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ws Direcciones de Siemens en Latinoamérica
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Productos, Sistemas, Soluciones para Totally Integrated Automation
s
1|2004
En foco:
Capacitación de profesionalescon tecnología avanzada deautomatización
Automatización
Tecnología Domóticarobusta y flexiblepara el control de un centro comercial Instabus integra múltiples aplicacionesde electricidad
Automatización
Provisión eléctrica totalpara una industriasiderúrgicaPlanta de laminado en frío abastecidacon subestaciones, accionamientos,automatización, servicios einfraestructura Siemens
Accionamientos
Control de procesosmediante variadores develocidad de últimageneraciónMicromaster 440 y tecnología BICO en el control de una cinta transportadora
La usina hidroeléctrica de Itaipú tiene una
potencia instalada actual de 12600 MW, con
18 unidades generadoras de 700 MW. La
instalación de dos turbinas más con
equipamiento de maniobra y control
Siemens permitirá totalizar 14000 MW.
Página 10
Cebadas y Maltas S.A. de CV, perteneciente
al Grupo Modelo México, actualizó la
automatización de dos de sus malterías y
automatizó una tercera, mediante la
implementación del concepto Totally
Integrated Automation (TIA) de Siemens,
una solución tecnológica de vanguardia.
Página 18
En foco
El procesamiento industrial deimágenes en avanzada 3
Formando profesionales contecnología innovadora 6
Record de generación deenergía 10
Automatización
Posicionamiento por medio de PLC 11
Tecnología Domótica; sistemaintegrado de control para uncentro comercial 12
Suministro eléctrico-electrónicocompleto para una plantametalúrgica 14
Exitosa aplicación de los PLC aprueba de fallas 16
Flexibilidad y control total enla operación de malterías 18
Accionamientos
Nuevo accionamientopara una máquina papelera 19
Convertidores de la A a la Z 20
Soluciones para la industriaazucarera 23
Control de procesos mediantevariadores de velocidad deúltima generación 24
Accionamientos precisos conelevada capacidad de cargapara la extrusión de materiales plásticos 26
El ingenio La Troncal es uno de los
mayores productores de azúcar en
Ecuador con una cpacidad de molienda
de aproximadamente 14000 ton./día.
Las centrífugas, que están en las últimas
etapas del proceso de elaboración de
azúcar, se constituyeron en el punto
crítico para obtener las metas de
producción. Luego de analizar distintos
fabricantes de accionamientos se decidió
por el equipamiento Siemens con
tecnología Active Front End (AFE).
Página 23
Ind
ice advance
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realidad innegable corroborada por el he-cho que fue elegido como tema central dela exposición SPS/IPC/Drives 2003 realizadaen Nuremberg, Alemania. El Grupo Automa-tion and Drives de Siemens, con las seriesde productos Vision Sensor VS 100 y VS 720(véase las páginas siguientes), presentó unamplio espectro de sistemas escalables paratodos los campos de aplicación de la indus-tria manufacturera. En la actualidad el pro-cesamiento industrial de imágenes ya seextiende como un hilo rojo a través de nu-merosas ramas de la industria y conquistasucesivamente un sector productivo trasotro. En la industria electrónica, en espe-cial, en la determinación de la posición conla muy elevada precisión que requiere laproducción de las obleas o discos utilizadospara la fabricación de semiconductores o enla corrección de posición y verificación decomponentes para el equipamiento de cir-cuitos impresos con la técnica SMD (SurfaceMounted Devices / componentes de monta-je superficial), rige desde hace años un le-ma: los elevados estándares de productivi-
dad y calidad vigentes sólo pueden alcan-zarse con procedimientos flexibles de pro-cesamiento de imágenes. Pero también enla industria automotriz, donde montajes tri-dimensionales realizados por robots ofre-cen la máxima precisión y donde en las lí-neas de montaje ya se elaboran diversos ti-pos y modificaciones diferentes, elprocesamiento industrial de imágenesconstituye un equipamiento indispensable.
Estándar para todos
Hasta ahora la aplicación del procesamientoindustrial de imágenes estaba reservadapara los especialistas. Sin embargo, desde laintroducción de los sistemas inteligentes “Vi-sion” que pueden integrarse fácilmente en B
Continua en la página 4
La fabricación de numerosos
productos requiere cada vez mayor
exactitud y calidad. El flujo de
materiales con innumerables piezas y
la siempre mayor frecuencia en las
líneas normales de producción ya
son, en el ínterin, el tema de cada
día. Todo esto requiere métodos de
prueba sofisticados como, por
ejemplo, los que brinda el
procesamiento industrial de
imágenes, tecnología que avanza en
forma continua para convertirse en
un componente integral de las
soluciones de automatización,
desarrollándose cada vez más como
disciplina estándar de la técnica de la
automatización.
Que el procesamiento industrial de imáge-nes gana en importancia cada día es una
El procesamiento industrial deimágenes en avanzada
En
fo
co
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En
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posición del cierre de ampollas, se cuentantabletas, se controla la legibilidad, la correc-ción de los datos de caducidad y los núme-ros de los lotes. Las aplicaciones en el sectorempaquetado ya son casi clásicas, aquí secontrola que los elementos no sobresalgande la disposición especificada, así como laposición y el tipo de las etiquetas o de loscierres.
Al servicio de la calidad
La mejora en la calidad y el incremento en laproductividad fueron las razones principalesque impulsaron a uno de los proveedores, lí-deres en el mundo, de piezas para la industriaautomotriz, a invertir en los sistemas inteli-gentes Vision. Un sistema de pruebas ópticopara controlar la integridad de los paquetesde resortes, constituye un ejemplo de esta in-dustria. Para este sistema, diseñado específi-camente para el cliente, la empresa Heitec AGde la ciudad de Erlangen, Alemania (un“Automation Solution Provider” de Siemens),suministró una solución completa conforma-da por un sistema de manipulación y procesa-miento industrial de imágenes.
El sistema de pruebas debe controlar en
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producción de motores y cajas de cambios ycapta posiciones, así como datos de fabrica-ción de piezas de montaje. Los proveedorescontrolan la exactitud de las medidas y el es-tampado sin errores de las piezas de ensam-ble de los automóviles, así como el montajecorrecto de los tensores de cinturones de se-guridad y otros componentes similares rele-vantes para la seguridad. En la industria far-macéutica se verifica el llenado y la correcta
Soluciones inteligentes para las aplicaciones – Simatic VS 100
Con la serie de equipos Simatic VS 100 Siemens se comprometió en el desarrollo de una clase
de aparatos completamente nueva para el control de la forma, tipo y posición de piezas peque-
ñas o la lectura de códigos 2D según ECC200. Los sensores Vision VS 110, VS 120 y VS 130 di-
señados expresamente para dicha serie se suministran como paquetes completos que incluyen
la iluminación, la unidad de evaluación, el sensor y los cables correspondientes.
La instalación y puesta en servicio de todos los sensores de la serie VS 100 se realiza en un
santiamén, la operación es tan sencilla que no requiere capacitación. Incluso personal no ex-
perto puede utilizar el sistema de procesamiento de imágenes “desde la primera vez” porque el
sistema se “entrena” en lugar de programarse. Hasta 15 resultados diferentes de este entrena-
miento podrán almacenarse en forma segura aunque se interrumpa el suministro de la tensión
de red. Sobre esta base los cambios de lotes (partidas) y tipos se realizan sin problemas en sólo
algunos segundos. Los sensores compactos del sistema Simatic VS 100 permite utilizarlos en
diferentes dispositivos alimentadores tales como transportadores vibratorios, cintas transpor-
tadoras o unidades de pinzas. Interfases normalizadas como RS 232, Profibus y Ethernet
Industrial permiten integrar el sistema Vision en forma flexible, incluso en ambientes de auto-
matización complejos.
Convincentemente sencillos
La sencillez de los sensores inteligentes Vision VS 100 se obtuvo limitándolos a una única fun-
ción. El potente sensor Simatic VS 110 domina funciones como la verificación de la forma de
piezas pequeñas. En una única pasada de verificación se controlan los siguientes aspectos: pieza
correcta, pieza defectuosa, alimentación en la posición correcta. El resultado de la verificación
se transmite por medio de señales digitales a válvulas neumáticas o relés pequeños que se en-
cargan de expulsar las piezas defectuosas o girar las que no tienen la posición adecuada. La fun-
ción de los sensores Simatic VS 120 es la de verificar los objetos con captación de la posición. El
equipo se ajusta en forma flexible a las más variadas piezas o muestras. El sensor Vision muestra
la posición reconocida como coordenada x / y y ángulo de giro. La lectura de códigos como ma-
triz de datos es la función del robusto y confiable sensor Simatic VS 130. A este sensor no lo
afectan condiciones difíciles de operación, incluso encuentra automáticamente el código en
una imagen aunque ésta presente dis-
torsiones, fallas en la superficie o una
rotación. Lee tanto códigos grabados
con láser, como impresos,
estampados o perforados. De esta
manera, las piezas nuevas podrán
entrenarse para obtener evaluaciones
confiables con sólo unos pocos pasos
utilizando ópticas fijas y una
iluminación adecuada. Su capacidad
de adaptación a las más variadas
superficies de los objetos y los
métodos de codificación brindan a la
producción una segura identificación
de las piezas.
B
Sistema de control ópticopara verificar la integridadde paquetes de resortes enla industria automotriz
las soluciones de automatización, el procesa-miento industrial de imágenes consigna ta-sas de crecimiento superiores al promedio. Laoferta de Siemens abarca diferentes sistemas,desde los completos para aplicaciones especí-ficas hasta los de propósitos generales parauso universal que ofrecen una solución ópti-ma para casi cualquier requerimiento.
Con los sistemas “Vision” de Siemens laindustria automotriz verifica piezas en la
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Industrielle Bildverarbeitung mit Simatic Machine Vision
Links zum Thema:www.siemens.de/machine-vision
En
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co
forma óptica el ensamblado correcto de lospaquetes de resortes. Cada paquete de re-sortes está formado por un eje metálico so-bre el que se colocan un cilindro cerámico,diez arandelas elásticas abombadas (resor-tes) y una pieza de cierre. Para verificar elensamblado correcto los paquetes de re-sortes se colocan sobre un riel y luego unacinta transportadora los lleva para que pa-sen delante de una cámara. La cámara re-conoce las piezas “defectuosas” y un dispo-sitivo comandado por un cilindro neumáti-co las expulsa, las piezas “buenas” siguensu recorrido hasta un almacenamiento in-termedio desde donde se las retira para suuso posterior.
El sistema de procesamiento industrial deimágenes utilizado en el caso descrito es unVision Sensor del tipo Simatic VS 110 y unaunidad de LED infrarrojos para iluminar elobjeto. El sistema de manipulación está for-mado por un dispositivo de transporte auto-mático que puede almacenar hasta diez pa-quetes de resortes y, además, una unidad pa-ra la expulsión de las piezas “defectuosas”.Un equipo Simatic S7-200 controla a todo es-te sistema de pruebas.
Simatic VS 720 – Fuerte ante requerimientos individuales
Para satisfacer funciones más exigentes, Siemens amplió
su serie de cámaras para aplicaciones universales VS 700
con la nueva serie VS 720. Con la misma, reforzó la gama
de los flexibles sistemas para propósitos generales. Todas
las funciones requeridas, es decir, la captación y el procesa-
miento de las imágenes, la conformación del resultado y la
comunicación, se unificaron en una carcasa compacta,
creando la base ideal para implementar varias funciones
de control en un único ciclo de prueba.
La nueva serie está formada por cinco cámaras inteli-
gentes que satisfacen los más variados requerimientos del
procesamiento industrial de imágenes tales como: inspec-
ción automática, supervisión de la producción y reconoci-
miento de piezas. Las versiones VS 721 CMOS y VS 722 Basic permiten obtener soluciones con
costos convenientes para la mayoría de las funciones “normales”. El modelo VS 721 con sensor
CMOS ofrece un costo excepcionalmente conveniente cuando no se requieren resultados exac-
tos de medición. La VS 723 Performance es la cámara diseñada para las aplicaciones rápidas, por
ejemplo, en la técnica del embalaje y tareas en las que deben verificarse numerosas característi-
cas tales como el control de superficies. La cámara VS 724 High Resolution ofrece una resolución
de hasta 1,3 millones de píxel de manera que se pueden captar varios detalles o dominarse fun-
ciones de medición de alta precisión. Otro campo de aplicaciones abre la cámara VS 725 Color
que no sólo evalúa colores, también es capaz de verificar la existencia de determinados valores
cromáticos y, por lo tanto, permite diferenciar con seguridad piezas codificadas por colores, con-
trolar colores impresos en etiquetas o identificar la aplicación de cordones de adhesivo.
Abiertas al mundo de la automatización
Las cámaras de la serie VS 720 poseen una interfase Ethernet integrada y ocho entradas y salidas
digitales de libre configuración. Las cámaras pueden integrarse en forma confortable en redes
por medio de Ethernet y operar con prácticamente cualquier PC, de esta manera se simplifica no-
tablemente el mantenimiento y el diagnóstico. El módulo de interfase VS Link permite visualizar
las imágenes de varias cámaras en un monitor, VS Link Profibus ofrece, además, una conexión al
bus PROFIBUS y así se evita tener que disponer una PC adicional para funciones de supervisión. El
ancho de banda de Ethernet industrial permite asegurar en equipos externos y con una rápida
secuencia, las imágenes de fallas y los datos de calidad.
El software de proyectos Simatic Spectation asiste en forma amigable la implementación indi-
vidual de soluciones para el procesamiento de imágenes proveyendo una amplia gama de ele-
mentos de prueba. Un emulador incluso permite realizar el proyecto sin que deba conectarse
una cámara.
