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Fok
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Productos, Sistemas, Soluciones para Totally Integrated Automation
s
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Automatización
Optimización del proceso de dosificación Módulo de pesaje Siwarex y Controlador Lógico Programable Simatic S7-300en la industria de procesos
Accionamientos
Bombeo flexible y eficienteAccionamientos de velocidadvariable para bombas
Comunicación industrial
Profinet: soporte en un amplio frenteNorma abierta de Ethernet Industrial para la técnica de automatización
En foco
Innovación en buques y submarinos
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Para la actualización de las estaciones 1 y 2 dela máquina tranfer Grob, que mecaniza losblocks de los motores para las unidades deGeneral Motors, Siemens instaló dos controlesnuméricos Sinumerik 840 Di.
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La compañía nacional de producción deelectricidad de Costa Rica instaló uncontrolador lógico programable Simatic ydos módulos de pesaje Siwarex, para elcontrol de la elaboración de mezclas deconcreto utilizadas en sus obras.
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La Geo S.A. de C.V. (SociedadAnónima de Capital Variable) es unaempresa salvadoreña dedicada a lageneración de energía eléctrica pormedio de fuentes geotérmicas.Recientemente realizó una graninversión para optimizar su procesoproductivo y Siemens participóactivamente con sus soluciones.
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En foco
Innovación en buques y submarinos 3
Automatización
Optimización en elproceso de dosificación 6
Control preciso de mezclas de concreto 8
Modernización de máquina Tranfer Grob 9
Sistema automatizadode reinyección total 10
Nuevo concepto de observacióny operación (O&O) para obtener energía a partir de biomasa 12
Control de iluminación 16
Accionamientos
Alto desempeño dinámico en la molienda de caña de azúcar 14
Los accionamientos directos en avanzada 17
Bombeo flexible y eficiente 18
Control ultrasónico exacto con Micromaster 20
Sensórica
Prensado preciso supervisado por cámara 21
Comunicación industrial
Profinet: Soporte en un amplio frente 22
Novedades de productos 25
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Controlador LógicoProgramable (PLC) Simatic S7-300 y bus decampo Profibus en laindustria naval
Contacto:[email protected]
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Innovación en buques y submarinos
Los buques y submarinos que vigilan y
salvaguardan la soberanía nacional de la
República de Colombia han sido
sometidos, por decisión del Comando de
la Armada Nacional, a reparaciones
mayores y procesos totales de
modernización que son muy
interesantes para la ingeniería nacional.
Estas reparaciones han sido efectuadas
en Colombia por la Corporación de
Ciencia y Tecnología para el desarrollo
de la Industria Naval, Marítima y Fluvial
COTECMAR. Los resultados obtenidos
fueron sobresalientes y de muy bajo
costo para el país, si se comparan con el
costo que hubieran tenido en astilleros
extranjeros. Además se destacan los
beneficios resultantes de la generación
de empleo y de la exigencia de la
ingeniería colombiana puesta al servicio
de la Nación. Siemens ha participado
con éxito en los proyectos de
desarrollo tecnológico relacionados
con la automatización.
Para el primero de estos proyectos y aten-diendo los compromisos adquiridos porCOTECMAR por medio del contrato celebra-do con la Autoridad Nacional marítima co-lombiana DIMAR (Dirección GeneralMarítima), se desarrolló un proyecto paraefectuar el suministro, instalación, cone-
xión, configuración, pruebas y puesta enmarcha de un sistema de supervisión deseñales, detección y alarma de incendioen el buque ARC Providencia. Esta navede Investigación oceanográfica e hidro-gráfica que fue construida en el año de1981 en Alemania, e incorporada a la Ar-mada de Colombia el día 23 de junio delmismo año, transporta desde entonces acientíficos colombianos que efectúan in-vestigación oceanográfica en las disciplinasde física, química, meteorología, biología ygeología marina.
COTECMAR instaló hardware y softwa-re marca Siemens para lograr la supervi-sión de los sistemas de ingeniería del bu-que ARC Providencia, ubicando e interco-nectando los módulos, tarjetas, interfases,fuentes de alimentación y todos aquellosequipos y programas necesarios para laimplementación de dicho sistema. Paraesta labor COTECMAR efectuó una impe-cable instalación en campo, contando conel soporte directo de Siemens durante todoel proceso de relevamiento de información,configuración de la solución, asistencia co-
mercial frente a la Armada Nacional y labo-res básicas de programación, reforzando enla etapa final al equipo de trabajo por me-dio del integrador de Siemens en Barran-quilla, Inductrónica, y conformándolo detal manera que permitió lograr la puestaen servicio del sistema con excelentes re-sultados.
La mayoría de los buques de la Armadacolombiana cuentan con sistemas de super-visión electrónicos instalados en la décadade los 70 y 80. Específicamente, buques co-mo el ARC Providencia no poseían sistemasde supervisión de alarmas centralizados,automáticos, con toda la arquitectura nece-saria y moderna para permitir el manejo dela planta de ingeniería por medio de la reco-lección instantánea de señales que permi-ten la indicación del desempeño de cadaequipo en servicio.
Obedeciendo al interés y a la visión pro-gresista de los altos mandos navales colom-bianos, COTECMAR diseñó y desarrolló solu-ciones orientadas a facilitar la supervisión,el control y la automatización a bordo de lasembarcaciones de la Armada Nacional, con-
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Los instrumentos de ingeniería del buque de investigación oceanográfica A.R.C.“Providencia” son monitoreados por equipos Siemens de última generación
COTECMAR desarrolla proyectos de cienciay tecnología automatizando los buques dela Armada de Colombia por medio de laDirección de Servicios TécnicosIndustriales y su Departamento deelectricidad, único taller automatizadopara motores Siemens de alta tecnología
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tando con el soporte de Siemens para insta-lar sistemas de supervisión de alarmas quecumplan con lo recomendado en normas in-ternacionales que regulan los estándaresmarinos.
El sistema de supervisión de alarmas delbuque ARC Providencia, está diseñado y con-formado por componentes Siemens como:software (Protool Pro RT V 6.0 SP2), compu-tador industrial Simatic RACK PC, móduloslógicos programables PLC S7 3OO, módulosI/O análogos y digitales entre otros. La confi-guración de red de comunicación utilizadaestá conformada por dos niveles.
El primer nivel, hace referencia a la cone-xión de sensores de nivel en tanques y senti-nas además de los detectores utilizados parael sistema de alarma y contra-incendio.
En el segundo nivel se utiliza como bus decampo Profibus según IEC 61 158/EN 50170que nos permite conectar en red los equipos
(PLC y PC, entre otros). COTECMAR seleccionóel equipo Siemens, verificando cuidadosa-mente su aprobación por empresas califica-doras reconocidas a nivel mundial por su ex-periencia en Marine Engineering, comoABS, Bureau Veritas y Lloyd´s, entre otras.
El Sistema de supervisión de alarmas per-mite visualizar los eventos de alarma pre-sentes en el buque ARC Providencia por me-dio de una interfase intuitiva de pantallasprincipales y sub-ventanas de informaciónpara la configuración de equipos. Por mediode éstas, el usuario puede observar y regis-trar los estados actuales de: contadores dehoras, temperatura, presión, niveles de lostanques, alarmas por sobre-nivel de los tan-ques, y detectar alarmas del sistema contra-incendio entre otras. Además se puede lle-var a cabo el proceso de arranque o paradade los generadores. La supervisión del esta-do de los equipos está contenida en una se-
rie de menues por medio de los cuales sepuede llegar a una ventana individual, co-rrespondiente a un equipo determinado.
En el tipo de ventanas desarrollado estácontenida toda la información necesariaacerca del estado de las máquinas. Adicio-nalmente, el sistema lleva un registro de lasentradas análogas que puede ser impreso oguardado en el disco rígido del computadorindustrial. Cada alarma suministra al opera-rio un nombre exacto y la razón por la cual lavariable se encuentra en estado de alerta.Adicionalmente se puede controlar la cali-dad del suministro de energía por medio deun analizador de redes individual por gene-rador del tipo Simeas, con información digi-tal y gráfica de fácil visualización.
Como un segundo logro, COTECMAR haterminado recientemente las pruebas demar de un sistema de supervisión y control queutiliza equipo Siemens en una configuración
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Nuevas consolas del control depropulsión instaladas con equipoSiemens abordo de la patrullera delcuerpo de guardacostas A.R.C.“Espartana” de la Armada deColombia
Patrullera del cuerpode Guadacostas A.R.C.“Espartana” de laArmada de Colombia
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iControlador LógicoProgramable (PLC) Simatic S7-300 y bus decampo Profibus en laindustria naval
Contacto:[email protected] E
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requerida para modernizar el sistema de con-trol de la propulsión del buque ARC Eapartana,perteneciente al grupo de guardacostas dela Armada Nacional. Para este proyecto fuenecesario intervenir en el sistema de pasovariable de la hélice del buque, el cual se po-siciona con mucha precisión y rapidez, se-gún la selección remota que efectúa el ope-rador para gobernar la velocidad de la em-barcación, de acuerdo a las órdenes demaniobra emitidas por su capitán a cargodel comando de la nave.
Lo más interesante de estos sistemas esque, a diferencia de las soluciones que nor-malmente se ofrecen a gran escala a nivelmundial, los ingenieros de diseño entran encontacto directo con el usuario final para de-terminar el modo, cantidad y característicasvisuales de las pantallas que se van a des-plegar en cada sistema, definiendo la canti-dad de señales requeridas y su clasificaciónde prioridad por medio de un serio análisisde utilización para el cual participan directa-mente los ingenieros y técnicos que estánembarcados en los buques, generando solu-ciones acordes con las necesidades específi-cas, dimensionadas adecuadamente para laoptimización de los recursos económicos.
Para cada proyecto se desarrolla una varie-dad de arquitecturas que Siemens presentapara aprobación de la configuración de los sis-temas a instalar, orientando cada diseño a laobtención de una solución total integrada.
Como un tercer paso en esta cadena delogros en un campo que tradicionalmenteha sido de alta exigencia técnica y de Inge-niería, Siemens está desarrollando la solu-ción para la modernización del sistema decontrol de generadores de los submarinos
oceánicos de la Armada Nacional, para locual está trabajando en la ingeniería de dise-ño requerida para someter la solución pro-puesta al cliente, en tanto COTECMAR se pre-para para efectuar la instalación en campo. Porotra parte el equipo Siemens está siendo utili-zado por COTECMAR para la construcción deunidades fluviales tipo nodriza, de las cualesactualmente se termina la quinta embarcaciónen los astilleros ubicados en Cartagena. Loanterior es un punto de referencia paraproyectar el éxito en el proceso de estan-darización y modernización que la Arma-da Nacional está llevando adelante conéxito en los sistemas de supervisión ycontrol abordo de sus embarcaciones.
