El Accionamiento bajo control

Los sistemas de accionamiento inteligentes aumentan el rendimiento de producción

Ilustración 1: Las redes en los entornos de producción de hoy en día: las unidades de accionamiento inteligentes procesan los datos y transmiten información detallada del estado y la aplicación, según sea necesario

El concepto de planta inteligente se está afianzando en todo tipo de operaciones industriales. El proveedor de soluciones completas de accionamiento NORD DRIVESYSTEMS ofrece componentes "NORD, listos para 4.0", diseñados para facilitar y promover este desarrollo.

Las plantas de proceso modernas requieren tecnología de automatización con inteligencia funcional avanzada. Los componentes deben ser capaces de proporcionar datos clave sobre el terreno a través de diferentes tipos de redes y entregar abundante información, incluyendo datos de los sensores conectados y actuadores disponibles. Además, se espera cada vez más que dispositivos de campo inteligentes controlen activamente acontecimientos sobre el terreno y reaccionen de manera autónoma. El fabricante de accionamientos NORD DRIVESYSTEMS aborda estas demandas con una gama modular de motorreductores, electrónica de accionamiento y funciones de software. La gama diferenciada de accionamientos distribuidos facilita la configuración de soluciones muy económicas adaptadas a determinadas características de las aplicaciones. Con un PLC integrado, los convertidores de frecuencia de NORD pueden llevar a cabo el control de la secuencia lógica. Ofrecen conectividad completa para la comunicación con otros nodos de la red, incluido un acceso flexible a partir de un dispositivo con una interfaz Ethernet estándar a través de un túnel de Ethernet.

Saber cuándo hay que actuar

El primer y más importante requisito previo para el control inteligente de procesos - se instale dónde se instale el controlador y se conecte cómo se conecte (por cable o inalámbrico, mediante Ethernet Industrial o Internet) - son los datos precisos a nivel de campo. Los propios componentes deben comunicar su estado de funcionamiento con el fin de permitir establecer conclusiones acerca de lo que está sucediendo en los elementos del sistema conectados en red. Tiene que haber interfaces adecuadas para la integración vertical de los sensores y actuadores en los sistemas de control, gestión y planificación de la producción y debe estar garantizada la transmisión de datos de alta calidad. Por lo tanto, los convertidores de frecuencia NORD supervisan y transmiten datos del accionamiento y también recogen información de sensores y actuadores analógicos y digitales conectados externamente. Por otra parte, permiten la supervisión de estado y el mantenimiento predictivo mediante las capacidades de software para el diagnóstico eficaz. Los convertidores pueden, por ejemplo, calcular el estado del lubricante del reductor e indicar cuándo se requiere un cambio de aceite. También pueden supervisar de forma autónoma el desgaste de la superficie de frenado, así como la situación de carga para todo el tren de accionamiento. A partir de estos datos, los operadores pueden implementar el mantenimiento predictivo, y aumentar por lo tanto la disponibilidad de la planta.

Ilustración 2: Hasta 24 accionamientos de NORD DRIVESYSTEMS por unidad de filtración de bebidas – la electrónica del accionamiento distribuido reduce el cableado necesario y casi elimina los problemas de EMC (compatibilidad electromagnética)

La eliminación autónoma de obstáculos

Los convertidores de frecuencia pueden utilizar sus interfaces versátiles de sensores para hacer mucho más que solo transmitir datos a un controlador central. Estos accionamientos también reaccionan a los cambios en las condiciones del proceso en función de su parametrización. Permiten implementar lazos cerrados basados en la funcionalidad del controlador PI que integran. En aplicaciones de medición, por ejemplo, los accionamientos de NORD detectan el nivel de llenado y controlan la reposición. En todos los tipos de aplicaciones de procesos, los accionamientos (conectados) en red aseguran que los fallos que se produzcan no resulten a menudo en tiempos de inactividad con costes considerables. Mediante el control de la situación de carga, el PLC que integra el convertidor de frecuencia es capaz de detectar bloqueos de bombas, transportadores helicoidales o agitadores. Si se establecen los parámetros correctos de los accionamientos para los escenarios de fallo, un accionamiento de NORD, por ejemplo, podrá primero intentar eliminar un obstáculo mecánico mediante la inversión de la dirección y funcionamiento por impulsos. Si esto resuelve realmente el bloqueo, el accionamiento retoma el funcionamiento normal. Si el problema persiste, el convertidor de frecuencia puede enviar una señal de error al nivel de control y, posiblemente, puede iniciar un procedimiento de emergencia, por ejemplo, desbloquear la derivación (bypass) a otros accionamientos conectados en red. Las prestaciones de PLC de estos convertidores contribuyen significativamente a una mayor disponibilidad de la planta y a unos costes de servicio menores.