Visite en Internet el “Barómetro deTendencias” actual, relacionado conel tema “Procesamiento Industrial deImágenes” en la dirección siguiente:www.siemens.de/advance-lesen.de
Otras informaciones relacionadas con la aplicación:
www.heitec.de
El convincente comentario de la empresaHeitec es concluyente: “Con este dispositivose incrementa notablemente la productivi-dad y la calidad, por lo tanto, las inversionesde nuestros clientes se amortizan en untiempo mínimo”. ■
He
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En
fo
co
6 advance 1-2004
Los sistemas de control de procesos
han sufrido grandes avances e
innovaciones en los últimos años y
las instituciones de educación
superior, buscando que los
profesionales que se formen dentro
de sus aulas también estén a la par
con la innovación tecnológica, están
en una constante mejora de sus
técnicas y metodologías.
Este espíritu de avance e innovación lle-vo a TECSUP, un prestigioso instituto deeducación superior en Perú, al implementaruna planta de flujo continuo totalmente au-
Sistema de Control Distribuido DCS
El sistema de control DCS, instalado enla planta piloto de flujo continuo deTECSUP, representa el primer sistemaDCS instalado en una planta piloto confines educativos en Sudamérica.
Siemens y ABZ ya tienen instaladossistemas DCS en la industria del Petróleoy Gas en una de las refinerías mas gran-des del Perú, terminados de instalar jus-tamente a inicios de este año.
Entre las ventajas más importantes delos sistemas DCS, es la de ofrecer ceroparadas por mantenimiento ya que per-mite el retiro de módulos en caliente,configuración On-Line, redundancia es-tándar en todos sus buses de comunica-
Formando profesionales con tecnología innovadora
tomatizada, contando para ello con la cola-boración cercana de ABZ Ingenieros, inte-grador de Siemens en Perú, para el diseño eimplementación de la automatización deesta planta.
El proceso sobre el cual se desarrolloeste proyecto fue el de producción deconcentrado de distintos minerales,construyendo para ello una planta con-centradora de una capacidad de produc-ción a plena carga de 800 kg/día, estaplanta cuenta con las siguientes seccio-nes:� Sección de Molienda� Sección de Flotación� Sección de Filtrado� Sección de Reactivos� Sección de Relaves
Técnico de ABZ Ingenieros enpleno ajuste de instrumentosen una sección de la planta
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ción y 4 lenguajes de configuración inte-rrelacionados lo que lo hacen finalmen-te: abierto, flexible, integrado, expandi-ble, innovador, confiable y sobre todoprobado.
El DCS se encarga de gobernar la plantae integrar los equipos y controladores deterceros, comunicándose, a través del ser-vidor de datos ProcessSuite Historian y elbridge Modulbus/Ethernet NIM 32, insta-lados en un servidor industrial Siemensen el mismo gabinete, con la sala decontrol.
El DCS integra distintas soluciones,instrumentación y sistemas de controlSiemens, teniendo entre ellas las si-guientes:
� Sistema de Parada de Emergencia ESD � Sistema de control S7200 - Molienda � Sistema de control S7300 - MCC� Transmisores de presión Sitrans P� Transmisores de nivel The probe� Switches de nivel ultrasónico Siemens
Miltronics ULS 200� Sensores y Transmisores de PH Sipan 32� Switches de nivel capacitivo CLS 100
y CLS 200Todos de la marca SiemensPara la red de comunicaciones se usa-
ron distintos protocolos y buses con elfin de poder mostrar las distintas alter-nativas de comunicación existentes, en-tre estas tenemos:
Profibus DPEsta red integró los sistemas de con-
trol principales siendo el DCS el maestroy los Sistemas S7200 de la Molienda y elSistema S7300 del MCC los esclavos, lared trabaja por ahora en 1500 kbps.
El modulo HFM permite la integraciónde hasta 270 canales de datos Profibusen formatos de hasta 16 bits para seña-les discretas y canales de hasta 32 bitspara señales analógicas.
Una segunda red se implemento paraconectar 3 variadores Micromaster 420con el S7300 del MCC.
Modbus RTU Vía este protocolo se integró controla-
dores de lazo y medidores de parámetroseléctricos de terceros al DCS que cuenta
con dos puertos seriales por procesador,teniendo una red de 9600 bps
USS Esta sub-red se uso para mostrar otra
opción de comunicaciones de los varia-dores Micromaster 420, en este caso conel Sistema S7200 de Molienda.
HartSe integró al DCS vía este protocolo
los transmisores de PH Sipan 32, el mó-dulo HMF tiene un total de 8 canales ypuede recibir en total 8 instrumentoshart por cada canal.
En la sala de control se instalaron dosestaciones con licencias completas dedesarrollo de ProcessSuite Release 5 y li-brerías adicionales para su aplicación yuso en estrategias de control para otrotipo de procesos.
Ya que gracias a la versatilidad delsistema DCS, la potencia del software deconfiguración 4-mation, que permite laconfiguración de estrategias de controlen hasta 4 lenguajes distintos, y el inno-vador Control Simulator, se lograron si-mular 4 procesos distintos al real en lasala de control, de manera que el usua-rio no solo puede aprender de lo nuevoen control con el proceso real implemen-tado si no que puede modelar su propioproceso y probarlo con total seguridad.
La sección de flotación que sigue a lasección de molienda tiene como princi-pales lazos de control el nivel de cadauna de las celdas que se realiza median-te controladores de lazo de terceros inte-grados al DCS vía Modbus y el control deph que se hace usando el Sipan 32 queenvía su señal en protocolo Hart al DCSy este finalmente opera un variadorMicromaster 420 a través del PLC S7 200de molienda que añade cal al molino pa-ra así controlar el ph de la mezcla.
La flotación comprende la recepcióndel mineral diluido enviado por la etapade molienda, dicho material pasará a unproceso químico, el cual hará separar losdiversos componentes mediante reaccio-nes químicas y lograr así cada uno de losminerales deseados dependiendo de losreactivos que se utilicen.
Estos reactivos provienen de la sec-ción de reactivos que es controlado por
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bombas peristálticas desde el DCS a tra-vés del PLC S7 300 del MCC.
Se tiene en total dos circuitos de flo-tación y un celda columna que realiza lalabor final de selección de mineral, la cel-da columna tiene en total 3 lazos de con-trol, de nivel, de presión de agua y deagua de lavado que se integran con al DCSvía Modbus.
La etapa de filtrado se encarga del pro-ceso final para la obtención del mineralresultante, el fluido entregado por la cel-da columna es recepcionado en el espesa-dor, donde se tiene un control de densi-dad controlado por el DCS, el elemento decontrol final es un variador de velocidadque alimenta de floculantes al espesadordependiendo de la densidad deseada.
Finalmente un filtro de disco, controladopor un variador de velocidad Micromaster420, permitirá obtener diferentes resultadosen consistencia de la materia a diferentes ve-locidades.
Los relaves se depositan en un pozo delcual con una bomba sumergible y un sis-tema de control de nivel discreto, usandoel switch ultrasónico ULS 200, se retiran auna cancha de relaves preparada para talfin y ubicada lejos de la zona de influen-cia de la planta.
Sistema de Parada de Emergencia ESD
El sistema ESD representa el sistema deparada de emergencia, el cual tendrá lafunción de brindar la seguridad a la plan-ta en caso de ocurrir alguna falla en elequipo de control.
La arquitectura implantada es del tipo1oo1D (Uno de uno con diagnóstico). Estaubicado en un gabinete separado y ali-mentado por una fuente separada, esto espara evitar una falla por principio de cau-sa común.
La integración de los sistemas ESD alos Sistemas DCS se hace simplementeconectando los cables de comunicaciónModulbus A y su redundante ModulbusB, debido a que usan el mismo softwarede configuración 4-mation, de simulaciónControl Simulator y llevan su informacióna la misma base de datos, la integraciónse hace muy sencilla de implementar.
Adicionalmente se instaló en una de
las estaciones de desarrollo el softwareSafety matriz que permite una perfecta in-terpretación y desarrollo de la lógica decontrol de un sistema de parada de emer-gencia ya que trabaja sobre una matrizcausa efecto, de modo que el análisis deHAZOP que se lleve a cabo es fácilmenteimplementado.
Sistema de control S7200 - Molienda
La etapa de molienda, la primera del circui-to, es controlada por un PLC S7200 con unpanel de operador grafico touchscreeenTP200, el PLC S7200 se comunica con el sis-tema de control distribuido DCS a través deuna red Profibus DP, el PLC usa para ello unmódulo de comunicaciones EM277 y el DCScuenta con el Profibus Module PFM.
La operación Molino se hace local-mente a través del TP 200 o remotamen-te desde la sala de control donde se tie-ne el HMI ProcessSuite.
El control del ingreso del mineral a laplanta se hace desde una tolva, donde conla ayuda de un sistema de pesaje confor-mado por celdas de carga y un variador develocidad Micromaster 420, que tiene el
mando de un motor que acciona una cintatransportadora, se determina la cantidadde mineral por minuto que esta ingresan-do al molino para ser triturado.
Adicionalmente se cuenta con la supervi-sión de dos variables de nivel a través delPLC S7200, la primera variable de nivel nosindica el nivel del mineral en la tolva de fi-nos, esto con ayuda del Miniranger plus y unsensor ultrasónico XLS20, de manera que eloperador puede saber en todo momento elnivel de material en la tolva y determinarcuando necesita recargar la misma; la se-gunda variable de nivel es la de un reservo-rio de agua que se tiene para la operación dela planta, de manera que el operador tengala plena seguridad de que cuenta con la sufi-ciente cantidad de agua para la operación dela planta.
El agua es un elemento muy importan-te en esta sección por que dependiendode la granulometría del mineral que se in-gresa a la planta se debe determinar eluso de más o menos agua, para que lamezcla del agua con el mineral en el moli-no al momento del triturado tenga una de-terminada densidad que permita su trata-
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Detalle del circuito de flotación: en la vista se observan dos células de flotación
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iSistema de controldistribuido DCS para laplanta de flujo continuo deun instituto de educacióntécnica superior
Contacto:[email protected] E
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miento en las etapas siguientes, es por elloque el flujo de agua es monitoreado en losdos puntos de alimentación que tiene al in-greso y a la salida del molino.
Aquí se tiene un primer lazo de control,que es el de densidad, este lazo esta confor-mado por un sensor de densidad de cabezanuclear, que nos da el valor de la densidadinstantáneo a la salida del molino, y el varia-dor de velocidad Micromaster 420, que ma-neja la cinta transportadora, de esta maneraante un cambio no deseado en el material
tratado, el Micromaster disminuye o aumen-ta la cantidad de mineral ingresado a fin deque se mantenga la densidad dentro de losvalores adecuados.
En el motor que mueve al molino seinstaló un sensor de temperatura tipo in-frarrojo para medir los cambios térmicosen el motor, un sensor de velocidad paramedir las rpm del motor y un medidor deparámetros para el monitoreo, principal-mente, del consumo de energía, este últi-mo valor de principal importancia por que
permite a los procesadores calcular el cos-to de producción.
Una bomba peristáltica recibe el materialenviado por el molino y lo bombea a los 2 hi-drociclones, donde se realiza la selección delmaterial fino del grueso, el material fino pa-sa a la siguiente sección y el material gruesoretorna al molino.
Para la correcta operación de los hidroci-clones se debe tener una presión constante,por ende aquí se tiene otro lazo de control,que es el de la presión, aquí con ayuda de untransmisor de presión Sitrans P y un varia-dor Micromaster 420, que tiene el mandodel motor de la bomba, se mantiene unapresión constante, esto permite que loshidrociclones trabajen correctamente.
Finalmente a la salida de los hidrociclo-nes se monitorea nuevamente la densidada fin de tener el valor de salida final de es-ta sección a la siguiente etapa de proceso.
Sistema de Control Inalámbrico
Una innovación en este tipo de aplicacio-nes es la integración de un sistema decomunicaciones inalámbrico conectado ala red de control y que permite que sepueda realizar labores como supervisión,configuración y control desde estacionesremotas y PC’s portátiles.
Estas labores se pueden realizar gra-cias a que se cuenta con el NIM 32, bridgeentre el protocolo Modulbus y Ethernet,corriendo en el servidor de datos Histo-rian y al tener una red Ethernet inalámbri-ca abarcando toda el área de la planta e in-clusive fuera de ella, el acceso a los siste-mas DCS y ESD a través de 4-mation ySafety Matrix es totalmente factible, asícomo es factible el acceso a las pantallasde supervisión del Processsuite.
Esta aplicación permite minimizar eltiempo de respuesta a los mantenimien-tos, configuración y eventuales reparacio-nes, ya que el ingeniero puede llevar laspantallas de configuración del DCS o delESD e inclusive las pantallas de supervi-sión a cualquier lugar de campo y verificarin situ su correcta aplicación. ■
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Detalle de la sección de molienda donde se aprecia la tolva, la faja y el molino, todosellos de pequeño tamaño dado los fines educativos de la planta
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Provisión de dos tubinas de700 MW con equipamientoSiemens de maniobra ycontrol
Contacto:[email protected]
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A continuación algunosnúmeros de Itaipú, que dan unaidea de su inmensidad:
�El volumen total de concreto utiliza-
do en la construcción de Itaipú se-
ría suficiente para construir 210 es-
tadios de fútbol como el Maracaná
de Río de Janeiro.
�El hierro y acero utilizados permitirían la
construcción de 380 torres Eiffel.
�Brasil debería quemar 434 mil barri-
les de petróleo por día para obtener
en plantas termoeléctricas la misma
producción de energía de Itaipú.
�El volumen de excavaciones de tie-
rra y roca en Itaipú es 8,5 veces su-
perior al del Eurotúnel, que une
Francia e Inglaterra bajo el Canal de
la Mancha, y el volumen de concre-
to es 15 veces mayor.