La implementación del equipamientoSiemens para la modernización y construc-ción de buques en Colombia, representadaen proyectos como el sistema de supervisiónde alarmas en el buque ARC Providencia, elsistema de control de la propulsión del bu-que ARC Espartana, el sistema de control delos generadores de los submarinos oceáni-cos ARC Tayrona y ARC Pijao y la construc-ción de la quinta unidad fluvial tipo no-driza, representa un enorme desarrollode tecnología para la Armada de la Repú-blica de Colombia, una muestra de la capa-cidad de la Ingeniería naval en Colombia,una excelente referencia de la capacidad ycalidad de Siemens y de la capacidad y pro-fesionalismo de los técnicos e ingenieros deCOTECMAR, manteniéndose siempre a la van-guardia del desarrollo en aplicaciones de mu-cha exigencia y calidad. ■
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También le fue adjudicado aSiemens un contrato para lamodernización de los sistemas decontrol de generadores de lossubmarinos oceánicos de laArmada de Colombia
El equipo Siemens cumple con rígidosestándares marinos y tiene aprobación dediferentes entes clasificadores a nivelmundial
Los sensores Siemens Sitrans P estáninstalados dentro de los cuartos deingeniería de los buques de la Armada deColombia y están sometidos a condicionesde muy alta exigencia
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Operario en el proceso de llenado de bidones
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Vista general de la llenadora de bidones para productos semilíquidos
Las empresas de El Salvador están en
el proceso de prepararse para los
nuevos desafíos que plantean la
globalización y los tratados
internacionales de libre comercio, por
esto es fundamental lograr una
mayor competitividad y eficiencia en
los procesos de producción. Dentro
de las diferentes áreas, el pesaje y la
dosificación son tecnologías claves
para los procesos industriales, y
Siemens intervino en su
implementación.
Las leyes de protección al consumidorle otorgan al fabricante cada vez másresponsabilidad sobre el producto yobligan a las empresas a cumplir conrequisitos más severos en el sistema degestión de calidad de la producción in-dustrial.
Es así que Summa Industrial S.A. deC.V. ha estado realizando inversionesen tecnología de automatización en di-ferentes campos a fin de mejorar la efi-ciencia y calidad de sus procesos deproducción. Su actividad principal es lafabricación de jabones de tocador a par-tir de grasas comestibles y además refi-nado de grasas y aceites comestibles pa-ra transformarlos en aceite, manteca ymargarina. La empresa también comer-cializa aceites de diferentes tipos paraclientes industriales. Entre sus produc-tos se destacan las mantecas y los acei-tes naturales.
El proceso de envase de estos pro-ductos se realizaba de manera manual,donde la cantidad de cada bidón depen-día en gran medida de la precisión y pe-ricia del operario. Además, el procesoresultaba bastante engorroso, ya que elbidón era llenado y luego llevado a labáscula para ser pesado y constatar siestaba cercano al peso indicado en el bi-
dón, de no ser así el bidón se retornabapara complementar la cantidad faltanteo se despachaba con material en exceso.Esto lógicamente generaba variacionesen cuanto a la cantidad de productodespachado con la consiguiente insatis-facción por parte de sus clientes.
Entonces, surgió la idea de automati-zar el proceso de llenado mediante laelaboración de un sistema de pesaje. Pa-ra ello, el Ing. Mauricio Sánchez, gerentede mantenimiento de la planta decidióacudir a Siemens en busca de asesora-miento para realizar dicha automatiza-ción. Fue así como se planteó la idea deaplicar los sistemas de pesaje Siwarex enconjunto con un PLC Simatic S7-300 pa-ra medir y controlar el proceso. Estofue posible gracias a la característica deSiwarex con su plena integración en elmundo Simatic con “Totally IntegratedAutomation”.
El diseño mecánico de la máquinacorrió por cuenta del cliente, conside-
OOppttiimmiizzaacciióónn ddeell pprroocceessoo ddee ddoossiiffiiccaacciióónn
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iMódulo de pesaje Siwarexy Controlador LógicoProgramable (PLC)Simatic S7-300 en laindustria de procesos
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rando el empleo de dos líneas de enva-sado y por lo tanto dos básculas con susrespectivas válvulas de descarga. Se se-leccionó una celda de carga Siwarex Rtipo BB con capacidad de 50Kg para ca-da báscula y con clase de precisión C3según OIML R60. Estas celdas están do-tadas de galgas extensométricas (GEX)que le permiten medir pesos estáticos ydinámicos. Dado el tipo de productosque manejan, su fabricación en aceroinoxidable garantiza una elevada resis-tencia a la corrosión.
El autómata seleccionado fue la CPU312C, aprovechando su construccióncompacta, así como las entradas y sali-das integradas para realizar el controlde los elementos auxiliares de la má-quina. Para la adquisición de datos seemplea un módulo de pesaje dualSiwarex U, el cual además de ejecutarfunciones de pesaje, vigila dos valoreslímite por canal de medición parame-trizados como nivel mínimo y máximo.
El nivel mínimo de peso genera unaalarma de proceso al Simatic para avi-sarle sobre la presencia o ausencia deun bidón o recipiente sobre la platafor-ma de pesaje. La operación automáticase controla desde un panel OP3, en elcual el operador puede además de fijarlas cantidades consignadas de despa-cho, consultar un totalizador para lle-var el control de la cantidad total dematerial despachado.
El proceso de llenado se inicia al serdetectada la presencia de un bidón,abriendo tras un breve tiempo de retar-do la válvula de descarga correspon-diente. El producto ya se encuentra ba-jo presión por lo que comienza a fluirhacia el bidón hasta llenarlo. Cuando elpeso alcanza el valor consignado, elSimatic suspende el proceso de llenadocerrando la válvula y espera a que eloperador tape el recipiente, lo trasladea la cinta de despacho y coloque unonuevo sobre la plataforma para repetirun nuevo ciclo de llenado.
Dado que el diseño involucra dos lí-neas de pesaje, el operador puede al-
ternar entre el proceso de llenado deuna mientras está atendiendo el cam-bio de bidón en la otra, con lo que se lo-gra un flujo casi continuo de despacho,mejorando los tiempos de producción.Según datos estadísticos del departa-mento de producción, a partir de la im-plementación del sistema, se estimaque se ha tenido un incremento en laproducción del 10%. Ni hablar de la es-tandarización de la cantidad de mate-rial suministrada en cada bidón, la cualha mejorado sustancialmente sin nece-sidad de invertir mayor tiempo en elcontrol de calidad. El éxito de imple-mentar esta medida fue tan rotundoque no se dudó en crear una segundamáquina de pesaje con lo que SummaIndustrial posee ahora una máquinadedicada al despacho de productos se-mi-líquidos (manteca, margarina, etc.)y otra al despacho de productos líqui-dos (aceites vegetales). El paso siguien-te será realizar la integración de los da-tos de producción al sistema adminis-trativo, que esperamos, será otrahistoria de éxito. ■
Vista interna del panel de control dondepueden verse los módulos Siwarexintegrados al PLC Simatic S7-300
Llenadora de bidones para productos líquidos
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Controlador LógicoProgramable (PLC)Simatic S7-300 y módulo de pesajeSiwarex M en la industriade la construcción
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2000 kg dando al sistema una amplitud dealrededor de los 6500 kg de ingreso de ma-terial (el peso de la tolva es aproximada-mente de 1200 kg). Cada agregado se con-trola mediante una válvula electro-neumá-tica que se abre y cierra según loespecificado en la receta que se está ejecu-tando, utilizando salidas digitales. El ce-mento cae en otra tolva apoyada en cuatroceldas de pesaje de 500 kg y también es con-trolada por otro pistón neumático. En cuan-to a la interfase humano máquina se utilizóun panel TP270. La versatilidad y el ambien-te gráfico de este panel logró que el enten-dimiento de las funciones implementadaspor el nuevo sistema fueran amigables, a lavez que brinda la información requerida endiferentes tipos de letras y colores que tie-nen su respectivo significado en el controldel PLC. La creación, el almacenamiento y lacarga de las recetas se hace utilizando lasfunciones del TP270, por lo que el área dememoria y la complejidad del programa delPLC disminuyen en forma considerable.
Presionando un botón ubicado en el anti-guo panel, el PLC ejecuta la secuencia de ingre-so de cada material. Considerando que en elmomento del cierre del pistón todavía hay ma-terial suspendido, se optó por realizar el cierrede los mismos a cierta cantidad menor para ca-da material a las especificadas en las recetas. Sial estabilizarse la medida del peso todavía no secuenta con la cantidad requerida, el PLC ordenaal pistón abrir por pequeños lapsos de tiempohasta llegar al peso estipulado. Cada materialtiene su comportamiento particular por lo queel operador debe ingresar estas medidas enuna pantalla de ajustes en el panel de operaciónpara asegurar su debida dosificación.
La posibilidad de mensajes de alarmaes otra ventaja del nuevo sistema. El ope-rador tendrá acceso a lecturas de pesos yrecetas así como a mensajes que indican
La compañía nacional de producción de
electricidad de Costa Rica instaló un
Controlador Lógico Programable
Simatic y dos módulos de pesaje
Siwarex, para el control de la
elaboración de mezclas de concreto
utilizadas en sus obras.
La exactitud en la mezcla de los diferentes mate-riales para la elaboración de diferentes tipos deconcreto ha sido un punto crítico para el ICE(Instituto Costarricense de Electricidad). Esto diólugar a que se diseñara un sistema automáticoque permitiera la operación de la máquina mez-cladora, de forma tal que garantizara que los ele-mentos se mezclaran en las proporciones espe-cificadas según los ingenieros de estructurasresponsables de las mezclas.
En total son 6 elementos los que se manejanen este caso para la elaboración de dichas mez-clas: cuatro agregados, agua y cemento. Loscuatro agregados son diferentes tipos de piedray arena. Hasta ahora el operario de la máquinaera el encargado de calcular, mediante básculaselectrónicas o mecánicas, el ingreso a las tolvasde los elementos, lo que daba paso a la combi-nación de errores humanos y del sistema, dan-do como resultado que muchas partidas fueranmal ejecutadas y por lo tanto originaron la pér-dida de producto.
Actualmente el sistema de control estáconformado por un controlador PLC S7-300CPU 315-2DP que junto con dos módulos depesaje Siwarex M controlan el ingreso de loscomponentes y del cemento. El control del in-greso de la cantidad de agua se realiza con laayuda de un sensor de caudal Sitrans FM demedición electromagnética y una válvulaneumática controlada por una salida digitaldel PLC. La máquina cuenta con una tolvapara los componentes, que se encuentraapoyada sobre cuatro celdas de pesaje de
Control preciso de mezclas de concreto
si la dosificación de un elemento ha tar-dado más de lo adecuado o señalando po-siciones incorrectas de los dispositivosmecánicos, dando así lugar a la disminu-ción de tiempos de corrección.