Ilustración 3: Familia de accionamientos muy inteligentes: los convertidores de frecuencia de NORD para armario de distribución o para montar en el motor (descentralizados) integran funcionalidad de PLC

El desarrollo de aplicaciones facilitado

NORD también facilita el desarrollo de aplicaciones, al proporcionar el software de parametrización y programación NORD CON, fácil de usar y gratuito, que respalda las funciones relacionadas con el accionamiento, según IEC 61131-3; así como la biblioteca de control de movimiento PLCopen. Las rutinas específicas del cliente se pueden programar libremente según IEC 61131-3 en "texto estructurado" o "lista de instrucciones". Todas las funciones relacionadas con el accionamiento se pueden implementar directamente en el PLC del convertidor de frecuencia. Por lo tanto, los usuarios no tienen que gastar tiempo y dinero en el desarrollo, verificación y validación de un firmware específico de la aplicación. Por otra parte, NORD CON permite el acceso remoto a través de un túnel de Ethernet - por ejemplo, desde un ordenador portátil (notebook) con una interfaz Ethernet estándar -, que ofrece a los usuarios diagnósticos a distancia muy flexibles y opciones de mantenimiento. Los convertidores de frecuencia NORD también pueden gestionar aplicaciones de seguridad, en particular para implementar la parada segura 1 o Safe Stop 1 (SS1) y la desactivación de par segura o Safe Torque Off (STO). Una biblioteca con estas funciones de seguridad está disponible de forma gratuita desde el sitio web de NORD. Permite una evaluación de las aplicaciones de la máquina de acuerdo con DIN EN ISO 13849 con la herramienta de software de integridad de seguridad, SISTEMA (que emula la estructura de las partes del sistema de control relacionadas con la seguridad).

Ilustración 4: Todos los convertidores de frecuencia se producen al 100% en Alemania – se fabrican y comprueban en NORD Electronic Drivesystems en Aurich

Lo último en automatización descentralizada

Los accionamientos distribuidos para diseños sencillos, de bajo coste y eficientes de máquinas y sistemas siguen siendo el segmento de productos de más rápido crecimiento de NORD. Los sistemas de accionamiento basados en la línea SK 200E de convertidores de frecuencia son los de mayor demanda. Ofrecen la misma amplia gama funcional (incluidos posicionamiento, PLC integrado y funciones motrices relacionadas con la seguridad) como sus homólogos SK 500E para montaje en el armario de control. Las robustas unidades distribuidas de NORD cubren una gama de prestaciones excepcionalmente grande. Esto permite instalaciones versátiles con proceso de control descentralizado de bombas, compresores, transportadores de tornillo, etc., con salidas de motor de hasta 22 kW. Por otra parte, los convertidores de frecuencia de NORD cuentan con microcontroladores de altas prestaciones y pueden controlar tanto motores síncronos como motores de inducción. La compañía configura sistemas de accionamiento mecatrónicos basados en motores de inducción trifásicos y motores síncronos de imanes permanentes con valores nominales de rendimiento hasta IE4 (motores de alto rendimiento: Super Premium Efficiency), todos ellos son de fabricación propia. Los motores estándar IEC permiten conceptos de accionamiento simple, servicio fácil y económicos. Además, los sistemas de accionamiento de NORD que combinan un motor y un equipo electrónico alcanzan el rendimiento máximo de un sistema - una calificación IES2, según la actual norma europea EN 50598-2 de diseño ecológico.

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