La usina hidroeléctrica de Itaipú, la
mayor del mundo en operación, es un
emprendimiento binacional
desarrollado por Brasil y Paraguay en
el río Paraná. La potencia instalada
actual de la usina es de 12600 MW,
con 18 unidades generadoras de
700 MW. Ahora recibe las dos últimas
turbinas con equipamiento Siemens
de maniobra y control, totalizando así
14000 MW.
Las actuales 18 unidades generadoras deItaipú entraron en operación, de acuerdo conel cronograma, al ritmo de dos a tres por año,partiendo de mayo de 1984. La 18va. comenzóa operar el 9 de abril de 1991.
La usina superó sus propios records mun-diales de generación de energía por varios
años consecutivos, y a mediados de 2004,cuando entren en operación las dos últimasturbinas, su capacidad instalada llegará a la ci-fra record de 14000 MW.
Al consorcio Voith, Siemens, Alstom yBardela le fue adjudicado el suministro de es-tas dos últimas máquinas, en forma conjuntacon la empresa de ingeniería Themag.
La división PTD M de Siemens suministraen este caso los tableros auxiliares de mediatensión, además de los tableros de distribu-ción de baja tensión y los Centros de Control deMotores de tipo Siplux para cada generador,estando diseñados uno de ellos para una fre-cuencia de 50 Hz y el otro para 60 Hz, por serestas las frecuencias normalizadas de Para-guay y de Brasil, respectivamente.
Cada tablero de baja tensión Siplux cuentacon 10 columnas, con una entrada de 3200 A,con capacidad de interrupción de 33 kA para460 V.
Estos tableros suministran alimentaciónpara todos los servicios auxiliares como servi-cios de enfriamiento, válvulas, excitación, etc.,para cada unidad generadora, y fueron monta-dos en las instalaciones de Siemens Ltda. en elbarrio de Lapa en São Paulo.
Para ello, la división IND (Industria) proveetodos los aparatos de maniobra de la líneaSirius, interruptores abiertos de tipo 3WN6, einterruptores compactos para protección demotores 3VF (ver foto del interior de un módu-lo del Centro de Control de Motores Siplux).
La concreción de proyectos como Itaipú yotros de este tipo consolidan a Siemens comouno de los más importantes proveedores deequipamientos y servicios para usinas hidroe-léctricas. ■
Vista frontal de un móduloextraíble para arranque demotor.
Vista de las columnas de entrada, coninterruptores 3WN de 3200 A
Vista frontal de uno de los tableros de10 columnas, en la planta Siemens delbarrio de Lapa en São Paulo
Record de generación de energía
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Control del movimiento enla industria del acero pormedio de PLC Links relacionados con el tema:www.siemens.de/simatic-technologie
Posicionamiento por medio de PLC
2 minutos sale un tocho del horno, y cuando eltren de laminado no está en condiciones de re-cibirlo se tiene que “hacer tiempo”, es decir, le-vantar el tocho para depositarlo en diferentesposiciones de apoyo. De esta manera se evitaque el tocho se enfríe demasiado en estos pun-tos de apoyo.
Esta operatoria se automatizó hace18 años con un control Simatic y el posicio-namiento se implementó con un módulo pe-riférico inteligente. Una solución óptima paraesa época que permitía alcanzar una exacti-tud en el posicionado de ± 30 mm. Ahora serequirió una actualización de todo el disposi-tivo debido a la necesidad de obtener mayorvisualización, mejoras en las posibilidades dediagnóstico y un manejo más sencillo del sis-tema. El objetivo primordial era mejorar ladisponibilidad de la instalación para reduciraún más los costosos tiempos de parada.
Los elementos centrales en el esquema deautomatización desarrollado por la empresaSchauer Engineering de Viena, Austria, paraeste cometido fueron un Simatic S7-400 y“Easy Motion Control”, los nuevos módulosfuncionales diseñados especialmente porSiemens para el control de movimientos. Conlos mismos se pueden posicionar varios ejes(valores típicos: de 1 hasta 5 ejes) con regula-ción de la posición. El paquete conforme aPLCopen contiene módulos para diferentesclases de movimiento (desplazamiento abso-luto, relativo, con velocidad) para la regula-ción de la posición, la inicialización, así comola lectura y emisión de valores reales y teóri-cos. Una ventaja especial que ofrece la con-ducción de los movimientos por software esque se pueden utilizar controladores están-dar de la familia Simatic sin que se deba recu-rrir a un hardware especial. En función de la
CPU utilizada podrán obtenerse pulsos parala regulación de la posición de 5 a 50 ms.
Posicionamiento más preciso
Una computadora de proceso suministralos datos de cada uno de los tochos a laCPU Simatic y ésta calcula los datos de posi-cionado. Los tochos se elevan o bajan pormedio de dispositivos hidráulicos y fines decarrera, mientras que el “Easy MotionControl” los comanda a la posición transver-sal con una exactitud de ± 5 mm.
Además del sistema de visualización WinCCen la plataforma de mando se instaló un panelde operador local interconectado por medio deProfibus DP. Este OP se utiliza para prefijar pa-rámetros, así como para visualizar datos, valo-res de medición y avisos. El OP también permi-te observar en todo momento el estado actualdel posicionamiento. Ya no se necesita ningúnequipo adicional para efectuar diagnósticos yesto implica una mejora adicional en la dispo-nibilidad, en especial, en caso de requerirsemantenimiento. El manejo sencillo del controlde movimientos basado en software tambiénacortó notablemente los tiempos de la inge-niería. Una capacitación de medio día fue sufi-ciente sin que se requiera ninguna clase deknow–how adicional. El operador aprecia elnotable aumento de la disponibilidad al elimi-narse componentes de hardware adiciona-les y la clara mejora en las posibilidades dediagnóstico.■
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Herramienta gráfica para la asignación deparámetros de “Easy Motion Control” parala simple parametrización “Offline” y lapuesta en servicio “Online” de los ejes.
Las aplicaciones del control de
movimiento no requieren
necesariamente un hardware
separado para el posicionamiento. Un
ejemplo de la industria pesada
demuestra que estas tareas pueden
resolverse en forma rentable con un
PLC estándar y módulos funcionales
especiales de software.
En la planta de laminado en caliente de la em-presa Hoesch Hohenlimburg se calientan lostochos de acero en bruto que pesan toneladashasta alcanzar temperaturas de 1250 ºC, paraluego transportarlos hasta el tren de laminadodonde se producen flejes de acero de altacalidad o de acero fino con un ancho de 150 a700 mm y espesores de 1,5 a 16 mm. El movi-miento lo realiza un “transportador” que, conuna velocidad promedio de 2 m/s, se despla-za cubriendo recorridos de hasta 14 m. Cada
Posicionamiento de un eje con “Easy Motion Control”:www.siemens.de/automation/csi/shopID: 17445377
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Tecnología Domótica; sistema integradode control para un centro comercial
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Multicentro Panamá es el centrocomercial más grande deCentroamérica y está ubicado en laavenida Balboa y tiene un área de51819,48 metros cuadrados de loscuales se destinaron unos 37626,45metros cuadrados para el centrocomercial, que incluyen cuatro pisos,dos semi sótanos, 260 localescomerciales y 3100 estacionamientosbajo techo. Actualmente el centrocomercial tiene ocupado el 80% delos locales. La inversión total de esteproyecto ha sido por el orden de los120 millones. Contará además con elHotel Decápolis en un futuropróximo.
Este centro comercial contará con almace-nes, restaurantes y el Supermercado El Rey,así como con destacadas franquicias y ca-denas de almacenes internacionales, entreellas: Tommy Hilfiger kids, El Caballo, Allis,Nine West, Armi, y Hard Rock Café.
Multicentro tiene en sus entrañas unatecnología domótica hasta entonces desco-nocida en Panamá y en general en la regióncentroamericana, Instabus. Gracias a la vi-sión integrada y futurista de uno de losprincipales contratistas, TelecomInternacional, se diseño un sistema inte-grado de control de este edificio. En el dise-ño participó Siemens S.A. de Costa Rica y lareconocida empresa centroamericana deintegración de sistemas Elevatron S.A.Instabus tiene decenas de años de existen-cia y como estándar de comunicación es re-gulado por la EIBA, una organización de fa-bricantes de productos compatibles con latecnología EIB (www.eiba.org). Es una tec-nología probada.
Por las dimensiones del edificio era ne-cesaria una tecnología domótica flexible,robusta, fácil de instalar, que no encarecie-ra la obra electromecánica y sobre todo quepudiera integrar múltiples aplicaciones,tanto de iluminación, ventilación, monito-reo, control y supervisión de las facilidadesa lo largo y ancho del edificio.
Por otro lado, dada el importante avancey éxito mundial de los sistemas abiertos, sedeseaba que el sistema a instalar pudieran
cumplir con esta apertura, lo que permiteque productos de diferentes fabricantes seintegren de forma transparente.
La recomendación técnica fueInstabus- EIB, con productos Siemens.Los inicios de Instabus tuvieron su origenen Europa en 1984, y con el tiempo el sis-tema fue evolucionando hasta que el1990 se formó la asociación EIBA(www.eiba.com), quien es la encargadade garantizar la estandarización entreproductos de diferentes fabricantes. Hoydía, Instabus es un sistema presente entodo el mundo. La razón principal de suamplia aceptación es el respaldo de losfabricantes de clase mundial, comoSiemens.
Instabus permitía correr el bus a travésde ductos compartidos, reduciendo el cos-to de instalación, además, por ser un sis-
tema totalmente descentralizado y quecon una fácil reparametrización se podríacambiar todas las funciones del edificio.Los elementos del bus se dividen en trescategorías: los sensores, actuadores y ele-mentos del sistema. Los sensores son losencargados de registrar las informacionesy sucesos del entorno y enviarlas por me-dio del cable de bus en forma de telegra-mas de datos.
Los actuadores son los elementos encar-gados de recibir estos telegramas y ejecutarlas órdenes. Los elementos de sistema sonaquellos necesarios para el funcionamientode la instalación. El sistema es capaz de in-tercambiar datos e información a través deeste único par de cables, lo cual limita el ca-bleado de fuerza solo a los actuadores, obien el método de comunicación que se es-coja y aplique de los tres disponibles.
Vistas interiores del Multicentro
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iUn multicentro grande einteligente con Instabus
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El sistema permite cualquier tipo de to-pología, puede conectarse de manera li-neal, en estrella, en árbol o también puedeser una combinación de las tres, inclusiveanillo con ciertas consideraciones.
El cableado entre 2 elementos puede serde hasta 700m y la longitud total del cablees de 1000 metros. Esto sin el uso de repe-tidoras.
Por tener Instabus módulos universalesera fácil integrar al sistema el monitoreo devariables, como nivel de CO2 en el aire delos parqueos, y basado en esto activar sis-temas de ventilación, reportar al cuarto decontrol del edificio en un Scada, usando eneste caso el Software Siemens Visuales, einclusive disparar una alarma sonora en ca-so de niveles peligrosos.
Entre otras funciones dadas al multicen-tro con Instabus se monitorea el estado delas áreas privadas, o puertas de locales, deforma que se refuerce la seguridad.
En general la aplicación consta de unas10 fuentes Instabus para alimentar en Ex-tra Bajo Voltaje un área Instabus con 5 lí-neas interconectado en topología libreunos 200 puntos de salida, 300 señales dis-cretas de entradas, 12 micro PLC tipo Logodonde además ingresan los datos de Nive-les de CO2 que transmiten 23 sensoresLandys & Gyr.
No obstante de las múltiples funcionesde tiempo, sólo se necesitaron 8 relojes de4 canales Instabus para toda esta inmensaárea, dado que estos relojes calendario detiempo real se comportan como servidoresde tiempo para todos y cada uno de los apa-ratos en el bus, reduciendo tremendamentela instalación y mantenimiento. Y por sifuera poco, se puede forzar manualmente.
El bus, como es lógico en estas dimen-siones, recorre menos de 4 000 metroseléctricos, y se utilice un cable similar alCat 5, ya que Instabus por ser un protoco-lo simétrico permite usar un cable relati-vamente sencillo y además de forma pa-ralela hasta más de 460 VAC, siendo estotoda una novedad en una sistema domó-tico, ya que los demás fabricantes re-quieren cables y tuberías especiales paracorrer su sistema.
La aplicación culmina con un sistemaScada basado en el producto Visuales deSiemens, desde donde se monitorea y con-trola esta coloso, y posea funciones tan in-tegradas y novedosas como la posibilidad deactivar el paro de emergencia de los 23 eleva-dores desde un centro de comando, porejemplo en caso de que un sospecho entrea un elevador y se desea bajar el aparato alprimer piso y abrir las puertas.
Su programación total requirió apenas800 horas, y el armado de más de 20 gabi-netes tomó unas cuatro semanas, demos-trando la facilidad de montaje del sistema.
Desde la computadora donde está la su-pervisión del edificio también se puede verel Circuito Cerrado de Televisión CCTV paracerrar el lazo de control total del edificio.
Instabus permitirá en el futuro a los ope-radores de Multicentro fácilmente remode-lar y cambiar funciones dada su fácil repa-rametrización, así como integrar otras fun-ciones al sistema, o bien automatizarampliaciones a las actuales instalaciones.
Instabus en Centroamérica:La empresa Elvatron S.A. (www.elvatron.com),Integrador de Multicentro en conjunto conTelecom, ha apostado a Instabus y es dis-tribuidor e integrador autorizado de Siemens.Las razones para escoger esta tecnologíason las siguientes:
• Un Sistema totalmente abierto, conmás de 110 Fabricantes.
• Tiene tres formas de transmisión: Porun cable tipo telefónico, o modulado porpotencia (220V) o por Radiocomunicación(KNX).
• Permite literalmente cualquier formade conexión: estrella, árbol, anillo, etc.
• Más de 10000 productos desarrollados,con más de 10 años en el mercado, con el so-porte de fabricantes de Clase Mundial.