Con esta actualización efectuada en lamezcladora las ventajas se notarán en lacalidad y en los tiempos de dosificación, enla reducción de materiales de desperdicio,dando la posibilidad de ejecutar más tareascon el PLC en el mismo sistema. ■
De arriba a abajo: Vista superior de los pistones y la tolva deagregadosPanel de operador TP270PLC Simatic S7-300Panel de operador y Sitrans FM
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Control numéricoSinumerik 840DI y Control Lógico Programable(PLC) S7-400 en la industria automotriz
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MMooddeerrnniizzaacciióónn ddee mmááqquuiinnaa TTrraannffeerr GGrroobb
General Motors en Rosario Pcia. de
Santa Fe, Argentina, necesitaba
realizar la actualización de las
estaciones 1 y 2 de la máquina
tranfer Grob, que mecaniza los blocks
correspondientes a los motores que
equipan a las unidades automotrices.
La propuesta de Siemens abarcó el
reemplazo de dos controles
numéricos Sinumerik 880 cada uno
con 5 ejes de avance y cambiador de
herramientas, más el husillo
principal.
El equipo propuesto era un Sinumerik 840Di,un control numérico basado en PC capazde dar las prestaciones necesarias para lasexigencias de esta máquina y conectado alos accionamientos analógicos originalesde la máquina a través de dos placas ADI 4(Anolog Drive Interfase). La flexibilidad yproyectabilidad del Sinimerik 840Di per-mitió crear con el software Easy Mask pan-tallas personalizadas para manejo de fun-ciones auxiliares manuales de prepara-ción y puesta a punto de la máquina,mientras que el manejo del cambiador deherramientas se realizó con la opción“Tool Management” para 42 herramientasen un magazín.
Más adelante surgió la necesidad deincorporar a la modernización de la má-quina el reemplazo del PLC central, unSimatic 135U con CPU 928, encargadodel control del carro de transporte de pa-llets y el intercambio de información conlos cuatro controles numéricos de las dis-tintas estaciones de la máquina tranfer.
Con los datos suministrados por el clien-te se amplió el proyecto original agregan-do al retrofiting el PLC Central con unS7-400 con CPU 416 y un Panel de Opera-ción del tipo MP370 color de 12” y perife-ria descentralizada ET200.
Se utilizaron por primera vez en elpaís, en un proyecto de este tipo, los mó-dulos de Simatic S7-300 tipo ProfibusDP/DP-couppler, lo que permitió reducirde modo importante la cantidad de entra-das y salidas para el dialogo entre los nue-vos controles numéricos Sinumerik 840Diy el PLC Central.
En octubre de 2004 se recibió la or-den de compra por la provisión de ma-teriales y mano de obra para la refor-ma de la tranfer Grob, que comprendiólos Controles Numéricos de las estacio-nes 1 y 2 y el PLC S7-400 del PLC-Central.
El desafío era el tiempo para la ejecuciónde los trabajos. Aprovechando la parada defin de año y adicionando un mes más, la má-quina debía estar produciendo nuevamente.
Tal lo planificado se iniciaron las tareasde desmontaje del equipamiento a reem-plazar y la instalación y el conexionado delnuevo equipamiento. A los pocos días laprimer máquina comenzó a mover susejes, por otra parte otro grupo de colabo-
radores trabajó en la instalación y conexio-nado del nuevo PLC central.
En los días siguientes fueron avanzan-do los procesos de puesta a punto y adap-tación de datos de máquina, elaboraciónde pantallas en los controles numéricos yel panel de operación del PLC central, ge-neración de PLCs y programas de piezaadaptados a los nuevos controles.
En la fecha prevista se comenzó nueva-mente a mecanizar blocks, siendo el re-sultado obtenido satisfactorio, con lo quese pudo decir “misión cumplida”.
Corresponde agradecer el apoyo y es-fuerzo de la gerencia y del personal de man-tenimiento y producción de General Motorsde Argentina. Este trabajo fue realizado enconjunto con los integradores de SiemensInfya y Technofit, coordinados por la sucur-sal Rosario de Siemens.
Con esta modernización GeneralMotors alcanza los beneficios de una má-quina con mayor disponibilidad, más ca-pacidad de diagnóstico y la posibilidad deaumento de la productividad. ■
Vista del antiguo panelde control de una de las estaciones
Panel de control OP010 instalado enla modernización
Sinumerik 840Di control digitalbasado en PC
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Sistema automatizado de reinyección total
En El Salvador, más del 20% de lademanda de energía eléctrica es suplidacon fuentes geotérmicas. LaGeo S.A deC.V. (Sociedad Anónima de CapitalVariable) es una empresa dedicada a lageneración de energía eléctricahaciendo uso de ese recurso naturalcomo materia prima en su procesoproductivo. Actualmente cuenta condos modernas plantas de generación deenergía y recientemente invirtió cercade 15 millones de dólares en unproyecto con el que pretende optimizarsu proceso productivo, y salvaguardarlos recursos naturales al evitar impactosnegativos al medio ambiente.
El proyecto consistió en la construcción de unsistema en que los fluidos geotérmicos, agua yvapor a altas temperaturas extraídos de los po-zos geotérmicos, después de cumplir con el pro-ceso de mover las turbinas y los generadores pa-ra producir electricidad, puedan ser reinyecta-dos o devueltos al subsuelo donde podránvolver a calentarse y ser extraídos nuevamente.
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nía ser del más alto nivel. La tarea fue enco-mendada a la reconocida familia de produc-tos SIMATIC de Siemens, tanto para las áreasde control automático, como para la visuali-zación, operación y registro de información.Siemens S.A., de El Salvador, obtuvo la conce-sión de este relevante proyecto, gracias a laventaja competitiva del precio de sus produc-tos y al ofrecimiento directo de apoyo localpara el desarrollo completo y soporte poste-rior del sistema. Ingenia, S.A. de C.V., empre-sa salvadoreña integradora de sistemas deautomatización industrial, fue la compañíaencargada de desarrollar la ingeniería del sis-tema, como subcontratista de la oficina localde Siemens.
La autosuficiencia del sistema en cuanto asu operabilidad conformaba la premisa ma-yor que se buscaba alcanzar con la automati-zación de este proceso, contar con una efecti-va prevención de fallas a través de un comple-to sistema de control. Como conclusión de laestrategia se optó por la redundancia en elsistema de control.
La redundancia, más que una simple figu-ra retórica, consiste en una poderosa tecnolo-gía que imprime en el sistema un sello de
Durante tres décadas la central geotérmicade Ahuachapán evacuó sus aguas residualesa través de un canal que recorría aproximada-mente 80 kilómetros desde la central geotér-mica hasta el océano, lo que eventualmenterepresentaba un alto riesgo para las perso-nas, animales y cultivos por donde pasaba di-cho canal. Con el sistema de Reinyección Totalen Ahuachapán ahora es posible reinyectartodas las aguas residuales de tipo geotérmicoen los mismos pozos, eliminando por com-pleto cualquier problema ecológico y reco-brando parte de la capacidad de generaciónde vapor de la tierra, convirtiéndose en un re-curso de renovación cíclica y aumentando lavida productiva de dichos recursos.
Todo esto tiene el propósito de cumplircon la estricta política ambiental que esta em-presa ha implementado en los últimos años.Por esta obra, denominada “Reinyección TotalAhuachapán”, la empresa LaGeo obtuvo unamención honorífica en el premio nacional demedio ambiente, otorgado por el Ministeriode Medio Ambiente y Recursos Naturales deEl Salvador.
Para ser consecuentes con la magnitud delproyecto, la automatización requerida supo-
Vistas de los tanques devaporización rápida (flashers), lasbombas de reinyección y de laplanta de generación geotérmica
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ción, WinCC V6.0 fue designado a interactuarcon los PLC's. Por pertenecer tanto el softwarecomo el hardware a la familia Simatic, lograrel mutuo entendimiento entre estas partesresultó extremadamente sencillo, inclusomanejando una configuración redundante através de dos tarjetas Ethernet Simatic NETCP5613 instaladas en la computadora que ac-túa como “servidor”.
Para ser congruentes con los linea-mientos de operación del sistema, se dis-pusieron las tres estaciones de HMI, enuna red óptica Ethernet Industrial redun-dante, con un servidor y dos clientes, com-partiendo los mismos datos prácticamente entiempo real. Esto permite a cualquier usuarioautorizado, con una HMI cliente instalada ensu PC o laptop, conectarse en cualquier puntode dicha red, logrando monitorear el sistemafuera de la planta por motivos de seguridad,eficiencia, e incluso, por simple comodidad.Gracias a esta configuración, el agregar unaPanel PC-IL170 en el gabinete eléctrico prin-cipal y una estación de operación HMI en unasala de control alejada, fue trabajo sencillo.
iControlador LógicoProgramable (PLC) Simatic S7-400H y S7-400 en la conservaciónde recursos naturales
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confiabilidad. Ante cualquier falla, el sistemabrinda un período indefinido para tomar lasacciones correctivas relativas al problema. Es-to representa un recurso invaluable en cual-quier proceso en el que las fallas representangrandes pérdidas económicas o peligros la-tentes durante su operación.
En el área del control automático el sis-tema consiste en dos PLC's redundantes
del tipo S7-400H yun sistema adicio-nal S7-400. LosPLC's redundantesno solamente dupli-can las característicasde procesamiento ensus CPUs, sino quetambién se han dis-puesto módulos deentrada/salida y decomunicación demanera doble, lo
cual permite que uno de los equipos redun-dantes pueda ser deshabilitado completa-mente para tareas de diagnóstico o manteni-miento, mientras su homólogo continúa sinproblemas las funciones del proceso.
Una de las partes más delicadas del siste-ma es la regulación continua del nivel de lostanques de vaporización rápida (flashers), lostanques que captan las aguas residuales delproceso. Con los nuevos PLC's al mando de la-zos de regulación PID, se ha logrado mante-ner los niveles de los tanques con una preci-sión difícil de superar por otro tipo de regula-ción. Controlando nuevas bombas convariadores de frecuencia, determinando el ni-vel a través de sensores de tecnología de ra-dar y con la ayuda de la librería de autoajuste(autotuning) del Step7 V5.3, llevar a cabo estacompleja tarea resultó fácil y en corto tiempo.Que estas herramientas de ingeniería facili-ten tanto el trabajo no compromete la efecti-vidad del resultado final.
El sistema de control automático tambiénse encarga de la vigilancia de una considera-ble cantidad de transmisores y sensores depresión, temperatura, vibración, flujo y nivelpara el accionamiento respectivo de bombas,válvulas reguladoras, compresores de aire yotros elementos actuadores.
