comprometer a alguno de los integrantes de la derivación, alguna de las numerosas funciones de protección integradas actuará
sacando de funcionamiento al convertidor e indicando la falla experimentada
con la codificación asociada.
El parámetro r0034 es particularmente
útil para monitorear la temperatura calculada del motor. Esto puede ser realizado
directamente vía el panel de operación básico (BOP), el panel de operación avanzado (AOP) o mediante la técnica de programación libre BiCo con unos pocos y sencillos pasos, configurando la salida
analógica (en el caso del MM420) para representar dicha temperatura y de esta manera poder ser visualizada mediante un
instrumento de panel o evaluada por un
sistema de control (PLC).
Protección en MM440
Los convertidores MM440 utilizan métodos de control, protección, monitoreo y
cálculo más refinados y por lo tanto los
parámetros relacionados con la protección
del motor son distintos. La primera diferencia es que los accionamientos MM440
ofrecen dos posibilidades de protección
ante sobrecargas del motor accionado:
protección térmica directa e indirecta. En
el primer caso, un sensor de temperatura
alojado en los bobinados del motor se conecta directamente a una entrada del convertidor especialmente prevista para tal
fin (bornes 14 y 15). En el segundo se emplea la metodología previamente descripta del modelo de imagen térmica. El parámetro P0601 permite seleccionar el tipo
protección térmica a utilizar: directa (con
sensado de la temperatura del motor) o indirecta (protección I2t o sin sensor de temperatura). Se detallan a continuación las
diferentes posibilidades de protección:
sonda PTC, sensor KTY84 y sin sensor.
Sonda PTC (P0601= 1)
Un sensor de temperatura tipo PTC (Positive Temperature Characteristic) es una resistencia de coeficiente de temperatura
positivo y variación fuertemente alineal
que a temperaturas bajas presenta un bajo
valor de resistencia (tipicamente entre
50W y 100W) y a partir de su temperatura
umbral experimenta un brusco crecimiento a valores del orden del MW. Por regla
general suelen disponerse tres sensores
PTC en el motor, uno en cada una de sus
fases y luego conectarse en serie, obteniéndose un valor total de resistencia en
frío de entre 150W y 300W. La temperatura umbral del sensor debe ser seleccionada por el fabricante del motor de modo
que dicho valor se corresponda con el tipo
de aislamiento utilizado..
Evaluando el valor de resistencia vista
entre los bornes 14 y 15 se obtiene la protección térmica del motor: cuando dicho
valor supera el umbral fijo de aproximadamente unos 2000W, el convertidor sale de
funcionamiento e indica F0011. Como
funcionalidad adicional MM440 monitorea el corte de cable de la sonda PTC, si el
valor de resistencia vista resulta inferior a
100W se indicará F0015 señalando pérdida de señal y protegiendo al motor frente
a rotura del hilo del sensor.
Sensor KTY84 (P0601= 2)
El sensor KTY84 es un dispositivo semiconductor de coeficiente de temperatura
positivo, cuya resistencia varía entre
500W a 0ºC y 2600W a 300ºC y a diferencia
de la sonda PTC presenta una variación
prácticamente lineal en todo su rango de
operación. Como en todo dispositivo semiconductor deberá tenerse en cuenta la
polaridad en el momento de la conexión:
el ánodo deberá conectarse al borne 14
(PTC A+) y el cátodo al borne 15 (PTC B-).
Con una variación cuasi lineal de resistencia en función de la temperatura, el sensor KTY84 permite medir directamente la
temperatura de operación de la máquina
accionada e indicarla en el parámetro
r0035, ya no como porcentaje sino en grados centígrados.
El umbral de alarma se ajusta también
en grados centígrados en el parámetro
P0604 y deberá ser coincidente con la
clase de aislamiento del motor, por ejemplo, para un motor con aislación clase B
deberá ajustarse en torno a los 120ºC. El
umbral de disparo (fallo) resulta un 10%
superior al ajustado en P0604. Adicionalmente la temperatura de operación de la
máquina bajo control se calcula mediante el modelo térmico, de modo que en caso de detectarse una rotura del hilo del
sensor KTY84 se genera la alarma A0512
y se conmuta automáticamente a la protección por cálculo de imagen térmica.
Esto representa un doble control del funcionamiento del motor..
Sin Sensor - Protección I2t (P0601=0)
Los convertidores MM440 utilizan un
modelo realmente sofisticado para calcular la temperatura de operación de la máquina accionada en el que se tienen en
cuenta muchos otros parámetros, como
por ejemplo la temperatura ambiente
(P0625), la temperatura del hierro del estator (r0631), la temperatura del devanado estatórico (r0632), la del rotor
(r0633), etc. La metodología es similar a
la descripta previamente: la temperatura
del motor se indica en grados centígrados en el parámetro r0035, el umbral de
alarma se ajusta en P0604 y el de disparo
resulta un 10% superior a éste. Como en
los MM420 resulta posible monitorear la
temperatura del motor vía BOP, AOP o
mediante la técnica BiCo configurar una
de las dos salidas analógicas para representar dicha temperatura.
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advance 2-2003
27
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