• No requiere de un procesador central,por lo que es el sistema más resistente a fallasdel mercado. Es de hecho un sistema de con-trol distribuido totalmente autónomo.
• Es totalmente escalable, lo cual permi-te que sin costos extras se pueda ampliar elsistema hasta más de catorce mil dispositi-vos, beneficiando al usuario final en queno está limitado a comprar una plataforma
básica para empezar el proyecto de auto-matización: Se compra sólo lo que real-mente se usa.
• El sistema es inmune a perturbacioneseléctricas hasta 600VAC, lo cual le permiteviajar en conduit ya existentes en un edifi-cio. Es perfecto para reacondicionamientode edificios y casas, así como para edificiosnuevos.
• Cumple con la norma Ultra Low Voltage:Evita la exposición innecesaria a una electro-cución de parte de los usuarios.
Pero quizás, la gran diferencia con todo loexistente en el mercado es que este sistemapuede integrar, sin ninguna complicación, to-das las aplicaciones de electricidad en una ca-sa o edificio, sin importar el tamaño: Ilumina-ción, Aire Acondicionado, Seguridad antirro-bo, Monitoreo, Detección de Incendios, Videoy Audio, Acceso y Control Remoto (teléfono oInternet), control de bombas, puertas, venta-nas y todo aquello que tenga relación con eluso de un edificio y se relacione con movi-miento y electricidad. ■
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Vistas exteriores del Multicentro
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CSN es el mayor productor de acero de
Brasil y hace 3 años, con una inversión
del orden de los US$ 325 millones,
adjudicó los contratos para la
construcción de una nueva planta de
laminado en frío en la región sur del país,
en las cercanías de Curitiba. En este
proyecto, Siemens actuó por primera vez
en Brasil como proveedor del suministro
eléctrico completo en un proyecto
Greenfield del segmento metalúrgico,
asociado en un consorcio formado con
SMS Demag, PRO-Eco y
Ross Engineering.
Esta asociación permitió a Siemens suministrartodos los niveles de la pirámide de automatiza-ción de la planta completa, desde el Nivel 0 alpié de las máquinas, el Nivel 1º que comprendela automatización básica, el Nivel 2, es decir, laautomatización del proceso hasta el MES(Manufacturing Execution System) que vinculala planta al ERP existente en la planta siderúrgi-ca principal de CSN ubicado a 700 km, en VoltaRedonda, Estado de Río de Janeiro.
Las obras adjudicadas al consorcio por unvalor de US$ 200 millones para la planta en Pa-raná de CSN (establecida como CISA) eran, porcierto, significativas para la industria siderúrgi-ca brasileña porque ésta es la primera plantaconstruida para la producción de “Galvalume”,láminas de acero recubiertas con una aleacióncompuesta por el 55% de Al, el 43,5% de Zn y el1,5% de Si.
Las principales secciones de la planta sonlas siguientes:
� PPPL (Push Pull Pickling Line / Línea de Deca-pado Push Pull), capacidad: 550000 tn/año.
� RCM (Reversing Cold Mill/Laminador Rever-sible en Frío), capacidad: 550000 tn/año.
� CGL (Continuous Galvanizing Line / LíneaContinua de Galvanizando), capacidad:330000 tn/año.
� CCL (Color Coating Line/ Línea de Revesti-miento Color), capacidad: 140000 tn/año.
El alcance de los suministros de Siemenscomprenden los siguientes ítems:
� Subestación principal de 230 kV.� Accionamientos principales y auxiliares de
C.A. para todas las máquinas de la planta.� Automatización completa de los niveles
0, 1, 2 y MES.� Ingeniería de la instalación y los materiales
correspondientes.� Servicios de la instalación eléctrica para to-
da la planta.� Infraestructura completa de la planta, in-
cluyendo la iluminación de los edificios, delas salas eléctricas y de los caminos, el aireacondicionado y la ventilación, los siste-mas de detección de incendios, de telefo-nía de la planta, de CCTV, de intercomuni-cación, etc.El proyecto se subdividió en dos fases: la Fa-
se 1 comprendía las líneas CGL y CCL, mientrasque la Fase 2 se extendía a las líneas PPPL yRCM. En la planta de CSN de Volta Redonda seproducen las bobinas laminadas en caliente,las que luego se transportan a la nueva plantapor ferrocarril la mayor parte del trayecto de700 km que media entre ambas plantas.
La Fase 1 finalizó con éxito en agosto del2003 al producirse en las líneas de CGL y CCLlas primeras bobinas.
CGL
La línea CGL fue proyectada para una produc-ción dual continua: por una parte se la diseñópara producir acero galvanizado con el recubri-miento convencional (cinc puro) y, por la otra,con aleación de Al-Zn por medio del procesode galvanizado por inmersión en caliente.
La línea CGL comprende una sección de en-trada, luego una sección de limpieza, un hor-no de recocido, una cuba con baño de cinc ouna aleación de 55 % de Al-Zn, el control de re-vestimiento, la sección de enfriado, el lamina-dor de paso, sigue la sección de tratamientoquímico y, por último, la sección de salida. Lavelocidad de la línea es de 300 m / minuto en lasalida, bobinas de 25 toneladas, flejes con an-chos de 700 a 1.600 mm.
La línea CGL está equipada con Siroll™, el
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Suministro eléctrico-electrónicocompleto para una plantametalúrgica
Suministro eléctrico-electrónicocompleto para una plantametalúrgica
Acumulador de entrada
Línea continua de galvanizado,panel de inversores Simovert
Vista de la planta con el panel deentradas y salidas y del motor deaccionamiento principal
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iProvisión de subestaciones,accionamientos,automatización, montaje,start-up e infraestructura
Contacto:[email protected]
sistema de control de Siemens basado en la fa-milia de PLC Simatic S7 utilizada para funcio-nes de control en lazo abierto mientras que lasunidades funcionales tecnológicas se imple-mentan en sistemas de control de lazo abiertoy cerrado Simatic TDC configurables gráfica-mente. El lenguaje gráfico CFC se utiliza paraprogramar tanto a los sistemas Simatic S7 co-mo a los Simatic TDC. Estos controles se inter-conectan con un sistema de bus de alta veloci-dad que utiliza tecnología de fibra óptica paraproporcionar a la automatización básica todoslos datos relevantes en tiempo real (GDM Glo-bal Data Memory / Memoria de Datos Global)
CCL
La línea CCL también opera en forma continua,su función es producir acero galvanizado conrecubrimiento de color aplicando a las bobinasde chapa un apresto y luego el color de termi-nación.
Esta línea es, en muchos aspectos, simi-lar a la CGL, y comprende una sección deentrada, otra de tratamiento previo (desen-grasado, limpieza con cepillos y enjuague),la sección de pintura, el horno de curado, lasección de enfriado y la salida. La línea ope-ra con una velocidad de 150 m / minuto enla salida, bobinas de 25 toneladas, fleje conanchos de 800 a 1.600 mm.
En esta línea también se aplica el sistemade automatización Siroll™ con el potente pro-cesador Simatic TDC que permite realizar apli-caciones especiales a lo largo de la línea confuncionamiento sincronizado y tiempos de ci-clo de sólo 1 ms.
PPPL y RCM
La Fase 2 inició su producción comercial enDiciembre de 2003, cuando en las líneas PPPLy RCM se produjeron las primeras bobinas.
La línea PPPL opera en forma continua paratratar las bobinas de fleje laminado en calienteprovenientes de la planta principal de CSN. Elproceso se realiza con una velocidad de
180 m / min., la línea puede recibir bobinasde 25 toneladas y en fleje de un ancho de 700a 1.625 mm.
La línea del RCM (Reversing Cold Mill /Laminador Reversible en Frío) configura elcorazón de este complejo de laminado en
frío, está equipada con un motor de CA de6.000 kW en la caja de laminado y motoresde CA de 2.900 kW en las bobinadoras. Paraestos motores sincrónicos se instalaron accio-namientos Simovert ML que impulsan el flejecon una velocidad de 1.000 m/minuto, conuna capacidad de producción de 550000 tn/a-ño y un espesor de salida de 0,25 a 4,5 mm.
Al igual que el resto de la planta, esta líneatambién fue equipada con Siroll™. La estructu-ra de la automatización básica refleja la subdivi-sión en unidades funcionales. La familia de PLCSimatic S7 se utiliza para las funciones de con-trol de lazo abierto mientras que las unidadesfuncionales tecnológicas se implementaroncon Simatic TDC en sistemas de lazo abierto ycerrado. El lenguaje gráfico CFC se utiliza en for-ma estándar en toda esta planta. Estos controlesse interconectan con un sistema de bus de altavelocidad que utiliza tecnología de fibra ópticapara proporcionar a la automatización básica lacomunicación y el acceso a todos los datos rele-vantes en tiempo real por medio de GDM (GlobalData Memory / Memoria Global de Datos).
Además de los sistemas de ajuste hidráuli-co, de curvado y de desplazamiento de los cilin-dros, las funciones tecnológicas de la automati-zación de la línea RCM incluyen el control de latensión, de la presión de los cilindros, controlde flujo de material, controles del aplanado enambos lados de la caja del laminador.
Los tiempos de ciclo de exactamente 1 msdel potente sistema Simatic TDC aseguran queel sistema de control brinda una respuesta rápi-da a los requerimientos del laminado y de estamanera en la planta se tiene plena confianzade lograr en los próximos ensayos, a realizar enlos meses venideros, las figuras de espesor yplanicidad garantizadas para obtener la acepta-ción de la planta.
La automatización del proceso recibe las ór-denes de laminado provenientes del sistema deplanificación de la producción ubicado en unnivel superior, gracias al sistema MES imple-mentado por Chemtech, una compañía local deSiemens que pertenece a la unidad I&S IT PS.
Esta automatización del proceso de Nivel 2suministra los valores de referencia para elproceso de laminado de la línea RCM, el proce-so de tratamiento en las líneas CGL y CCL, aligual que en la PPPL.
Las fuerzas de laminado y de curvado medi-das durante el paso por el RCM se suministran aun sistema de modelos que emplea una red neu-ronal con capacidad de autoaprendizaje. El resul-tado es un juego mejorado de valores de referen-cia que permite obtener un ajuste mucho máseficaz en la preparación del tren de laminado.
La cooperación con Siemens Brasil ofrecelos máximos beneficios al usuario final
Una de las lecciones que dejó este proyecto fueque la vinculación Alemania – Mercosur per-mitió acelerar notablemente la ejecución delmismo y la capacitación del personal.Cuando el contrato entró en vigencia, una de-cisión de ejecutar este proyecto localmente enBrasil por medio de un equipo completo degestión del proyecto fue rápidamente imple-mentada sobre la base de experiencias exito-sas anteriores de otros trabajos conjuntos.Además del diseño local completo de la partede infraestructura, tales como la distribuciónde energía eléctrica desde la subestación de230 kV, los aparatos de maniobra de 13,8 kV,los tableros de baja tensión, los accionamien-tos VVVF de C.A., etc., con una estrecha coope-ración entre la oficina principal de Siemens enErlangen, Alemania y Siemens Brasil se ejecutóla implementación de la automatización bási-ca para el control técnico de todo el Complejode Laminado en Frío.Los ingenieros de Siemens Brasil intervinie-ron en el desarrollo del proyecto desde elprincipio mismo, de forma tal que el know-how de la planta para controlar las diferen-tes tecnologías pudieran transferirse a la re-gión con todo éxito.Esta cooperación se refleja en considerables be-neficios para el usuario final ya que el know-howque Siemens adquirió en todo el mundo quedóincorporado en la implementación de la planta.La proximidad con el cliente, a su vez, permitemantener una comunicación constantecon el mismo, tanto durante las etapasde planificación como de implementa-ción y tuvo como resultado una fluidapuesta en servicio.Así también se asegura un excelentesoporte al cliente durante el subsi-guiente funcionamiento de la planta. ■
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o, Control principal del laminadorreversible en frío
Vista de la planta
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EExxiittoossaa aapplliiccaacciióónn ddee llooss PPLLCC aapprruueebbaa ddee ffaallllaass
En la nueva instalación de vaciado
(llenado) para la producción de
chocolate de la empresa Bühler
Bindler GmbH de Bergneustadt, la
atención no sólo se centra en el
aumento de la flexibilidad, la
productividad y la rentabilidad, ahora
también se enfoca la seguridad. Por
este motivo es que, por primera vez,
se resolvió implementar la seguridad
con el controlador Simatic S7-400 a
prueba de fallas.
La empresa Bühler Bindler GmbH desarrollóun concepto modular para la instalación devaciado de chocolate del fabricante RévillonChocolatier du Coteau de Francia (véasetambién la publicación “advance latinoa-mericana 2/2003”, páginas 14 y 15) o enwww.siemens.de/automation/newscenterbajo la palabra clave “Bindler”). En este con-cepto – por primera vez – se reemplazan to-dos los ejes mecánicos por servoacciona-mientos con comando descentralizado(Simovert Masterdrives). La empresaBinder, sobre la base de la excelente expe-riencia ganada con el nuevo concepto, con-tinuará aplicando en el futuro los esquemasmodulares con técnica descentralizada deautomatización y de accionamientos. Enconsecuencia, también aplicó este esque-ma en la nueva instalación para un granproductor alemán de chocolate. Aquí losproyectistas avanzaron otro paso más: inte-
graron la seguridad en el concepto modular.“Las ventajas de las instalaciones descen-
tralizadas no sólo radican en una considera-ble reducción del cableado y la notable dis-minución de las operaciones para la disposi-ción y el servicio técnico consecuentes, laampliación de las posibilidades de diagnósti-co o la mayor transparencia. Descentraliza-ción o menor volumen de cableado tambiénimplica mayor higiene y esto, en la industriade los alimentos y golosinas, es extremada-mente importante” aclara Frank Weyland,Gerente de la Oficina de Proyectos Eléctricosde Bindler en Bergneustadt. Ventajas que sequisieron acrecentar aún más por medio dela técnica de seguridad integrada. Y FrankWeyland sabe exactamente de qué hablaporque la empresa Bühler Bindler GmbH consus 120 colaboradores se especializa en eldesarrollo y la construcción de sistemas deproducción específicos para cada cliente, en-tre otros, para el vaciado en moldes de pro-ductos de chocolate macizo y/o relleno, biz-cochos o barquillos. La empresa Binder deBergneustadt pertenece al grupo empresarioBühler con sede en Suiza.