En lo que respecta al sistema de visualiza-
La red de comunicaciones está basada en un anillo redundante de fibra ópticaethernet industrial, el cual comunica todos los equipos de control, visualización yregistro de información
El sistema cuenta también con una se-rie de equipos de medición de paráme-tros eléctricos, distribuidos en los dife-rentes paneles del proyecto, cuyos datosfueron incorporados sin dificultad a lasfunciones de visualización y registro delWinCC, gracias a la tarjeta CP441 en idio-ma del protocolo Modbus RTU.
El diseño, desarrollo, implementacióny puesta en marcha del proyecto implicóconsiderables desafíos para el personalde Ingenia S.A. de C.V., en especial por lonovedoso y avanzado de la tecnologíautilizada. Sin embargo, gracias al eficien-te soporte técnico de Siemens Alemania yEE.UU., varias de las dificultades o dudasse resolvieron con la primer respuestaprocedente de los expertos.
Llevar a cabo este proyecto involucró amuchas ramas de la ingeniería que logra-ron desarrollar un sistema altamenteconfiable. Además, lo que genera mayorsatisfacción, es la gran y necesaria con-tribución que a través de este proyecto seha hecho al medio ambiente. ■
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La empresa Elektro-Anlagen Röring
GmbH de Vreden, Münster, Alemania
tuvo a su cargo la automatización de
una moderna planta agropecuaria de
biogás. Se desarrolló un nuevo
esquema de control, operación,
regulación y accionamiento en el que
el papel principal lo desempeña el
reciente sistema IHM Simatic WinCC
flexible. Las opciones Sm@rtAccess y
Sm@rtService permiten la operación
y observación de la planta a distancia
utilizando Internet.
Para los agricultores las plantas de biogásconstituyen una fuente de energía rentableya que la energía eléctrica y el calor obteni-dos son casi subproductos de la agricultu-ra. La descomposición microbiana de la bio-masa produce biogás y con esto, conformaun portador de energía química de enlacecon metano como componente principal. Asu vez el principal componente de la bio-masa es estiércol líquido aunque tambiénse aprovechan cereales y maíz. Las plantastienen la propiedad de convertir la energíasolar incidente en energía bioquímica (fo-tosíntesis). En las instalaciones de biogás,también denominadas plantas de fermenta-ción, se aprovecha esta energía en formacontrolada al abrigo del aire (técnica anae-róbica) para la obtención de gas que, a suvez, se utiliza para generar energía eléctri-ca y calor.
La planta de biogás está formada por
dos contenedores previos en los que serecolecta y homogeniza la biomasa, unfermentador y depósito final respectiva-mente, así como dos unidades de acopla-miento termo-energético (plantas ter-moeléctricas combinadas) para aprove-char el gas generado. La instalacióncompleta también comprende los módu-los correspondientes para alimentar a lared pública con la energía eléctrica ge-nerada y una instalación para aprove-char el calor producido. En la actualidad,se suministran a la planta de biogás pordía entre 20 y 22 toneladas de estiércol lí-quido y frutos energéticas.
El biogás se produce en el fermentadory las dos plantas termoeléctricas modula-res combinadas generan energía eléctricaquemándolo en los motores de combus-tión interna. El efecto positivo es que es-tas unidades no sólo generan energíaeléctrica sino que también producen ca-lor. Estas plantas, trabajando a plena capa-cidad generan 150 ó 345 kWh y unos 102 ó198 kW de calor por hora. La energía eléc-trica generada se alimenta directamente ala red de la compañía distribuidora y el ca-lor producido pasa por dos distribuidorestérmicos para ofrecer calefacción a los esta-blos adyacentes y a los edificios de vivien-das de la granja que se extiende sobre unasuperficie total de 130 ha. Una instalaciónde la capacidad descripta permite sumi-nistrar a la granja la mayor parte de laenergía térmica que requiere. Los even-tuales sobrantes de energía térmica se di-sipan en refrigeradores de emergencia.
Control descentralizado – comunicacióncontinua
En este esquema, convertidores de fre-cuencia Micromaster 440 y SinamicsG110 regulan la velocidad de los refrige-radores de emergencia y también regulanel funcionamiento del compresor de gas.Todos estos convertidores se integran através de Drive ES en la planificación ge-neral de la Totally Integrated Automation.
Los dos generadores se conectan por me-dio de interruptores de potencia Sentron 3FVmotorizados, que se caracterizan por su for-mato compacto y flexible equipamiento adi-
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El mezclador y ... ... el fermentador de la planta
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Nuevo concepto de observación y operación (O&O) para obtener energía a partir de biomasa
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iMigración de ProTool aWinCC flexible
Links relacionados con el tema:www.siemens.de/wincc-flexible
Contacto:[email protected]
Podrá encontrar otros links enadvance+ enwww.siemens.de/advance-lesen
cional. Las dos unidades termoeléctricascombinadas y los fermentadores se regulan ycontrolan en forma descentralizada. Para es-tas funciones los especialistas de Röring pre-vieron el uso de controladores Simatic S7-314C 2DP. Dos paneles de operación SimaticOP17 permiten visualizar variables y sumi-nistran al operador los valores nominales ylos valores reales momentáneos como, porejemplo, las temperaturas del agua de refri-geración, del agua de mezcla y de los gases deescape, así como la concentración de la mez-cla gas-aire, la velocidad de los motores, lapotencia suministrada a la red, etc. La comu-
nicación entre la IHM (Interfase hombre-má-quina) y los dos controladores de ambas uni-dades termoeléctricas se realiza por medio deProfibus DP, al igual que la interconexión detodas las CPU.
Concepto de IHM con nuevas posibilidades
Para obtener una visualización de todala planta de biogás se seleccionó un pa-nel Simatic Multi Panel MP370. La aplicaciónde la IHM se proyectó en su primera fase conProTool y luego se pasó a WinCC flexible. Esteprocedimiento ofrece la ventaja que permiteutilizar las nuevas opciones de WinCC flexiblebasadas en la Web. Sm@rtAccess permite rea-lizar el intercambio de datos entre diferentespuestos de operación (Sm@rtServer) utilizan-do Ethernet Industrial.
Los valores actuales del proceso setransmiten a un puesto de operación deorden superior (Sm@rtClient) que funcio-
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Siempre se está altanto de todo:
operación yobservación con
WinCC flexible enun Multi Panel 370
Una de las dos unidades deacoplamiento termo-energético(plantas termoeléctricas combinadas)
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na como puesto de control central y vi-sualiza o evalúa los datos. Sm@rtServicepermite enviar E-Mails sobre la base deavisos y eventos. De esta manera, del pa-nel Simatic MP 370 el personal de Servi-cios Técnicos podrá llamar, comandadopor eventos, funciones de mantenimien-to y de servicio, así como informacionesde diagnóstico, utilizando cualquier PCcon Internet Explorer de Microsoft y pá-ginas estándar de HTML. Además, una he-rramienta especial, el Sm@rtClient, per-mite operar el Multi-Panel a distancia pa-ra, por ejemplo, obtener online unpanorama del estado del proceso.
El Sr. Stefan Röring, gerente de la em-presa Elektro-Anlagen Röring GmbH, en-tusiasmado con la solución comenta: “Laconversión de ProTool a WinCC flexible sepudo realizar sin problemas y ofrece enor-mes ventajas para el Servicio Técnico”. ■
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Carmelita: un ingenio azucarero ubicado
en el municipio de Riofrío (Valle,
Colombia), marcó un hito en la molienda
de caña, al instalar en el país los primeros
tres molinos accionados con motor
eléctrico y variador de velocidad AFE.
Ante la necesidad de reemplazar su
máquina a vapor Corliss de
accionamiento de los molinos de caña
de azúcar, y después de un proceso de
evaluación de todas las alternativas
disponibles tanto en accionamientos
hidráulicos como eléctricos, se decidió
encomendar la tarea a Siemens.
Los variadores Masterdrive AFE y los
equipos de control y visualización
Simatic muelen ahora 2.200 toneladas
de caña por día para extraer los jugos
que servirán en la formación de los
cristales de azúcar.
Entre los mandos hidráulicos y eléctricos dis-ponibles actualmente para mover molinos decaña en la industria azucarera y entre los dis-tintos tipos de variadores de velocidad del mer-cado, los Simovert Masterdrive AFE ofrecengrandes beneficios tanto para los inversionis-tas como para los ingenieros de mantenimien-to y de proyectos.
Del grupo de seis molinos en el área de mo-lienda del Ingenio Carmelita, tres de ellos yahabían sido convertidos a accionamientos hi-dráulicos en años pasados. Sin embargo, losmenores costos de operación y mantenimientode Masterdrive AFE y las demostraciones técni-cas realizadas con los accionamientos eléctri-cos y su excelente desempeño para esta aplica-ción, dieron la preferencia a la solución con ac-cionamiento eléctrico.
Nuevas aplicaciones, nuevos beneficios
Inicialmente el cliente se inclinó por unasolución con accionamientos en corrientecontinua (DC), pues estos habían sido probadosen aplicaciones similares en Centro América yBrasil. Pero con el apoyo de información prove-niente de aplicaciones exitosas en Sudáfrica yBrasil, se demostró que gracias a la técnica de
Interior del cuarto decontrol Masterdrive AFE
Operación, seguimiento yreporte desde interfazSimatic
Alto desempeño dinámico en lamolienda de caña de azúcarA
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control vectorial la solución con accionamien-tos en corriente alterna (AC) brindaba todas lasgarantías para la operación exitosa del molino.
A partir de la nueva solución en corrientealterna con Masterdrive AFE, los beneficiosmás importantes se pueden resumir de la si-guiente manera:� Ganancia en el consumo energético. � Alto desempeño dinámico. La selección del
equipo se tenía que hacer considerando quedebería responder a las características de tor-que constante y demandas de sobretorqueque presenta un molino de caña.
� Armónicas en la red. Debido a que el Ingeniodepende de un generador propio y dada lanueva potencia eléctrica a instalar en moto-res, el ingenio exigió una solución que garan-tizara calidad de energía en la red libre dearmónicas.
� Control de proceso. La solución inicialmentedebe incluir un sistema de control para lostres accionamientos como unidades inde-pendientes, garantizando en un futuro la in-tegración a un sistema de control del área demolinos, que va desde el sistema de alimen-tación de caña hasta la entrega de jugo a pro-ceso, y de bagazo como combustible a la cal-dera generadora de vapor.
Partiendo de estos objetivos, el ingeniosiguió un proceso en el que se cuantificó, seponderó y se comparó con todos los provee-dores los siguientes puntos:� Eficiencia energética de la cadena
transformador - variador - motor� Operación continua del accionamiento sin
interrupciones ante caídas continuas ytransitorios de voltaje (sag’s, swells)
� Generación de armónicas
� Corrección del factor de potencia de lared.