Seguridad y funcionamiento normal enuna misma línea
Es por este motivo que los ingenierosde Binder diseñaron la instalación más re-ciente con el controlador a prueba de fa-llas Simatic S7–416F como control princi-pal de todo el equipamiento. O sea, utiliza-ron un PLC convencional equipado “cuasi ontop” con un núcleo de seguridad. “La ventajadecisiva para nosotros y, al fin y al cabo, elmotivo por el cual nos decidimos por el con-
trolador S7–416F es que podíamos integrar1 a 1 los elementos existentes de los progra-mas para el manejo de la máquina. De estamanera sólo se debía ampliar el programacon el núcleo de seguridad. Eso es lo que lla-mamos continuidad” comentó entusiasmadoChristoph Klör, Gerente de Proyecto de la em-presa Binder. Como es natural, lo mismopuede decirse de la comunicación: tanto losdatos de seguridad como los estándar setransmiten por el mismo sistema de bus(Profibus con Profisafe). Los sensores y ac-tuadores relevantes para la seguridad se pro-cesan en los módulos periféricos a prueba defallas Simatic ET 200S.
Con la técnica de seguridad implementa-da de esta manera en la nueva instalación deBinder se simplificó notablemente la puestaen servicio porque ahora las numerosaspuertas de protección y los dispositivos deseguridad de las instalaciones de vaciado de
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Dirk Barnekow (izq.), Gerente de QM,Frank Weyland (centro), Gerente deProyectos, ambos de la empresa Bindercon Reinhold Patz (der.) de la filial Siegende Siemens.
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La línea Chocostar automatizadaintegralmente brinda mayor flexibilidad yproductividad.
chocolate de hasta 70 metros de largo pue-den habilitarse por partes. Para esto, en latécnica de seguridad convencional con fre-cuencia se tiene que modificar el complejocableado del hardware con el considerablecosto consecuente. Con la técnica de segu-ridad aquí descripta, en cambio, alcanzacon modificar una conexión en el busProfibus de la parte correspondiente de lainstalación y una sencilla liberación de losmódulos de seguridad programados en KOPo FUP. “Toda la seguridad se realiza en elPLC, porque todo aquello que en la técnicade seguridad convencional se implementa-ba por medio de la electrotecnia, ahora sepuede programar a través del software”aclaró Christoph Klör. La transparencia de latécnica de seguridad representa otra granventaja, en especial, para el cliente final: enlas nuevas instalaciones la HMI (interfasehombre-máquina) permite determinar rápi-da y sencillamente qué cadena de seguri-dad o componente presenta una falla.
Con la nueva técnica de seguridad inte-grada no sólo se ahorran numerosos relés,también permite implementar en una formanotablemente más sencilla y rápida todoaquello que en la técnica de seguridad con-vencional era muy intensivo en material y ca-bleado como, por ejemplo, los circuitos deseguridad complejos con funciones de puen-teado por medio de pulsadores de autoriza-ción para el servicio de configuración. “Conesto se amortizan en un tiempo mínimo losalgo mayores costos del hardware” finalizaconvencido Christoph Klör. ■
iControladores Simatic aprueba de fallas
Links relacionados con el tema:www.siemens.de/simaticwww.siemens.de/safety
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Automatización de instalaciones
Un controlador a prueba de fallas Simatic S7–416F asume el mando de toda la instalación (Re-
corrido de los moldes). Con este controlador se comunican a través del bus Profibus DP los siste-
mas de accionamiento estándar y los servoaccionamientos (Masterdrives MC plus con Simolink)
responsables de la circulación de los moldes, así como una serie de módulos periféricos estándar y
a prueba de fallas del tipo Simatic ET 200S.
Dos Simatic Panel PC 670 y un Mobic Internet Pad asumen la visualización de toda la instalación.
Diferentes controladores Simatic S7–400 (CPU 412) comandan en forma independiente a cada
una de las cinco máquinas para vaciar el chocolate en los moldes. El sistema de accionamiento de
cada máquina está formado por cinco servomotores (Masterdrives MC plus con motores 1FT6),
montados en la misma máquina, que se comunican sincronizados por pulsos con el controlador
por medio del bus Profibus DP. En dicha red PROFIBUS también se emplea un Simatic MP 270B pa-
ra la visualización de cada máquina vaciadora.
La interconexión entre el controlador de la instalación (S7–416F) y los controladores de cada
una de las máquinas vaciadoras (S7–412) se realiza por medio de Ethernet (TCP/IP). La intercone-
xión con Ethernet se utilizó porque la instalación debía ser tan sencilla y abierta como fuera posi-
ble. Aquí Christoph Klör aclara: “La comunicación por medio de Ethernet es relativamente sencilla,
se puede intercambiar un gran volumen de datos y con esto se tiene la posibilidad de acoplar la
instalación con las estructuras de procesamiento de datos del cliente final, para comunicarse con
otros procesos de la planta, tales como, la elaboración de la masa de chocolate o el embalaje. Por
este motivo decidimos utilizar el bus Profibus para el sector determinista”.
Módulos periféricos estándar y a prueba de fallas ET 200S
Recorrido de los moldes
S7-416F
Masterdrives
1. Máquina vaciadora
S7-412 2DP
MP 270 B;HMI para el controlde las máquinasvaciadoras
Masterdrives Masterdrives
MP 270 B;HMI para el controlde las máquinasvaciadoras
5. Máquina vaciadora
S7-412 2DP
50 servoaccionamientosinterconectadoscon Simolink
M M
55 accionamientos
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M
1FK6
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Micromaster
••• ••• •••
10 estaciones ET 200Sen el tablero principal
25 estaciones ET 200Sen el campo
•••
Profibus DP (Profisafe)
Ethernet Industrial
Industrial Ethernet
1FT6
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•••
•••
Profibus DP
•••
Profibus DP
PC 670;1. HMI al mandode la instalación
PC 670;2. HMI al mandode la instalación
Módulosde enlaceradial Mobic
Red de datosdel cliente
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ooppeerraacciióónn ddee mmaalltteerrííaass
Cuando en Cebadas y Maltas S.A. de CV,
empresa de clase mundial
perteneciente a Grupo Modelo México,
con reconocimientos en la mayoría de
las áreas, desde la calidad, seguridad,
administración, con premio nacional a
la tecnología y otros más, se planteó el
problema de actualizar la
automatización de dos de sus malterías
y automatizar la tercera, decidió hacerlo
con los mismos estándares que se ha
manejado siempre.
Es por eso que la dirección general y su geren-cia de planta, asesorados por el grupo corpora-tivo de DIBLO, buscaron una solución tecnoló-gica de vanguardia que les permitiera no sóloactualizar, sino centralizar y automatizar susprocesos de malteo hasta el límite, cumplien-do siempre con el requisito principal de su sis-tema de calidad total: una mejora continua.
La solución que se pedía no solamente bus-caba automatizar alrededor de 30 procesos di-ferentes que componen el malteo, sino tam-bién optimizar los costos, aumentar el segui-miento de sus lotes y centralizar la operación,dando al departamento de producción una he-rramienta capaz de mantener el total controlde sus procesos.
Una de las soluciones que llenó sus expec-tativas: fue el sistema PCS7 de Siemens y elBatch, y la misma fue implementada comple-tamente por una empresa Mexicana, AsesoríaIntegral en Ingeniería S.A. de C.V., desde la in-
geniería de la actualización hasta la implemen-tación de todos los procesos en el sistema y sucontrol centralizado.
La automatización consideró las tres malte-rías, cada una con capacidad de produccióncontinua de lotes de alrededor de 330 tonela-das cada uno, esto es alrededor de 400 tonela-das diarias de malta de diferentes tipos parasurtir a las cervecerías del grupo, con la máxi-ma calidad.
Cada Maltería se compone de 3 procesos,los cuales son Remojo, Germinación por par-tida doble y Secado, de tal manera que entrelos 3 tenemos alrededor de 900 puntos decontrol digital y 50 analógicos, dando un totaldel proyecto de 2700 puntos de control digi-tal y 150 puntos de control analógicos,agrupados en alrededor de 600 dispositivos y90 subprocesos de producción en total, asícomo 12 unidades para trabajo con lotes.
La arquitectura de control planteada se di-señó para proporcionar un control integral yautomatización completa de producción en lo-tes, así como la centralización de la sala decontrol de tal manera que se optimizará el per-sonal humano y se maximizará la capacidaddel mismo de interaccionar de manera óptimacon el proceso. Para lograr lo anterior, se formóun equipo de trabajo entre personal de planta,la empresa de integración y personal del grupocorporativo, de tal manera que las ideas y labase de conocimiento de todos los involucra-dos se viera totalmente volcado en el proyecto.
Por si esto fuera poco, toda la instalación serealizó minimizando los tiempos de parada yusando los tiempos muertos de producción
para efectuar las insta-laciones y pruebas, yaque la planta trabaja24 horas los 365 díasal año, de manera con-tinua, para poder su-plir la demanda.
Un diagrama delsistema implementa-do se presenta en la fi-gura 1, en el cual se hi-zo uso de Ethernet pa-ra el bus del sistema yde control, así como ladescentralización conProfibus para las entra-das y salidas.
En la parte del software, se escogió una ar-quitectura de servidores redundante que ga-rantizara la operación aún ante fallas del equi-po y que tuviera un tiempo de respuesta acep-table, sin menoscabo de la capacidad decontrol total y completo de los procesos de lo-tes de las tres malterías desde cualquiera desus estaciones de operación.
El resultado: un sistema de control por lotescon alta disponibilidad, facilidad de manejo, al-ta flexibilidad, con protección del proceso ysus operadores, capaz de soportar la operacióncon el mínimo de personal, así como un siste-ma de seguimiento del lote y sus variables deprocesos para lograr alta calidad total en el pro-ducto.
La implementación se realizó con la versión6 de PCS7 y Batch, poniendo de manifiesto deinmediato la alta integración de la solución y eltrabajo en concierto de todas las partes, acor-des al concepto TIA (Totally IntegratedAutomation) de Siemens.
Un punto clave en el éxito del proyecto fuela facilidad del sistema PCS7 de poder integrarla experiencia y el dominio del proceso del per-sonal de producción, de manera directa en laimplementación, gracias al avanzado sistemade programación en Cartas de Proceso y Cartasde Secuencias, logrando una visualizaciónacorde al proceso y no acorde a diagramaseléctricos. Asimismo, el sistema de visualiza-ción, basado en WinCC, permite un respuestarápida ante alarmas y control directo de ele-mentos de proceso en modo manual, así comouna capacidad de visualización de proceso entiempo real que satisface al más exigente. Enlos procesos por lotes, el sistema Batch demos-tró una capacidad excelente para el manejo delos hasta 12 lotes simultáneos, proporcionan-do en todo momento una flexibilidad y controltotal en la operación, y una automatizaciónsorprendente.
El grupo de trabajo estuvo integrado por: elIng. Jorge Carbajal Gte. de Planta, el Ing.Carlos Bazán Jefe de Producción, el Ing.Javier Hernández de Proyectos Corporativos,operadores y personal de AIISA la empresa in-tegradora.“La malta es nuestra estrella y la estrella esnuestra malta”, dice un slogan en la planta. Eneste caso, Siemens con PCS7, Batch y TIA,aportó su granito de arena para que la estrellabrillara más. ■
El concepto TIA aplicado alproceso de malteo
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Arquitectura TIA aplicada al proceso de malterías
Red Eth 1GBa Servers
Estaciones de Operador OS PCS7Batch Cliente (Recipe, Control, Planing)
Estación de Ingeniería ES PCS7
Red Ethernet 100MB, Hub Administrable
AS416-3 AS416-3 AS416-3
CHASIS GERMINACION CHASIS GERMINACION CHASIS GERMINACION CHASIS GERMINACION CHASIS GERMINACION CHASIS GERMINACION
CHASIS TOSTACIONCHASIS TOSTACIONCHASIS TOSTACION
CAJA 5 CAJA 5 CAJA 5
CHASIS TINAS 1
CHASIS TINAS 1 CHASIS TINAS 1
CHASIS TINAS 1
CHASIS TINAS 1
CHASIS TINAS 1
Maltería León Maltería Estrella Maltería América
OS Server PCS7Batch Server (Recipe, Control, Plannig, DM)Redundante
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iSistema de AutomatizaciónSimatic S7-400
Contacto:[email protected]@siemens.cl
Acc
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Nuevo accionamiento parauna máquina papelera
El Área de Industria y
Servicios (I&S) de la
Gerencia de Industria e
Infraestructura de
Siemens S.A. Chile se
adjudicó el contrato por
la reforma del
accionamiento de la
máquina papelera Nº1
de Cartulinas CMPC S.A.
Este está instalado en la
Planta Valdivia, que se
encuentra ubicada en la
Décima Región.
Cartulinas CMPC S.A., filial deEmpresas CMPC S.A., es unaempresa que se dedica desde1959 a la fabricación y comer-cialización de cartulinas. La lar-ga experiencia de CartulinasCMPC en el rubro y su avanzadatecnología junto a las materiasprimas que utiliza, le permiteentregar productos que se ubi-can dentro de las mejores cali-dades y compiten con los presti-giosos proveedores del mundo.
Cuenta con dos plantas pro-ductoras, una en la ciudad deValdivia y otra en la región delMaule, con una capacidad totalde 220000 ton./año. Esto le per-mite convertirse en un socio co-mercial de largo plazo, capaz dedisponer de grandes volúme-nes tanto para el mercado localcomo para la exportación. En laactualidad, Cartulinas CMPC co-mercializa sus productos enmás de 30 países de América,Europa y Asia.
Planta Valdivia
Inaugurada en 1951, la plantaValdivia fue pionera en Latinoa-
mérica en la producción de car-tulinas para la elaboración de es-tuches y displays. Tuvo una pro-ducción inicial de 5000 ton./año,cifra que en la actualidad alcanzalas 40000 ton./año, gracias a unacompleta renovación de su má-quina papelera en el año 1991 ya constantes mejoras efectua-das hasta la fecha.
El proyecto
El contrato, por un monto deUSD 0,5 millones, se gestó gra-cias a una importante laborconjunta entre Siemens Chile ySiemens Alemania. El proyectofue liderado localmente por elÁrea de Industria y Servicios(I&S) de Siemens Chile, desta-cando el especial esfuerzo reali-zado por los Srs. Eduard Domkey Paulo Ogalde.
Esta reforma, que entró afuncionar en el segundo semes-tre del 2003 y que viene a reem-plazar un antiguo accionamien-to en corriente continua de Har-land Simon y también deReliance, se integró con el su-ministro, la ingeniería, la cons-trucción, la supervisión delmontaje eléctrico y la puesta enservicio de 29 accionamientosde última tecnología en corrien-te alterna, separados en dosgrupos. El primer grupo corres-pondiente al área húmeda, queestá accionado por un rectifica-dor ca/cc de 1100 kW sin capaci-dad de regeneración el cual ali-menta una barra en corrientecontinua a la cual estan conec-tados 12 inversores de diferen-tes potencias con sus respecti-vos motores. El segundo grupocorrespondiente al área seca,esta accionado por un rectifica-dor ca/cc de 400 kW con capaci-dad de regeneración, el cual ali-
menta una barra en corrientecontinua a la cual estan conec-tados 17 inversores de diferen-tes potencias con sus respecti-vos motores.
El accionamiento de lamáquina, esta basado en el siste-ma de automatización SimaticS7-400 y periferia descentraliza-da ET200M, bajo la plataformade Simatic PCS7, e interconecta-do mediante una red Profibus.Posee 6 paneles de operaciónSimatic MP 370, ubicados en lospupitres de operación. Incluyeun sistema de operación y super-visión central, que está conec-
tado al Sistema Central SimaticS7-400 vía red standard IndustrialEthernet; e incorpora una esta-ción de ingeniería, que seutiliza para actividades de in-geniería, mantenimiento y ser-vice, conectada también alSistema Central Simatic.
Todo esto permite digitali-zar la máquina papelera N°1 yle da la garantía a nuestrocliente de aumentar la disponi-bilidad del sistema y la preci-sión en el control, integrandofunciones de diagnóstico,mantenimiento preventivo,operación y service. ■
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Acc
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Los diferentes modelos de
accionamientos de velocidad variable
de Automation & Drives de Siemens
satisfacen todos los requerimientos
de las aplicaciones industriales
modernas. El espectro de productos
abarca desde el económico
convertidor de pequeña potencia y
múltiples aplicaciones, los grandes
accionamientos confiables con varios
megavatios de potencia hasta los
accionamientos de elevada dinámica
para máquinas herramienta y de
producción.
La cada vez mayor presión para optimizarlos costos lleva a una creciente automatiza-ción que, en la construcción de máquinas einstalaciones, implica una intensificaciónde la modularización, de la descentraliza-ción y, con esto, al desplazamiento de lasfunciones tecnológicas específicas de la ló-gica y del accionamiento a los mismos acciona-mientos. La consecuencia última de todo esto esla implementación de sistemas mecatrónicos enlos que los accionamientos individuales con aco-plamiento mecánico se reemplazan por otros ac-cionamientos individuales con regulación elec-trónica de la velocidad y capacidad de comunica-ción. La multiplicidad de los procesos en los quelos accionamientos desempeñan un papel esen-cial, hace que en la actualidad éstos deban satis-facer los requerimientos más variados, tales co-mo un rango muy amplio del margen de ajustede la velocidad, buenas características de mar-cha concéntrica, elevados pares de giro y diná-mica hasta la máxima precisión y exactitud en larepetitibilidad. Aquí, con frecuencia, debe agre-garse la capacidad de comunicación para que losaccionamientos puedan integrarse con facilidaden el sistema de automatización.
En los últimos años la atención se enfocó,en general, hacia los ahorros obtenibles en loscostos de explotación de numerosas aplicacio-nes utilizando convertidores y, en especial, a lareducción de los costos de la energía consumida.Un ejemplo lo constituyen las máquinas hidrodi-námicas (turbinas). Justamente en este sector, laregulación electrónica de la velocidad adaptadaal proceso de la máquina impulsora brinda con-siderables potenciales de ahorro de energía que,
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según la curva característica, puede llegar hastael 50%. Por otra parte, la reducción de los reque-rimientos de mantenimiento debida a la dismi-nución de la carga mecánica en la máquina im-pulsora y en otros elementos de la instalaciónagrega otros potenciales de ahorro en los costos.A continuación ofrecemos un resumen del es-pectro de accionamientos con velocidad variableofrecidos por A&D de Siemens.
La familia de convertidores de frecuenciaMicromaster
La familia de productos convertidores de fre-cuencia Micromaster ofrece una solución apro-piada para las más variadas funciones de accio-namiento en aplicaciones estándar o más com-plejas, incluso de potencia elevada. Su uso seextiende, por ejemplo, desde accionamientos debarreras o de portones en una gama de poten-cias de hasta 0,75 kW, accionamientos paracintas transportadoras y aplicaciones en laconstrucción de máquinas que requieran has-ta 11 kW o en la técnica del movimientos de ma-teriales, las industrias textiles, de alimentos y go-losinas hasta bombas y ventiladores con poten-cias que llegan a los 250 kW.
Para soluciones cercanas a los motores –Micromaster 411 y Combimaster 411
Las soluciones descentralizadas de acciona-
mientos ahorran espacio y dinero cuando sepueden eliminar total o parcialmente los tableros.El convertidor de frecuencia Micromaster 411 esel indicado para las soluciones descentraliza-das: es modular y robusto con elevado grado deprotección y, por lo tanto, adecuado para lascondiciones de operación más duras. A elec-ción se lo puede instalar en las cercanías delmotor o montarlo directamente sobre este mo-tor y, así, con flexibilidad, permite implementaraplicaciones que requieren un mínimo de espa-cio. El convertidor de frecuencia Micromaster 411en combinación con un motor economizadorde energía de la clase de rendimiento EFF2 con-forman la unidad compacta Combimaster 411con una gama de potencias que se extiendedesde 0,37 hasta 3,0 kW.
Modular para toda exigencia – la serie deconvertidores Simovert Masterdrives
La serie de convertidores Simovert Masterdrivesse ofrece en las variantes “Motion Control” (conservorregulación) y “Vector Control” (con con-trol de frecuencia y regulación vectorial). Elconcepto modular y el diseño uniforme permi-ten combinar y montar en hilera aparatos de lasejecuciones de regulación más variadas. En co-rrespondencia con la potente regulación en ellado del motor y por medio de la regulaciónvectorial activa orientada por ángulos, en el la-
Simovert MV
Familia Micromaster
Convertidores de la A a la Z
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tiende de 0,55 hasta 2300 kWsegún la forma constructiva
(“Kompakt Plus”, compactos, demontaje en tablero). Su ejecución
comprende las versiones de converti-dor para conexión a una red trifásica de
3 conductores, de ondulador para conexióna las barras de corriente continua o de rectifica-
dor de alimentación para suministrar corrientecontinua a las barras correspondientes. Aplicacio-nes típicas de los equipos Masterdrives VC son losaccionamientos multimotor para la conducción
continua del movimiento, porejemplo, en bandas de tejidopasantes y accionamientos indi-viduales con requerimientoselevados en cuanto a la exacti-tud de la velocidad y el par o altacalidad en el giro concéntrico entodos los rangos de velocidades,por ejemplo, en mezcladoras,amasadoras, extrusoras, centrí-fugas, bancos de pruebas de ca-
jas de cambios, etc.Los accionamientos Master-
drives pueden realizarse como soluciones especí-ficas para clientes que requieran potencias supe-riores a los 6000 kW, por ejemplo, para acciona-mientos multimotor en plantas siderúrgicas o delaminado, en la elaboración de papel, así comoen accionamientos individuales adaptados parauso naval.
Simodrive 611 y Simodrive Posmo – eleva-da dinámica y precisión
El sistema convertidor Simodrive 611 ofreceesencialmente soluciones flexibles para má-quinas herramienta y de manipulación, así co-mo para prensas y máquinas embaladoras o deproducción en ramos tales como vidrio, made-ra, piedra, textil y papel, donde se requiere elposicionamiento coordinado de varios ejes conelevada dinámica bajo la dirección de un con-trolador de movimientos de nivel superior co-mo, por ejemplo, Simotion, Sinumerik o unmódulo Simatic FM. El equipo Simodrive 611está formado por módulos individuales de ali-mentación y de accionamiento adecuados paratodo motor. Un módulo de potencia y la unidadenchufable de regulación conforman el módu-lo de accionamiento. El módulo de potenciapuede armonizarse con el tamaño del motor, launidad enchufable de regulación determina laposición o la interfase del valor teórico de la ve-
locidad. Esta conformación permite combinarconjuntos de accionamientos que puedenadaptarse rápida y flexiblemente a la potenciade accionamiento y el número de ejes de cadamáquina.
Los sistemas de accionamiento SimodrivePosmo A, SI, CA y CD abren la técnica de la dis-posición descentralizada y en cercanías de lamáquina para servoaccionamientos en máqui-nas herramienta y de producción. Estos siste-mas con elevado grado de protección permitenque la técnica de accionamiento migre del ta-blero directamente a la máquina. El motor deposicionamiento Simodrive Posmo A integraen el motor el módulo de potencia del converti-dor, la regulación del motor y toda la conduc-ción del movimiento. De esta forma se lo aplicapara modificar formatos y topes o para ajustarmagnitudes del proceso, por ejemplo, por me-dio de válvulas motorizadas. El accionamientoSimodrive Posmo SI integrado en el motor esuna unidad mecatrónica completamente fun-cional para las más diversas aplicaciones en laconstrucción de máquinas. Este accionamientointegra el módulo de potencia, la regulación delmotor, motores de la serie constructiva 1FK6 yun sistema para la medición de valores absolu-tos. Los accionamientos Simodrive Posmo CA yCD (para tensiones de alimentación de 400 V,3 CA y 600 V CC respectivamente) fueron dise-ñados para el montaje en las cercanías del mo-tor. Estos accionamientos, con la clase de pro-tección IP 65, fueron concebidos para diferen-tes variantes de motores y poseen la mismafuncionalidad que la versión Posmo SI. La va-riante Posmo C ofrece la posibilidad de conec-tar un segundo sistema para la medición de laposición con alta resolución.
Convertidores Simovert de alta potenciaalimentados por media tensión
Simovert es el convertidor para aplicaciones demedia tensión con máquinas asincrónicas dehasta 7,5 MW. Como convertidor con circuitode tensión intermedio se lo suministra tantocon refrigeración por aire como por agua. Lasclases de tensión abarcan desde 2,3 hasta 6,6 kV.El espectro de aplicaciones alcanza desde bom-bas y ventiladores a accionamientos de parconstante para molinos, mezcladoras y extru-soras hasta cintas transportadoras, instalacio-nes para el trefilado de alambres y acciona-mientos navales. Simovert MV trabaja con se-miconductores de potencia HV–IGBT
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do de la red los convertidores Masterdrives AFE(Active Front End) procuran una alimentación yrecuperación de energía óptimos.
Los convertidores Simovert Masterdrives“Motion Control (MC)” fueron diseñados paraaplicaciones en el área de los servo–acciona-mientos industriales y, además, armonizados óp-timamente con los compactos servomotores Sie-mens de alta dinámica. Estos convertidores se su-ministran en las siguientes variantes: tensionesde redes trifásicas de 380 a 480 V, 3 CA, 50 / 60 Hzen las formas constructivas “Kompakt Plus” conpotencias de 0,55 hasta 18,5 kW, como equiposcompactos con potencias de 2,2 hasta 37 kW ycomo equipos para montaje en tableros, de 45hasta 250 kW. Los convertidores Masterdrives MCse utilizan en todos los casos en los que se re-quiere una conducción coordinada del movi-miento con elevada dinámica en varios ejes ycontrol de la posición o una funcionalidad deMotion Control como, por ejemplo, marcha sin-crónica, levas, etc.
Los convertidores Masterdrives “VectorControl (VC)”-control vectorial- tienen un cir-cuito de tensión intermedio ejecutado en téc-nica digital con onduladores IGBT (Insulated GateBipolar Transistor, o sea, transistores bipolares decompuerta aislada). La gama de tensiones de redde estos convertidores cubre de 380 a 690 V y elrango de potencias de los equipos estándar se ex-
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(High–Voltaje Insulated Gate Bipolar Transistor,o sea, transistores bipolares de compuerta ais-lada para alta tensión), una tecnología innova-dora en la que mundialmente Siemens posee lamayor experiencia, obtenida tanto con conver-tidores Simovert MV como con accionamientosferroviarios. La tecnología HV–IGBT simplificadrásticamente la conformación del convertidorde media tensión y el resultado es que los equi-pos Simovert MV son especialmente confia-bles, compactos, modulares y ofrecen conside-rables ventajas para el servicio técnico.