� Características de operación antesobrecargas en el molino (capacidad desobrecarga y alto desempeño dinámico)
� Posibilidades en el control del proceso:Secuencias de arranque y paradascontroladas y seguras, filosofía deprotección de equipos y personal,control de la alimentación de caña almolino.
� Servicio local y respaldo global ofrecido� Posibilidades ofrecidas como alternati-
vas en el caso de una situación extremaque obligue a la salida del variador.
� Transformador de alimentación estándarlibre de especificaciones especiales.
� Instalaciones similares exitosas para lamisma aplicación
Motor Siemens 1PQ8acoplado al reductor delMolino 5
Descarga de camiones Mesa de caña Mesa de caña Transformadores Pad Mountedpara alimentar conjuntosvariador y motor
iVariador de velocidadSimovert Masterdrive AFE,motores eléctricos Siemens yControlador LógicoProgramable (PLC)Simatic S7-300 en la industriadel azúcar
Contacto:[email protected]
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Control de iluminación
El proyecto de iluminación y
automatización del salón de
fiestas Benavento en
la ciudad de Guadalajara,
México, fue desarrollado
por el departamento
de Automation & Drives (A&D)
de Siemens.
Intervino también el integrador
de Siemens, Electrical Support.
El mencionado proyecto consis-tió, en primera instancia, en elsuministro e instalación de la su-bestación eléctrica así como delos tableros de distribución. El in-tegrador ofreció, como valoragregado a lo anterior, la imple-mentación de un sistema de con-trol de la iluminación de dichosalón, para lo cual se utilizó unatecnología llamada Instabus, lacual esta enfocada a la automati-zación tanto residencial como co-mercial.
El cliente decidió interactuar con lailuminación, y hacer cambios de colores.
Esto se hizo de la siguiente manera: enprimer lugar se utilizaron lámparasfluorescentes, las cuales cambian deintensidad luminosa a través de un controlremoto. Este salón es seccionable, lo quesignifica que se puede utilizar totalmente obien dividirlo en dos, dando la posibilidad dealquilarlo todo o por partes; por ejemplo: paraun congreso donde se utilizarán varios salones.Para ello se utilizan estructuras movibles sobreun riel, con las cuales se forman los diferentessalones. Aquí es donde entra en juego elcontrol remoto para controlar la iluminacióntotal, o bien la de un salón pequeño.
Por otro lado para cuando este salón va afuncionar como salón de fiestas, se utilizanluminarias de leds, con los tres coloresprimarios (verde, rojo y azul), y a cada uno deestos se le puede variar la intensidad luminosa(atenuar). Esto significa que se puede variar laintensidad luminosa de una lámpara al 10, 50,u 80% de su capacidad, o sea que simezclamos los tres colores primarios yregulamos de forma independiente suintensidad luminosa, apretando un solo botóndel control remoto se puede obtener unaamplia diversidad de colores. Por ejemplo sise trata de un cumpleaños de 15 se puedeiluminar el salón del color del vestido, o en unafiesta del 15 de septiembre (fiesta patriamexicana) se puede ambientar con los coloresde la bandera. ■
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Vistas del salón de fiestas y panel de control
Masterdrive AFE
Después de analizar los valores de inversióninicial para las distintas técnicas de rectifica-ción como 6 pulsos y filtro para armónicas,12 pulsos, 18 pulsos y Active Front End(AFE), el cliente concluyó que nuestros va-riadores Simovert Masterdrive con rectifica-ción AFE cumplían en la mejor forma los re-quisitos de la aplicación.
Actualmente tres motores de potencianominal de 500HP a 1200rpm, maneja-dos en torque y velocidad por variadoresSimovert Masterdrive AFE, alimentados portres transformadores de potencia Siemens,controlados por un Simatic S7300 y opera-dos por un panel Simatic, muelen caña enlos molinos 3, 4 y 5 en la planta del IngenioCarmelita, representando para el cliente lossiguientes beneficios:� Reducción de la relación de energía consu-
mida por tonelada de caña (KWHr / TCM)de hasta un 35%.
� Mayor confiabilidad del sistema.� Control del torque del motor que permite
moler continuamente a condiciones nomi-nales y manejar sobrecargas sin afectar ladisponibilidad del equipo ni la del grupo.
� Nivel de armónicas THD en tensión de me-nos del 0,5%.
� Factor de potencia controlado por el mis-mo variador sin necesidad de bancos decondensadores.
� Ambiente de operación del molino limpioy silencioso
� Operación remota y reporte del proceso in-tegrado en el cuarto de control ■
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Variación de velocidad libre de armónicas
Sistema Instabusy Controlador LógicoProgramable (PLC)Simatic S7-300 en laautomatización deiluminación residencial ycomercial
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iMotores de torque enextrusoras
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Los accionamientos directos en avanzada
de las series R27-1-25-25ht, R78-1-35-25ht,R301-1-50-25/30ht, R501-1-60-30/33ht yR1101-1-80-30/33ht. En el mercado estas má-quinas se conocen con la denominación“Reitorque”.
Una característica visible de los motoresde torque es la falta total de cajas de engra-najes. De esta manera no sólo se construyenmáquinas más compactas y se facilita la in-tegración en las mismas, también mejora lacalidad de la regulación, por ejemplo, en laexactitud del posicionamiento. La elimina-ción de elementos de la transmisión mecá-nica de los accionamientos reduce clara-mente las pérdidas por fricción. Así, en elaccionamiento de torque se obtiene un ren-dimiento total mayor que en un acciona-miento convencional con engranajes.
Notable reducción de costos
Al eliminarse los engranajes, acoples y co-rreas se reduce en forma notable el manteni-miento e incluso disminuyen los requeri-mientos de espacio en un orden del 30 %. Elmayor rendimiento de los accionamientosdirectos permite ahorrar entre el 5 y el 10 %de energía. Además, estas soluciones conmotores de torque generan mucho menosruido que las convencionales. Incluso cuandoen una nave se tienen instaladas numerosas
extrusoras, sólo seoye un zumbido si-lencioso y así se ali-via notablemente alpersonal que trabajacon estas máquinas.
El funcionamien-to más uniforme dela máquina tambiénreduce el nivel de vi-braciones y, por lotanto, disminuye lasolicitación mecáni-ca de la estructura.La mayor estabilidaden la velocidad per-mite obtener un pro-
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Los motores de torque conquistan elmundo de las máquinas
Hace años que los accionamientos directos se im-pusieron en aplicaciones tales como husillos, me-sas giratorias y ejes lineales de máquinas herra-mienta. Ahora, los motores de torque 1FW3 per-miten aprovechar las ventajas de la técnica delaccionamiento directo con grandes facilidadespara el usuario, por ejemplo, en la industria de laelaboración de materiales plásticos en máquinastales como extrusoras, inyectoras e instalacionespara producción de folios. Los accionamientos sesuministran como motores completos incluidos lacarcasa con enfriamiento por circulación de agua,rodamientos y eje hueco.
El sistema de accionamiento completo estáformado por el motor de torque 1FW3 y un con-vertidor de las series constructivas Simovert Mas-terdrives o Sinamics. Estos componentes fueronoptimizados entre sí para ofrecer las mejorescondiciones previas a fin de que el motor detorque pueda operar con la máxima dinámica ycalidad de funcionamiento.
El motor de torque1FW3 sin caja deengranajes no sólobrinda múltiplesposibilidades deaplicación sinotambién unenorme potencialde ahorro.
Caja de engranajes
Motor de torque
Máquina de producción
Motor estándar
Técnica convencional de accionamientos
Accionamiento directo
Tendencia del desarrollo
Máquina de producción
Comparación entre la técnicaconvencional y el accionamiento directo
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Menos espacio, menor
mantenimiento y mayor rendimiento
son todas ventajas que se esperan de
la aplicación de los accionamientos
directos en las máquinas extrusoras.
Las nuevas series de extrusoras de la
empresa Reifenhäuser equipadas con
la nueva línea de motores de torque
de Siemens confirman esto de
manera impresionante.
Una de las empresas fabricantes de máqui-nas para elaboración de materiales plásti-cos con mayor renombre de Alemania esReifenhäuser GmbH de Troisdorf, Colonia.Su amplia gama de productos comprendeinstalaciones para la extrusión de filmplástico, velo de hilado y centros de extru-sión para la producción de componentes yherramientas.
Nuevas rutas en la construcción deextrusoras
Reifenhäuser fue una de las primerasempresas fabricantes de extrusoras queoptó por los motores de torque (o depar). En la actualidad ya se equipan conesta nueva técnica las extrusoras monotornillo
ducto de extrusión más homogéneo. El Sr.Hans-Peter Krukenberg, Gerente de VentasPCE de la empresa Reifenhäuser aclara: “Utili-zamos estos motores de la gama de 200 a20.000 Nm para extrusoras con diámetros de25 a 90 mm, es decir, en el 60 – 70 % de lasmáquinas que fabricamos”. En el campo delas extrusoras el avance de los motores de tor-que ya es prácticamente imparable. Con eldesarrollo de pares mayores – se apunta alos 20.000 Nm – también se abren nuevasposibilidades en todo el espectro restantede las máquinas para la elaboración demateriales plásticos. ■
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La empresa alemana de abastecimiento
de agua Landeswasserversorgung
Baden-Württemberg utiliza
accionamientos de velocidad variable
para las bombas a fin de operar al
mismo tiempo en forma flexible y
eficiente sus captaciones de agua
subterránea. En una de estas
extracciones se instalaron en noviembre
de 2003 los nuevos convertidores de
frecuencia del tipo Sinamics G150
diseñados a medida para funciones
como el accionamiento de bombas.
La empresa de abastecimiento de aguadel Estado de Baden-Württemberg es unade las mayores distribuidoras de agua adistancia de Alemania. Por medio de unared de unos 770 km la empresa proveeagua potable a más de tres millones depersonas bombeando hasta 450.000 m3
por día de este líquido elemento, es decir,unos 5.200 l/s. Entre las aproximadamente250 ciudades y pueblos de la zona que abas-tece la empresa Landeswasserversor-
gung pueden mencionarse Stuttgart,Aalen, Esslingen, Göppingen,Ludwigsburg, Schwäbisch Gmünd yUlm.
Alrededor del 70 % del agua potable su-ministrado por la empresa proviene delacuífero subterráneo del Schwäbischen Alb.Una parte del agua subterránea del cársticodel Schwäbischen Alb fluye por extensasgrietas y cavidades subterráneas hacia lacuenca del Danubio entre las localidades deLangenau y Niederstotzingen. El agua sebombea desde seis zonas de captación conunos 220 pozos individuales hacia la plantade abastecimiento de agua de Langenau. DelDanubio se capta el 30 % restante, que unavez tratado en forma conveniente se convier-te en agua potable de la mejor calidad. Poraño se suministran más de 90 millones demetros cúbicos de agua potable con un gra-do de dureza 2.