Simovert D es el robusto convertidor directopara grandes máquinas asincrónicas y sincró-nicas de baja velocidad cuyo servicio requiereuna elevada dinámica y performance (rendi-miento), en especial, para los accionamientosprincipales para trenes de laminado, acciona-mientos navales, máquinas extractoras de po-zos mineros, molinos de cemento y de minera-les. Con potencias de hasta 20 MW, Simovert Dcubre las clases de tensión de 1 a 4 kV. En elcampo de la media tensión, mantener plenopar hasta en velocidades cercanas a cero, esuna condición “imperativa” para aplicacionesque prescinden de los engranajes reductores.
Los equipos Simovert ML también fuerondiseñados para funciones de accionamiento dealta dinámica y performance en la gama supe-rior de potencias, pero para el rango de las velo-cidades mayores. Como equipo AFE, el conver-tidor con circuito intermedio de corriente sedestaca por los beneficios que brinda a la red yla capacidad de realimentar energía a la misma.Su campo de aplicación se extiende a las gran-des máquinas sincrónicas con potencias dehasta 20 MW para los accionamientos principa-les de los trenes de laminado, al igual que losmotores lineales del tren Transrapid.
El convertidor Simovert S con circuito inter-medio de corriente se diseñó para “propósitosgenerales” en grandes máquinas sincrónicaspara impulsar, por ejemplo, bombas, ventila-dores, accionamientos navales y compresorescon refrigeración por agua y potencias de has-ta 100 MW. Las clases de tensión abarcan de1,89 hasta más de 13 kV. En estas máquinaspueden alcanzarse velocidades de hasta 6000rpm. Su constitución sencilla, sin fusibles, aprueba de cortocircuitos, hace que los equiposSimovert S sean extremadamente robustos,confiables y que, al mismo tiempo, no requie-ran mantenimiento. La ejecución con refrigera-ción por aire se utiliza como convertidor de
hasta la puesta en servicio guiada por menú yla operación. La estructura sencilla y modularreduce los costos de mantenimiento y de re-paraciones a un mínimo. El rango de poten-cias de los equipos Sinamics G150 cubre des-de los 75 a los 800 kW con clases de tensiónhasta 690 V.
El sistema modular de accionamientosSinamics S 120 fue diseñado para funcionesexigentes de accionamiento tales como,aplicaciones de posicionamiento con media-na a elevada dinámica y de control de movi-miento en la construcción de máquinas einstalaciones. Este sistema de accionamien-to es adecuado para aplicaciones de un eje aligual que para ejes múltiples. Un módulo re-gulador central conduce en un nivel superiorla regulación de los accionamientos para to-dos los ejes conectados y, además, es el res-ponsable de la combinación tecnológicaentre los ejes. Todos los componentesposeen rótulos digitales de identifica-ción y comunican a través de la interfa-se del sistema “Drive–Cliq".
Accionamientos de corriente continua
La técnica de corriente continua mantiene suvigencia como solución económica para lasaplicaciones más variadas. Por este motivoes que Siemens continúa desarrollando per-manentemente su generación de rectificadorescompletamente digital Simoreg DC Master. Co-mo ejemplo cabe consignar la reciente am-pliación de potencia hasta 960 V 3 CA e in-tensidades de servicio de hasta 3000 A CCsin conexión en paralelo. Los equipos en síofrecen una elevada dinámica, confiabilidad,dominan la operación en uno y cuatro cua-drantes, admiten una puesta en servicio pormedio de la parametrización guiada por me-nú sin requerir intervenciones en el hardwa-re e integración sin discontinuidades encualquier panorama de automatización.
La técnica Simoreg posibilita la integra-ción en el panorama de la automatización ac-tual de los grandes accionamientos de co-rriente continua que, si bien son antiguos yanalógicos, todavía mantienen toda su po-tencia. El módulo “Simoreg Control” permiteactualizar en forma rápida y con costos con-venientes los accionamientos de corrientecontinua analógicos para llevarlos al estadotecnológico de un moderno Simoreg DCMaster manteniendo todos los elementos depotencia existentes. ■
Convertidores para todaslas aplicaciones
Links relacionados con el tema:www.siemens.de/driveswww.siemens.de/sinamics
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arranque para generadores de centrales eléctri-cas, bombas de alimentación para calderas osoplantes para altos hornos.
Plataforma innovadora de accionamientos:la familia Sinamics
Sinamics se denomina la novísima familia deaccionamientos de A&D de Siemens en la quese colocan sobre una única base de hardware ysoftware todas las soluciones de accionamien-tos, desde el simple convertidor de frecuencia,desde los potentes accionamientos para impul-sar bombas, ventiladores y compresores hastael sistema de accionamientos modular univer-sal para las funciones más exigentes. Las herra-mientas comunes para el proyecto (Sizer) ypuesta en servicio (Starter) permiten combinarde manera sencilla los diferentes accionamien-tos Sinamics para conformar soluciones indivi-duales y generales.
Sinamics G110 en su versión para redesmonofásicas de 200 a 240 V representa la en-trada al mundo de los accionamientos con ve-locidad variable más sencilla y con preciosconvenientes. Adecuados para aplicacionesen todo el mundo y con potencias de hasta3 kW su puesta en servicio y manejo senci-llos seducen al usuario. Aquí también debeagregarse la posibilidad del copiado rápido deparámetros a través de un panel de operaciónopcional. A elección puede disponerse de unaentrada analógica o una interfase RS 485. Tresentradas digitales permiten un uso flexible enlas aplicaciones parametrizables más variadascomo, por ejemplo, accionamientos para so-portes móviles de publicidad en túneles de la-vado, aparatos climatizadores o para gimna-sios, así como en ramos como el alimenticio,textil y de embalajes.
Los equipos Sinamics G150 fueron diseña-dos, en especial, para accionar bombas, venti-ladores y compresores donde la operacióncon velocidad variable permite ahorrar hastael 50% de la energía consumida. Además, es-tos equipos con una emisión sonora típica desólo 69 dB hace innecesarias medidas adicio-nales de insonorización y, en comparacióncon tableros de convertidores convenciona-les, permite ahorrar hasta el 70 % de la super-ficie ocupada por la instalación. Los converti-dores son, en general, del tipo “easy to use” –de uso fácil - , característica que comprendedesde la confortable elección, el montaje sen-cillo, la rápida planificación, la integración,
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advance 1-2004 23iAccionamientos Active Front End (AFE)
Contacto:[email protected]
El ingenio La Troncal es uno de los
mayores productores de azúcar en el
Ecuador, ubicada en el cantón del
mismo nombre a 80 Km de Guayaquil,
con una capacidad de molienda de
aprox. 14.000 toneladas al día. Su
producción de azúcar incluye azúcar
refinado, blanco, blanco especial,
comercial, industrial para el consumo
doméstico nacional y crudo.
Los equipos del ingenio tienen varias déca-das en operación. Poco a poco muchos deestos fueron modernizándose, pero en lascentrífugas se constituyó un punto críticopara obtener las metas de producción, debi-do a que los accionamientos existentes noproveían la confiabilidad y robustez que de-manda la industria azucarera.
En los ingenios azucareros las centrífugasestán entre las últimas etapas del proceso deelaboración de azúcar, estas poseen una canas-ta accionada por un motor eléctrico donde sedeposita la masa y gracias a la fuerza centrífugase produce la separación de la miel y el azúcar.
Las centrífugas reciben la masa rica en saca-rosa y separan la miel tipo A del azúcar. El pro-
ducto final es el azúcar de consumo general. Lamiel que es separada en este, se realimenta aotros procesos en la fábrica.
El motor eléctrico, en el proceso de centri-fugado trabaja con tres velocidades previa-mente definidas por el fabricante de la centrí-fuga: Carga, Centrifugado y Descarga. La cargase la realiza a baja velocidad (50-60 rpm) hastaque se completa la capacidad de la canasta;luego de esto se acelera la canasta a velocidadde centrifugado (1200 rpm), en esta parte serealiza la separación de la miel y el azúcar. Fi-nalmrnte, se desacelera el motor hasta llevarloa velocidad de descarga (-55 rpm), en esta eta-pa el motor se comporta como un generador,completando de esta manera el ciclo de centri-fugado. Estos ciclos se repiten de manera con-tinua según los requirimientos del ingenio
Situación antes de instalar accionamientosSiemens AFE (Active Front End)
Uno de los principales problemas, era que losequipos instalados a pesar de ser regenerativos,no soportaban las frecuentes perturbacionesusuales en este tipo de redes débiles, que nor-malmente se encuentran en empresas que au-togeneran. Esto ocasionaba la fusión frecuentede fusibles y daños en las tarjetas electrónicas.Esto provocaba que la producción de las centrí-fugas fuese disminuyendo con el tiempo, locual incidió directamente en la cantidad de sa-cos de 50Kg. producidos.
El Departamento de Ingeniría de la fábricadeterminó que el principal problema era lapoca confiabilidad de los accionamientos develocidad variable existentes, la poca dispo-nibilidad de repuestos, la tecnología antiguabasada en GTO’s, que provocaba que mu-chas veces los equipos salieran de operaciónpor varios meses.
Buscaron varias alternativas en el merca-do, y luego de analizar distintos fabricantesde accionamientos, se decidieron por elequipo Siemens con la tecnología AFE (Acti-ve Front End). La unidad AFE es un dispositi-vo de rectificación con capacidad de regene-ración dinámica realizada a través de IGBT’scontrolada por microprocesadores.
En los momentos de desaceleración, launidad AFE aprovecha este estado y entregala energía cinética acumulada a la red eléctri-ca, aprovechando eficazmente la energía.
Soluciones para la industria azucarera
Entre los beneficios obtenidos en esta apli-cación se pueden enunciar los siguientes:
- Incremento de la cantidad de ciclospor hora.Gracias a la robustez del accionamiento sepudo disminuir los tiempos de aceleracióny desaceleración, lo cual influyó directa-mente en la cantidad de azúcar producida.
- Reducción de armónicasMuchos equipos se averiaban debido a quelos accionamientos de tecnología antiguaproducían una gran cantidad de armónicas.Gracias a la tecnología AFE y a los filtros queestos equipos poseen en la entrada esteproblema fue superado.
- Regeneración controladaLos fusibles no se queman cuando hay pér-didas de tensión al regenerar, ya que losIGBT’s del circuito rectificador son controla-dos por microprocesadores.
- Menor stock de repuestosDebido a que en la etapa de rectificación seutilizan IGBT’s identicos a los de la etapa de linversor, no se necesita duplicar la cantidadde estos repuestos.
- Sistema robustoLos cortes de energía de poca duración yfluctuaciones de la tensión son soportadospor las unidades AFE, evitando paradas demáquina debido a estas causas.
- Ahorro de energíaEn la regeneración producida en la desace-leración del motor se devuelve energía lim-pia a la red, que puede ser utilizada porequipos adyacentes.
- Las unidades AFE no necesitan bancos decapacitores para compensar la energía reac-tiva requerida por estos grandes motores;pueden trabajar con factor de potenciaigual a 1.
-Excelente precisión en el control de veloci-dad.Por disponer de un potente software pararealizar un preciso control de velocidad, nospermite prescindir de tacómetros oencoders de este tipo de aplicaciones,brindándonos un excelente respuesta conun control de velocidad en lazo abierto.
Con todos estos beneficios, Siemens con susconvertidores AFE (Active Front End) mejorasignificativamente los procesos en la industriaazucarera. ■
Vista parcial de la Centrífuga
Tablero Siemens, con unidad regenerativaAFE 250KW
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La tecnología BiCo, desarrollada por
Siemens para sus convertidores de
frecuencia, posibilita la interconexión, a
través de parámetros, de variables
digitales y/o analógicas entre sí y con
bloques funcionales lógicos,
matemáticos y de tiempo. Esta
funcionalidad integrada permite
implementar múltiples aplicaciones,
otorgando al usuario una gran
versatilidad para solucionar tareas que,
de otra manera, requerirían de un
controlador externo al accionamiento,
como por ejemplo, un PLC.
La sigla BiCo proviene de la unión de lostérminos Binector y Conector. Un Binector esun parámetro que identifica una señal binaria(digital). De esta manera, se definen losBinectores de entrada BI (de sus siglas en
Control de procesos mediante variadores de velocidad de última generación
inglés, Binector Input) y los Binectores desalida BO (Binector Output). A su vez, unConector es un parámetro que identificauna señal analógica. De la misma maneraque el Binector, el Conector puede definirse
Parámetro Descripción Símbolo
BIP0731 Función de la salida digital Nº1
P0840 Origen de orden ON/OFF 1
P2103 Acuse de falla
BOr0052.13 Aviso de motor sobrecargado
r0722.0 Valor de la entrada digital Nº1
r2811 Valor de la salida de la compuerta lógica AND 1
CIP1070 Origen de la consigna principal
P1503 Origen de la consigna de par
P2869.x Entradas del sumador ADD 1
COr0024 Valor de la frecuencia de salida
r0031 Valor del par desarrolado por el motor
r0633 Valor de la temperatura del rotor
Tabla 1: Ejemplos de Binectores y Conectores
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Temperaturadel motor
Salidaanalógica Nº1
P0771(35)r0035
Bits de EstadoSentido de Giro Positivo
Motor en Marcha
Marcha/Parada (DIN1)
Fin de carrera Nº1 (DIN2)
Fin de carrera Nº2 (DIN3)
ON/OFF
Inversión de giro
R
S
QD
R
S
QD
iMicromaster 440 ytecnología BiCo en elcontrol de una cintatransportadora.
Links relacionados con el tema:www.siemens.com/micromaster
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Ciclo de trabajo
Esquema lógico del conexionado
como de entrada (CI) ó de salida (CO). Se desprende de los ejemplos descriptos en latabla 1 que en el caso de un Binector/Co-nector de salida el parámetro muestra ó al-macena el valor de alguna variable, mien-tras que un Binector/Conector de entrada de-termina una acción ó comando en función delBinector/Conector de salida que se le asigne.