Para poder asegurar en todo momento elelevado nivel del abastecimiento de agua po-table se requiere una operación flexible delas extracciones del agua subterránea. Estosignifica que cada instalación debe estar encondiciones de suministrar exactamente elvolumen necesario para tener la mezcla ade-
cuada que permita obtener agua potable conuna calidad óptima. Por lo tanto, el sistemade bombas tiene que estar en condiciones deadaptar permanentemente el caudal a la de-manda respectiva.
Una regulación exacta ahorrando energía
Los sistemas de accionamiento con velocidadvariable constituyen la solución técnica y ren-tablemente más conveniente para poder ajus-tar el caudal con la rapidez y la exactitud nece-sarias. En comparación con los esquemas deregulación mecánicos tales como válvulas decorredera, los sistemas de velocidad variablepermiten controlar el caudal con una exacti-tud considerablemente mayor y tiempos dereacción mucho menores. Los costos operati-vos de estos sistemas son decisivamente me-nores, en especial, porque su consumo es no-tablemente menor. En las máquinas del tipodinámicas tales como las bombas o los venti-ladores, el consumo representa un tercio desus costos operativos.
Los motores de velocidad fija funcionansiempre con velocidad plena. En cambio, lossistemas de accionamiento con velocidad va-riable y los convertidores de frecuencia siem-pre adaptan su potencia a los requerimientos
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Los robustos motores de baja tensión 1LG4 con una potencia de 132 kW colaboran pauna elevada confiabilidad en la instalación de bombeo.
Los convertidores de frecuencia Sinamics G150fueron diseñados, en especial, para funciones deaccionamiento sin realimentación a la red talescomo bombas.
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Accionamientos de velocidadvariable para bombas
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momentáneos del servicio. Es decir, el motorsólo consume la potencia que requiere enese instante. El resultado es un consumo no-tablemente menor si se lo compara con unaccionamiento de velocidad fija y potenciaequivalente operando con carga parcial y sis-temas mecánicos de regulación. Según lacurva característica de la instalación puedeobtenerse un ahorro de energía de entre el30 y el 50 %. Otra reducción notable en loscostos operativos proviene del menor des-gaste de los componentes mecánicos del sis-tema de bombeo. El funcionamiento conconvertidor elimina los picos de la corrienteen la aceleración y las fuertes solicitacionesque provocan los pares de aceleración rela-cionados a ello. Los arranques y las paradassuaves descargan la parte mecánica de todoel sistema de accionamiento e incrementansu vida útil.
Cuando la empresa andeswasserversor-gung modernizó el Sistema de Captación Nº6 tuvo en cuenta las ventajas técnicas y eco-nómicas de los sistemas de bombeo con ve-locidad variable. En consecuencia, dos ro-bustos y confiables motores de baja tensióndel tipo 1LG4 y una potencia de 132 kW im-pulsan ahora las bombas. Como convertido-
res de frecuencia para regu-lar la velocidad de los moto-res se instalaron unidadesSinamics G150 con una po-tencia de 160 kW. En estesistema, con un caudal deextracción máximo posiblede 350 l/s para las dos bom-bas, ahora puede ajustarseen forma continua en untiempo mínimo cualquiercaudal entre 50 y 230 l/s porbomba. Una notable mejorasi se tiene en cuenta que enel sistema anterior sólo po-dían ajustarse tres caudalesfijos.
Optimizados paraaplicaciones tales comobombas
Los convertidores SinamicsG150 con su robusta regula-ción vectorial sin sensoresfueron diseñados, en espe-cial, para funciones de accio-
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namiento sin realimentación a la red y, por lo tan-to, son particularmente aptos para máquinas di-námicas como bombas. Un amplio abanico decomponentes y opciones disponibles permiteadaptar el equipamiento de los aparatos a los re-querimientos específicos de los clientes y, en con-secuencia, puede ofrecerse una ventajosa rela-ción precio – prestaciones.
“El convertidor Sinamics G150 ofrecemuchas más facilidades al operador que losaparatos utilizados anteriormente” opinóel Ing. Dipl. Martín Krasser, proyectista de laempresa Landeswasserversorgung y continuó,“porque la guía del operador es más clara y fácilde comprender”. La puesta en servicio y opera-ción de los aparatos es sumamente sencilla yaque se los configura previamente en fábrica se-gún las funciones de accionamiento a las queserán destinados. Su filosofía de operación estu-diada y fácil de comprender hace que el usuariosólo deba ocuparse de las funcionalidades querealmente necesita. El display gráfico muestraen texto claro todas las funciones de la opera-ción y la puesta en servicio. Durante el funciona-miento podrán observarse todos los paráme-tros del accionamiento, tales como intensidadde la corriente, valor real y nominal de la veloci-dad, que se representan como barras para ofre-cer claridad con una única mirada.
Silenciosos y compactos
En la actualidad el convertidor de frecuen-cia Sinamics G150 es el más silencioso y com-pacto para el montaje en armarios estándar. Unnivel de ruido de sólo 69 dB (A) en plenofuncionamiento hace innecesarias medidasadicionales de insonorización en laplanificación e instalación. La superficie demontaje de los armarios Sinamics G150,inclusive los componentes necesarios para laconexión a la red, es un 50 % menor que en losconvertidores corrientes. En la ejecución sincomponentes para la conexión a la red, como laque puede instalarse con una alimentacióncentralizada de la red, esta reducción inclusoalcanza el 70 %. En el presente proyecto,Siemens no sólo suministró los motores y losconvertidores Sinamics G150 que por suscaracterísticas ya funcionan en numerosasplantas de abastecimiento de agua de todo elmundo, sino también la instalación y puesta enservicio de los sistemas de accionamiento convelocidad variable, así como su integración enel sistema de mando de nivel superior. Los
Convertidor Sinamics G130 paramontaje modular en gabinetes
Los convertidores Sinamics, rentables, robustos,
sin complicaciones, de operación sencilla,
diseñados para funciones de accionamiento tales
como bombas, se suministran también en la
versión G130 para montaje en gabinetes. Al igual
que los aparatos de la serie G150, los G130
también fueron optimizados para funciones de
accionamiento sin realimentación a la red. Estas
son, en primera línea, aplicaciones con una
característica cuadrada del par de carga, es decir,
máquinas hidro o neumodinámicas como
bombas, ventiladores y compresores, pero
también máquinas con par constante como
extrusoras, mezcladoras o molinos.
Esencialmente el convertidor Sinamics G130 está
formado por dos componentes autónomos, el
módulo de potencia y la unidad de control. El
montaje de ambas unidades podrá realizarse
físicamente separadas o como una unidad. En el
módulo de potencia se previó un espacio para el
montaje de la unidad de control. Los convertidores
Sinamics G130 para montaje en gabinetes se
pueden suministrar en la gama de potencias de
315 hasta 800 kW. Potencias mayores se obtienen
por conexión en paralelo de los mismos.
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convertidores Sinamics G150 se conectan a uncontrolador Simatic que, a su vez, estáinterconectado en red por medio deconductores de fibra óptica con el puesto demando local y el central. De esta manera elconvertidor y, por ende, la velocidad de lasbombas o el caudal, se pueden controlartanto desde el panel de operación localcomo desde la sala de mando. ■
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En las barras y los tubos laminados en
caliente deben verificarse todas las
dimensiones y la calidad del material
utilizando instalaciones especiales de
control para detectar posibles fisuras y
doblados defectuosos de la laminación.
Con el uso de los convertidores de
frecuencia Micromaster 440, la empresa
Nutronik GmbH de Alzenau, Alemania,
pudo optimizar la producción y la
velocidad de los ensayos en su banco de
pruebas con ultrasonido Rota.
La empresa Nutronik GmbH desarrolla yconstruye bancos de pruebas para ensayosno destructivos de materiales desde hace másde 40 años. Sus bancos de pruebas con ultra-sonido controlan tanto tubos para perforacio-nes petroleras como para calderas de alta pre-sión con una velocidad de hasta 2 m/s. Unapasada de control es suficiente para detectarfisuras en toda la sección del material, así co-mo determinar desviaciones dimensionalesen el diámetro interior y exterior, en el espe-sor de la pared, en la ovalización y en la ex-centricidad.
Un desafío para la técnica de accionamientos
El banco de pruebas de ultrasonido Rota re-presenta un duro desafío para los acciona-mientos. Los convertidores Micromaster 440con potencias de hasta 37 kW tienen el poten-cial necesario para regular y controlar tantolos movimientos sencillos de transporte co-mo el desarrollo de pruebas complejas. En laentrada se aceleran los tubos con una rampacontrolada de manera tal que alcanzan el tu-bo precedente antes de entrar en el banco ysin que se produzcan choques. En el banco depruebas mismo, que se parece notablementea un equipo de tomografía computada, la re-gulación vectorial sin sensores acelera al sis-tema de pruebas ultrasónicas con gran preci-sión hasta alcanzar las 8000 revoluciones.Aquí el convertidor Micromaster 440 no sóloregula en forma variable pero con elevadaprecisión la velocidad de los cabezales de ul-trasonido; también permite frenar con preci-sión el dispositivo de rotación pese a las gran-des masas de inercia de estos cabezales. Ade-más, para obtener una densidad constante de
Micromaster 440 en unbanco de pruebas conultrasonido
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Los tubos y las barras atraviesan el banco de control de calidad de ultrasonido Rota conuna velocidad de hasta 2 m/s. Los convertidores de frecuencia Micromaster 440controlan el transporte y los movimientos de los dispositivos de prueba en sí.
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los puntos de medición, en determinados ca-sos debe regular la velocidad del dispositivo derotación en función de las dimensiones del tu-bo para tener en cuenta el tiempo de propaga-ción del ultrasonido en la pared del tubo. Paraeste modo de servicio la serie de convertidoresMicromaster 440 tiene integrados choppers defrenado diseñados para la potencia total de fre-nado del sistema. Como las resistencias de fre-nado externas se conectan directamente a loschopper de frenado se reduce notablemente elcableado. Después del ensayo el convertidordebe acelerar el tubo saliente de manera talque se lo pueda clasificar sin problemas.
Todos los convertidores Micromaster deesta instalación están equipados con filtrosantiparásitos de la Clase B de acuerdo con lanorma EN 55011 para evitar interferenciascon las sensibles señales de los cabezales deultrasonido. Al respecto comenta el Sr. EgonRosenberger, responsable de la Ingenieríade Hardware de la empresa Nutronik: “El ni-vel de señales sin errores provenientes delos cabezales de ultrasonido confirma queMicromaster satisface este requerimiento”
Facilidades para la puesta en servicio,el diagnóstico, los servicios técnicos y la ingeniería
Un módulo de Profibus permite integrar en
forma continua los accionamientos de losbancos de prueba en el mundo de la TotallyIntegrated Automation (TIA). En la parte ope-rativa de la máquina, un panel Simatic MultiPanel MP270 permite visualizar todos los da-tos relevantes de la misma tales como los re-sultados de las mediciones de los cabezales deultrasonido, la velocidad con la que opera lainstalación, así como todos los datos de los ac-cionamientos y los avisos de servicio o fallos, lavelocidad, etc. El Sr. Andreas Weigand, respon-sable de la Ingeniería de Software de la empre-sa Nutronik está convencido que “la comunica-ción uniforme que se desarrolla sin problemasentre el convertidor Micromaster 440 y el con-trolador Simatic S7-315 2DP y el software deproyecto Drive ES Basic facilita enormementela puesta en servicio, el diagnóstico y los ser-vicios técnicos de la máquina”. Desde la inge-niería ya se obtienen considerables ventajas:Drive ES Basic no sólo permite integrar loscomponentes de la automatización en el pro-yecto de Step 7, sino también todos los pará-metros relevantes para el accionamiento;además, reúne en una única herramienta desoftware todos pasos hasta ahora individua-les, tales como la configuración del hardware,la parametrización y las funciones de controlentre el controlador Simatic S7 y el converti-dor Micromaster. ■
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iControl de posición conVision Sensor VS 710
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Los anillos de sincronización para cajas
de cambios de automóviles tienen que
satisfacer elevadas exigencias en
cuanto a la capacidad de carga y a la
estabilidad dimensional. Al mismo
tiempo, se los debe poder fabricar
económicamente. La empresa alemana
Lasco, especialista en prensas, optimizó
los procesos productivos y redujo los
pasos de la fabricación con una línea de
producción completamente
automatizada y la calibración en
caliente a continuación para anillos de
sincronización sinterizados.
El sinterizado y la calibración en calientesubsiguiente en una prensa calibradora esel proceso de fabricación más rentable delos anillos de sincronización. La empresaGKN Sinter Metals de Hückeswagencontrató a Lasco Umformtechnik GmbH deCoburgo, Alemania, para que realice elproyecto y la construcción de una instalacióncompletamente automatizada para fabricaranillos de sincronización. Una prensacalibradora hidráulica que reducedrásticamente el maquinado posterior de laspiezas constituye el corazón de estainstalación.
Dos “ojos” observan todo
En una prensa para polvo metálico se producen
las piezas en bruto y a continuación un robot co-loca estas piezas sobre la cinta transportadoraque las lleva al horno de sinterizado. En su pasopor el horno las piezas en bruto adquieren unasolidez equivalente a la del acero. A la salida delhorno un robot toma las piezas sinterizadas ca-lientes (1250ºC) y las traslada hacia otro robotque carga la prensa de calibrado.
La posición de las piezas en bruto sobre lacinta transportadora del horno de túnel no es-tá definida con exactitud y, por lo tanto, un sis-tema con cámara Simatic VS 710 a la salida delhorno de sinterizado determina la posición yla orientación de los anillos. De esta manera selogra que el robot tome correctamente las pie-zas, las gire y coloque en la posición debidapara el paso siguiente. Delante de la prensa ca-libradora y antes que se coloque la pieza sinte-rizada en esta prensa, un segundo sistemacon cámara verifica que la transferencia de ca-da pieza se realice en forma precisa y, además,mide su temperatura. Esta verificación evitaque piezas mal colocadas o demasiado fríasdañen la costosa matriz de la prensa.
La tecnología más moderna en materia desensores como exploración de imágenes porpíxeles idénticos y técnica Full-Frame-Shutteren el sistema Vision Sensor Simatic VS 710garantiza que aún en piezas movidas ofrezcaimágenes libres de distorsiones y, por ende,un reconocimiento correcto de posibles fa-llas. La computadora integrada permite nor-mar valores y evaluarlos estadísticamente. Setienen a disposición varios programas com-parativos que se activan según necesidad. Eloperador puede observar muy ampliadas en
un monitor de PC industrial las imágenes re-gistradas por las dos cámaras y controlar losvalores determinados. Además, por medio deuna pantalla central de la PC industrial podrárealizar todas las entradas necesarias.
Comunicación acreditada
El sistema Simatic VS 710 posee una interfa-se de Profibus a través de la cual se puedenintercambiar datos y realizar proyectos. Enconsecuencia, todos los componentes decontrol de la línea de prensas comunicanpor medio de Profibus DP. Un controladorSimatic S7 CPU 414 controla la línea y tam-bién coordina y dispara la cámara por mediode Profibus DP. La cámara, a su vez, transfieresus resultados a través de su interfase de bus ala CPU Simatic y a la PC industrial integrada. LaCPU Simatic calcula los valores de las posicio-nes y traslada las correcciones a los controlesde los robots.
Todos los sistemas de actuadores y de sen-sores de la instalación están interconectadoscon Profibus por medio de los aparatos peri-féricos descentralizados Simatic ET 200S. Deesta manera se reduce el cableado de lainstalación y, con esto, se obtienen preciosmás convenientes. Convertidores de CASimodrive 611U activan los aparatos demanejo, que también están conectados alcontrol de mando por medio de Profibus DP.
La integración de la técnica de VisionSensor en el flujo de la fabricación per-mitió satisfacer los elevados requeri-mientos de calidad y de rentabilidad dela producción. ■
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Prensado precisosupervisado por cámara
La cámara se ubicadirectamente en un
soporte sobre la salidadel horno de sinterizado
Vista de la prensa decalibración. El sistema VS 710 verifica latemperatura de la piezaen bruto por medio deuna escala de grises
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El aspecto esencial de la parte de práctica secentra en la instalación de redes con compati-bilidad electromagnética (EMC), así como enla evaluación de los conectores y los cablesempleados. El objetivo del taller es que el ins-talador Profinet pueda realizar una instala-ción correcta y comprobar el cableado en for-ma profesional. Después de una participaciónexitosa en este curso se otorga el certificadocorrespondiente.
El Especialista Certificado de Profinet(Certified Profinet Engineer)
El curso “Certified Profinet Engineer” (Espe-cialista Certificado de Profinet) se dirige aproyectistas y montadores de instalaciones aligual que al personal de puesta en servicio.Estos tres grupos objetivo requieren un nivelsimilar de conocimientos. Esta capacitaciónde tres días se subdivide en una sección deProfinet CBA y en otra de Profinet IO.
Los temas esenciales que se tratan en estecurso, además de conocimientos básicosdetallados de Ethernet, son el proyecto de unainstalación, la carga de los programas deusuario en los aparatos de campo, la puesta enservicio de instalaciones, las pruebas de unainstalación, los diagnósticos correspondienteso bien la búsqueda de errores o fallas en lamisma, así como la prueba de una aplicación
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Profinet: Soporte en un amplio frente
Profinet es la norma abierta de Ethernet
Industrial que la organización de
usuarios de Profibus desarrolló para la
técnica de automatización. Las
instalaciones basadas en componentes
con Profinet CBA (Component Based
Automation) ya se establecieron con
éxito. En la actualidad se construyen las
primeras instalaciones en las que se
realiza una comunicación directa de la
periferia descentralizada por medio de
Ethernet.
La posibilidad de aprovechar un sistema debus único que abarca en forma continua des-de el nivel de control hasta el de campo, ofre-ce notables potenciales de ahorro: técnica deconexiones normalizada, gestión uniformede red y mecanismos de acceso de IT. Al mis-mo tiempo, los expertos consideran que lasamplias posibilidades de diagnóstico y el usode normas de IT brindan nuevas posibilida-des a la automatización.
Sobre la base del gran interés que desper-tó el tema y las numerosas consultas recibi-das, la entidad Profibus International, la ma-yor organización en el mundo de buses decampo, amplió con diez Competence Center(Centros de Competencia) (PNCCs) su redmundial de 24 Centros de CompetenciaProfibus, y la tendencia es creciente.
Uno de estos es ComDeC (CommunicationDevelopment Certification), el Centro deCompetencia de Siemens ubicado en Fürth,Alemania. ComDeC presta su asistencia parafacilitar la elección del sistema adecuado yofrece soporte a los usuarios para que éstospuedan implementar las soluciones de auto-matización con Profinet.
Capacitación “just in time”
La oferta de ComDeC incluye también un en-trenamiento acorde a la diferente capacita-ción que requieren los proyectistas de insta-laciones o de equipos de campo y los instala-dores. Las nuevas unidades deentrenamiento se estructuran con una fuerteorientación hacia la práctica y los participan-tes obtienen las certificaciones correspon-dientes.
Por encargo de la Organización de Usuariosde Profibus y la conducción de ComDeC se de-sarrollan en la actualidad las unidades de capa-citación “Certified Engineer” (Especialista Cer-tificado) y “Certified Installer” (Instalador Cer-tificado). En la elaboración del programa decapacitación colaboran los Centros de Compe-tencia con mayor experiencia de tres continen-tes. Sólo los Centros de Competencia Profinetacreditados pueden desarrollar los programasde entrenamiento descritos a continuación. Laoferta de capacitación está disponible desdecomienzos del año 2005.
El Instalador Certificado de Profinet(Certified Profinet Installer)
Alrededor del 90 % de las fallas en un sistemaProfibus provienen de errores o deficienciasen la instalación. El 10 % restante se debe,esencialmente, al uso de aparatos de campono certificados. La situación en el sector deProfinet es similar.
Para mejorar esta situación decisivamentedebe capacitarse en forma adecuada al perso-nal de instalación. A este fin, ComDeC ofreceel “Workshop” (taller) “Certified ProfinetInstaller” (Instalador Profinet Certificado) deun día de duración. Este taller suministra co-nocimientos teóricos básicos de Ethernet yexplica términos relevantes del área Profinet.
Competencia concentrada: el equipo de ComDeC. De izquierda a derecha: Werner Goetz, ManfredPopp, Peter Rieser, Joerg Bullerschen, Lorenz Heinlein, Gerd Putschky y el Dr. Karl Weber
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En lo siguiente respondemos a
algunas de las preguntas más
frecuentes relacionadas con
Profinet. Las respuestas deben
facilitar la elección del sistema
correcto.
¿¿EEnn qquuéé mmeeddiiddaa sseeppuueeddeenn aapprroovveecchhaarr ppaarraaPPrrooffiinneett llooss ccoommppoonneenntteesseexxiisstteenntteess ddee uunnaa rreeddEEtthheerrnneett??