Supongase, por ejemplo, que se desea vi-sualizar en un instrumento de aguja, a travésde la salida analógica Nº1, la temperatura delmotor. Para ello, se le asigna al Conector de en-trada P0771, el cual determina la fuente de lasalida analógica Nº1, el Conector de salidar0035, que almacena la temperatura del motor
(ver Fig. 1). Esta asignación se logra cargandoel valor 35 en el parámetro P0771.
La aplicación que se detalla a continuaciónda una imagen más acabada de la potenciali-dad y utilidad de la tencología BiCo, combinan-do la interconexión de señales con el uso delos bloques funcionales de libre disponibilidadintegrados en los Micromaster 440.
Control a través de pulsos
En ocasiones, las señales de comando (mar-cha, parada, inversión de giro, etc.) son gene-radas por sensores, los cuales entregan una se-ñal instantánea, en forma de un pulso. Contro-lar directamente al variador con dichas señalesconstituye un inconveniente, pues, en gene-
ON/OFF
OFFON
Final decarreraNº1
Final decarreraNº2
Sen
tid
o d
ed
esp
laza
mie
nto
Ejemplo de conexión de parámetros BiCo
ral, las entradas digitales de los variadores develocidad funcionan con nivel de tensión, porlo que al desaparecer el pulso la orden de co-mando se perdería.La tecnología BiCo permite superar esta pro-blemática realizando un enclavamiento lógicode las señales utilizando flip-flops “D” (FF-D).
Como ejemplo, se presenta una aplicaciónen la cual se desea comandar una cinta trans-portadora por medio de 2 sensores de final decarrera. El ciclo de trabajo comienza con unaorden de encendido; la cinta avanza hasta quese alcanza el primer final de carrera. En eseinstante debe retroceder hasta encontrarsecon el segundo final de carrera, volviendo nue-vamente a invertir el sentido de desplazamien-to. Este funcionamiento se repite hasta que elvariador reciba la señal de parada. Para mante-ner el concepto del comando a través de pul-sos, supondremos que la orden de ON/OFFproviene de un pulsador (ver figura 2).
Resolución con BiCo
La solución a esta aplicación se lograutilizando enclavamientos lógicos de lospulsos de comandos.
El circuito de enclavamiento utiliza la carac-terística de memorización de los FF-D (verfigura 3). Los mismos almacenan en la salida Qel valor presente en la entrada D, cuando apa-rece un flanco positivo en la entrada de clock.
De esta manera, cuando el 1er FF-D recibeun pulso del comando Marcha/Parada, el mis-mo memoriza a la salida el valor negado del bitque informa si el variador se encuentra enmarcha. Es decir, si el variador no está funcio-nando, colocará un “1” lógico a la salida, acti-vando al mismo. En cambio, si el variador seencuentra funcionando, colocará un “0” lógicoa la salida, generando la orden de apagado.
De la misma manera, el 2do FF-D controla lainversión de giro, pero utilizando directamenteel estado del bit que informa el sentido de girodel motor. La compuerta OR permite que am-bos finales de carrera generen la ordende inversión de giro. Nótese que la en-trada Reset de este FF (que coloca lasalida en “0”, cualquiera sea el valor dela entrada) está conectada a la ordende Marcha/Parada. Esto asegura que elvariador arranque siempre en sentidopositivo. ■
Figura 1
Figura 3
Figura 2
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proceso es un criterio, por ejemplo, pa-ra determinar la calidad de la plastifica-ción y de la dispersión. Este trabajo, asu vez, es una función del par de girotransmitido o que se puede transmi-tir al tornillo desde el motor del ac-cionamiento.
En los convertidores Micromaster440, Noris Plastic dispone de seis en-tradas digitales de programación li-bre y separación de potencial para sa-tisfacer los requerimientos indivi-duales de cada uno de los clientes. Através de las mismas se podrán im-plementar interconexiones en fun-ción del proceso tales como, enclava-miento de los accionamientos o in-terdependencias del número derevoluciones/de la velocidad. En elcaso que se necesiten más de seisentradas digitales, también se podráutilizar la segunda entrada analógicalibre como séptima entrada digital.De esta manera, y sin complicacio-nes, se transforman las funciones delas entradas digitales. Esto favorecela variabilidad de la extrusoracuando se agregan equipos adicio-nales o se la integre en instalacio-nes completas.
La rápida respuesta de las entra-das digitales, reproducible con eleva-da constancia permite preseleccio-nar exactamente el proceso de extru-sión. Además, se dispone de tressalidas de relés libremente progra-mables para la señalización de dife-rentes avisos de la operación.
La conexión a un PC simplifica lapuesta en servicio
Para las aplicaciones complejas enlas que debe ajustarse un gran nú-mero de parámetros como, por ejem-plo, en la parametrización de los ac-cionamientos de extrusoras, se tieneun opcional muy útil: la interfase PC-–convertidor que se conecta en elpanel frontal del Micromaster 440.
En el CD–ROM con la documenta-ción que se suministra con el conver-tidor Micromaster 440 también seencuentra el programa Starter, el
AAcccciioonnaammiieennttooss pprreecciissooss ccoonn eelleevvaaddaaccaappaacciiddaadd ddee ccaarrggaa ppaarraa llaa eexxttrruussiióónn ddeemmaatteerriiaalleess pplláássttiiccooss
A diferencia de las máquinas
utilizadas para la elaboración de
productos completamente
especificados, los equipos usados en
laboratorio, con frecuencia, se
someten a cargas especiales y en ello
con elevados requerimientos en
procesos que deben ser muy precisos
y repetibles con exactitud. Por este
motivo es que en las nuevas
extrusoras de uno y dos tornillos de
la empresa Noris Plastic GmbH & Co.
KG se utilizan los potentes
convertidores de baja tensión
Micromaster 440 con tecnología de
microprocesadores de 32 bit.
Los algoritmos de software más nuevos en losconvertidores de frecuencia conducen a un ac-cionamiento de la extrusora confiable y con laprecisión correspondiente a un equipo de labo-ratorio incluso en situaciones de carga extrema ycon exigentes desarrollos de los movimientos.La regulación orientada al campo cubre todas lasgamas típicas de frecuencias de salida y permiteprefijar en forma flexible las características dearranque, rampa y frenado más variadas reque-ridas por los procesos de extrusión y mezclado.De esta manera se puede satisfacer en forma óp-tima los requerimientos específicos de la extru-sión de polímeros. Así, en esta aplicación y utili-zando los modernos servomotores asincrónicosde la serie 1PH7 de Siemens, se logra obtenerpleno par aún con cero rpm. Estos motores trifá-sicos compactos, muy robustos y de manteni-miento reducido presentan características espe-ciales que los hacen apropiados para el uso enlas máquinas de laboratorio las que, con fre-cuencia, deben soportar cargas muy altas. La ele-vada densidad de potencia con un volumenconstructivo reducido, alta calidad de giro con-céntrico incluso con velocidades mínimas, ha-cen que este motor se convierta en un especia-lista en las instalaciones para la extrusión de ma-teriales plásticos y goma. El motor asincrónicocompacto acciona la extrusora a través de un ca-ja de engranajes.
Para obtener una regulación precisa de la ve-locidad se integra en el motor un emisor incre-mental que permite realimentar la velocidad ac-tual del motor, así el módulo de evaluación de
impulsos del Micromaster 440 cierra el circuitoregulador. La elevada calidad de la regulaciónvectorial en el convertidor de frecuencia asegurauna regulación precisa y con alta exactitud de lavelocidad sin que influyan variaciones bruscasde la carga, detalle decisivo cuando se trata deprocesos muy exigentes. La constancia de la ve-locidad representa una ventaja muy considera-ble cuando se trata procesos de coextrusión oextrusión de varias capas (multilayer). En estosprocesos, con frecuencia, se utilizan hasta cincoextrusoras para obtener un único producto final.La disposición de cada uno de los componentesdebe realizarse con elevada exactitud porque enel sector multicapa es frecuente que cada capaextrudada tenga espesores inferiores a los 20micrones.
Otro criterio de suma importancia es la capa-cidad de carga del accionamiento, en especial,en el arranque cuando comienza el proceso o enlos casos de sobrecarga. Aquí se aprovechan lascaracterísticas de los equipos Micromaster queadmiten sobrecargas de hasta dos veces la inten-sidad de la corriente de salida durante tres se-gundos y cargas de hasta el 150% por un lapsode 60 segundos. ¡Y de ser necesario, el robustoconvertidor soporta repetidamente estas cargascon intervalos de cinco minutos! Estas grandesreservas de potencia, una limitación rápida de laintensidad de la corriente y numerosas funcio-nes de supervisión aseguran un funcionamientoconfiable e insensible a las fallas aún en aplica-ciones críticas de laboratorio. La empresa NorisPlastic aprovecha todas estas características deMicromaster para obtener mayor flexibilidad ydinámica en sus nuevas extrusoras. Los especia-listas encargados de la puesta en servicio apre-cian el manejo sencillo del dúo formado por elmotor y el convertidor de frecuencia.
El operador ingresa el valor nominal requeri-do de la velocidad en el panel de la máquina, es-te valor llega a través de la entrada analógica de10 Bit al convertidor de frecuencia quién, con laayuda de la regulación interna, acelera el motorcon gran exactitud hasta un máximo de 50 Hz.Las dos salidas analógicas de programación libredel convertidor Micromaster 440 ponen a dispo-sición los valores de medición actuales del par yde la intensidad de la corriente de salida. De estamanera puede seguirse el proceso de extrusiónen forma continua y, al mismo tiempo, realizaruna seudo–supervisión de calidad de la extruso-ra. Porque el trabajo de cizallamiento transfor-mado o que se puede transformar en la parte del
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Micromaster 440 paraaccionamiento deextrusoras
Links relacionados con el tema:www.siemens.de/micromasterwww.siemens.de/asynchronmotoren
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software que permite realizar la puesta en servicio de losequipos de la familia Micromaster por medio de una guíagráfica que corre bajo Windows NT / 2000 / XP. Así “Plug andPlay” ya no constituye un problema para los convertidoresMicromaster. Aquí se pueden leer, modificar, almacenar, in-gresar e imprimir listas de parámetros; además, los pará-metros se podrán asignar offline al accionamiento para lue-go transferirlos al convertidor de frecuencia. “Con esta sen-cilla herramienta de puesta en servicio se tiene un accesorápido y preciso a los parámetros de los convertidores. Lapresentación gráfica representa una ayuda enorme para lacomprensión de las complejas estructuras de los converti-dores” aclaró Ralf Tenner, Gerente Técnico de la empresaNoris Plastic.
Alternativamente se dispone de dos opciones del panelde operación. Por una parte la opción básica, el “BasicOperator Panel” (BOP) se utiliza para el ajuste individual deparámetros, así como para la visualización de valores y uni-dades por medio del display de cinco dígitos. Por la otra, laversión más avanzada del panel, el “Advanced OperatorPanel” (AOP) permite leer y modificar parámetros en formaconfortable. En este panel se representan en texto claro devarios idiomas los valores y significados de los parámetrosque se seleccionan por medio de un rápido “Scroll” (despla-zamiento) de las direcciones. Además, el AOP soporta el“Download and Upread” de conjuntos completos de pará-metros para las operaciones de servicio técnico. Los pane-les BOP o AOP se insertan directamente en los convertido-res o, por medio de un conjunto de montaje, se fijan en lapuerta de los tableros.
Al igual que en las aplicaciones de Noris Plastic,Micromaster 440 está predestinado a operar en condicio-nes ambientales duras. Una técnica de conexiones clara-mente estructurada, dispuesta en forma ergonómica eidentificada por medio de colores facilita las tareas del ser-vicio técnico y el montaje. En el caso de requerirse serviciotécnico, una red mundial de depósitos regionales derepuestos así como filiales Siemens es un aspecto positivoadicional para Noris Plastic cuyas máquinas funcionan enlos países más diversos del mundo. Una densa red deespecialistas permite ofrecer tiempos de reacción muycortos para prestar el servicio técnico.
Para el futuro Noris Plastic tiene planes ambiciosos queno sólo comprenden la elaboración de materiales plásticossino, en especial, la construcción de máquinas. Estaconstrucción no se limita solo al sector laboratorio, sinotambién comprende a las máquinas de producción para lafabricación de productos semielaborados o terminadostales como tubos y perfiles, al igual que a la modificación(Compounds) de materiales plásticos. La elaboración deconcentrados de colorantes y aditivos con altadispersión (Master-batches) representa un puntoesencial particular en este último ramo. ■
El servomotor asincrónico compacto1PH7 acciona a la extrusora a través deuna caja de engranajes.
La Compounder 2S de Noris
Noris Plastic – de la fabricaciónde productos de materialesplásticos a la construcción demáquinas
La empresa Noris Plastic GmbH & Co. KG se
fundó hace 32 años en Altdorf. La
empresa fabrica productos de materiales
plásticos tales como tubos, perfiles y otras
piezas huecas. La demanda de utilizar cada
vez más polímeros modificados como
materiales plásticos con carga mineral,
fibras o ignífugos, llevó a la creación del
Noris–Polimer Service que elabora y realiza
soluciones específicas de sistemas para los
clientes. La experiencia ganada en esta
producción se canalizó rápidamente hacia
la construcción de sus propias máquinas y,
de esta manera, en 1992 se creó una
nueva rama de la empresa: la Construcción
de Máquinas Noris Plastic. Aquí se
comenzó con el desarrollo de una
extrusora monotornillo de laboratorio con
elevadas características técnicas e
instalaciones de extrusión completas para
laboratorios destinados a la elaboración de
granulados y a la fabricación de tubos,
placas y láminas. El último estado del
desarrollo es la Compounder sincronizada
de doble tornillo ZSC 25 con los accesorios
correspondientes para la modificación y
extrusión de materiales plásticos de alta
calidad.
www.norisplastic.de
Línea técnica de Noris Plastic
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