En Profinet podrán aprovecharse tantolos conectores como los cables existen-tes de Ethernet. Además de los acreditadosconectores RJ45 se dispone también de tiposaptos para el ambiente industrial. La tecno-logía de 100-Mb/s prescribe el uso de lostipos de cables 100 Base TX (Cat 5 paratransmisión por conductores de cobre) y100 Base FX (para transmisión por conduc-tores de fibra óptica).
Profinet IO sólo utiliza switches comocomponentes de red a fin de satisfacer el rá-pido intercambio de datos requerido. Loshubs no son adecuados para desarrollar sincolisiones el intercambio rápido de datos.
Las redes Ethernet existentes con hubspodrán ampliarse de manera sencillaconectando un switch entre las redesparciales.
¿¿SSee ppuueeddee sseegguuiirreemmpplleeaannddoo llaa ppeerriiffeerriiaaddee PPrrooffiibbuuss eexxiisstteennttee??
La periferia de Profibus podrá utilizar-se sin cambios, sólo se debe modificarla conexión del bus. Los aparatos decampo Profibus podrán integrarse enel sistema IO de Profinet a través de unProxy IO.
El Proxy es el reemplazo en Ethernetpara uno o más aparatos del bus decampo (por ejemplo, en Profibus). Estereemplazo procura una comunicacióntransparente entre las redes. Por ejem-plo, transfiere en forma transparentelos datos cíclicos hacia los aparatos decampo. En la unidad maestra de Profi-bus el Proxy coordina el intercambio dedatos de los aparatos conectados al mis-mo bus. Al mismo tiempo es un partici-pante de Ethernet con comunicaciónProfinet. Los Proxys se pueden realizarcomo controladores o como Gatewayspuros.realisiert werden.
Consultas relacionadas con Profinet
pequeña y el ajuste de direcciones. Los temasse explican teóricamente y se realizanprácticamente. Después que el participanteapruebe una evaluación recibe el certificadocorrespondiente.
La conversación entre expertos de Profinet
Este curso de “Conversación entre expertosde Profinet” fue desarrollado por Com-DeCpara proyectistas de aparatos de campo. Enun “Workshop” (taller) de un día se suminis-tran a los participantes conocimientos deta-llados de Profinet (con Profinet IO como temaesencial). El contenido del curso se completacon el manejo de los programas ofrecidos porSiemens (Firmware) para dispositivos IO deProfinet y una capacitación intensiva conASICs Ertec 400 y Ertec 200,complementan el contenido del curso. ■
Los componentes deProfinet son lossiguientes: Proceso
Comunicaciónen tiempo
real
Aparatos decampo
descentralizadosPROFINET
Control demovimiento
Inteligenciadistribuida
Instalación de red
Normas IT yProtección
Seguridad
El acceso rápido a Profinet
El libro “Der Schnelleinstieg in Profinet” (Elacceso rápido a Profinet) ofrececonocimientos detallados de Profinet. Ensus 235 páginas el lector encontrará lainformación necesaria para comenzar eldesarrollo y la planificación de unainstalación con preguntas concretasdirigidas a un equipo de expertos o comomontador / operador de una instalación,evaluar con exactitud un sistema Profinet,así como localizar y solucionar fallasesenciales mediante la interpretación delos telegramas.
El libro se puede adquirir a travésde PNO en www.profibus.com
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se controlan por medio de un número previ-sible de señales de entrada. Dentro del com-ponente, un programa de aplicación ejecutala funcionalidad definida y controla a otrocomponente por medio de sus señales desalida. La ingeniería relacionada no de-pende del proveedor. La comunicación en-tre componentes se proyecta en lugar deprogramarse.
una parte funcionalmente cerrada en sí deuna instalación de automatización. Las insta-laciones estructuradas de esta manera pue-den manejarse con mucha mayor facilidad ypromueven la reutilización. Como resulta ló-gico, una vez que se implementó un compo-nente de Profinet se lo podrá utilizar en insta-laciones de cualquier configuración.
En general, los componentes de Profinet
¿¿PPrrooffiinneett eess iigguuaall aa PPrrooffiinneett oo eexxiisstteenn ddiiffeerreenntteess vvaarriiaanntteess??
Profinet diferencia las dos aplicaciones,Profinet IO para la integración de la periferiadescentralizada y Profinet CBA para laconstrucción modular de instalaciones sobrela base de componentes prefabricados.Según los requerimientos podrán escalarsetanto las prestaciones de Profinet IO como deProfinet CBA:B En el servicio cíclico, Profinet IO utiliza el
canal de tiempo real (RT) para elintercambio de datos
B Profinet IO utiliza comunicación isó-crona en tiempo real (Isochronous RealTime Communication o IRT) cuando elsistema debe satisfacer los máximos re-querimientos de prestaciones y deter-minismo, por ejemplo, en el control demovimientos (Motion Control). De estaforma pueden alcanzarse tiempos deciclo inferiores a 1 ms.
B Profinet CBA utiliza el canal TCP/IP(Non-Real-Time, NRT) para la comunica-ción entre componentes de datos no crí-ticos en el tiempo (aprox. 100 ms). Encambio, para los datos críticos en eltiempo (aprox. 5 a 10 ms), usa el canal detiempo real (Real-Time).
¿Bajo qué condicionesresulta razonableutilizar Profinet CBA?
La idea fundamental de Profinet CBA es consi-derar a una instalación como la suma de va-rios componentes que operan entre sí. Paraesto se definen funcionalidades. De esta ma-nera las complejas instalaciones de automati-zación pueden subdividirse claramente enunidades parciales correspondientes. Cadauna de estas unidades parciales o funcionalestoma a su cargo en forma autónoma una fasecerrada en sí del trabajo total y conforma unmódulo inteligente de la instalación denomi-nado “componente de Profinet”. Es decir, uncomponente de Profinet no es otra cosa que
Automatización de la fábrica Control de movimiento
100 ms 10 ms < 1 ms
Servicios IT TCP/IP
Tiempo realDatos del proceso
Profinet
Internet
Canal IRT Canal estándar Canal IRT Canal estándar Canal IRT
Ciclo 1 Ciclo 2= Ventana de tiempo
Ciclo n
Por ejemplo, pulsos de reloj para la regulación de la posición de 1 ms
Comunicación isócrona Comunicación RT
Comunicación estándar
Datos IRT Datos RT Datos TCP/IP
Comunicación continua y tiempos de reacción breves• Comunicación en tiempo real e IT simultaneas a través de un conductor.• Comunicación en tiempo real escalable hasta aplicaciones de alto rendimiento.• Comunicación TCP/IP sin limitaciones.
Planificación (scheduling) del sistema de Ethernet (con controlador Ertec Ethernet)• Dominios de tiempo separados para IRT y RT/TCP/IP• Sincronización del ciclo con alta exactitud asistida por hardware (Jitter < 1 µs)
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Periféricos intrínsecamente seguros para zonas con peligro de explosión
Ahora tambiénredundantesEl nuevo sistema de periféri-cos descentralizados SimaticET 200iSP se puede utilizar enáreas con peligro de explosiónpor gas o polvos hasta zonascalificadas como 1 ó 21. Estesistema modular intrínseca-mente seguro, especialmenteflexible y de bajo gasto encuanto a ingeniería, montaje ycableado puede operar ahoraen conexión redundante. Uncriterio sumamente importan-te en este modo de operaciónes el tiempo de conmutacióndel sistema defectuoso al redundante.Aquí el sistema de periféricos con protec-ción Ex ET 200iSP soporta tanto el modoWarm- como el Hot-Standby, con tiemposde conmutación muy breves.
En la solución “Warm-Standby” el siste-ma puede utilizarse en conjunto con con-troladores S7 estándar. En este caso un pa-quete de software tiene a su cargo la super-visión y conmutación de la estación
periférica. Según las aplicaciones puedenalcanzarse tiempos de conmutación del or-den del segundo.
Cuando se aplica “Hot-Standby Redun-dancy” con controladores Simatic S7-400Hde alta disponibilidad es posible obteneruna conmutación dentro de los 100 ms.■
www.siemens.de/et200iSP
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Profinet
Links relacionados con el tema:www.siemens.de/profinetwww.profibus.com/support.html
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¿Tiene otras preguntas relacionadascon Profinet? En ese caso le solicitamos que nos visite enel siguiente sitio de Internet:
y responderemos gustosamente a sus consultas.
www.siemens.de/advance-lesen
¿Cómo asegura ProfinetIO el sincronismo de lasseñales de reloj?
En determinadas aplicaciones como, porejemplo, en la técnica de los accionamientos,tiene importancia el instante en el que se ge-neran o actualizan los datos. Profinet IO satis-face este requerimiento con la funcionalidad“tiempo real isócrono” (Isochronous RealTime o IRT). Para poder implementar estafuncionalidad en hardware se requiere uncontrolador tal como el Ethernet-ControllerErtec 400/200 de Siemens con 4/2 puertos deSwitch integrados. Este Asic se requiere tantoen el lado de los dispositivos como en el delcontrolador
La desviación del ciclo de bus es inferior a1 µs. El concepto Profinet tiene en cuenta lasincronización precisa en el tiempo de acuer-do con la norma IEEE 1588.
IRT permite obtener tiempos de ciclo infe-riores a 1 ms con una exactitud de las fluctua-ciones (jitter) mejor que 1 µs. Para lograr estose subdivide el ciclo de comunicación en doscanales, uno IRT y el otro abierto. En el canalIRT se intercambian los telegramas cíclicos detiempo real isócrono mientras que el canalabierto se utiliza para el transporte de los tele-gramas RT y TCP/IT. De esta manera se trans-miten ambos tipos de datos sin que interfieranunos con otros. El Ertec 400/200 supervisaexactamente el comienzo de los nuevos ciclosde bus.
El usuario tiene acceso a los datos de losaparatos con sólo conectar su Notebook encualquier punto de la instalación y con esto nointerfiere con la regulación sincronizada conlas señales de reloj. ■ La tendencia hacia la automatización
descentralizada continua. La familia deproductos ET 200 ofrece un amplioespectro de aparatos periféricosdescentralizados para aplicaciones con osin gabinete e incluso para utilizar en áreascon peligro de explosión hasta la zona 1(Simatic ET 200iSP). En breve el sistemaintrínsecamente seguro también podrásuministrarse con plena redundancia deProfibus y fuente de alimentación. En lacomunicación con Simatic ET 200 hastaahora Profibus se encontraba en el foco.
Desde la Feria de Hannover 2004 tambiénse suministra el sistema ET 200S coninterfase Profinet para satisfacer losrequerimientos del mercado relacionadoscon desarrollos en dirección haciaEthernet Industrial.
En la Feria SPS/IPC/Drives 2004 deNuremberg, Alemania, se presentó lanovedad absoluta de la familia ET 200. ■
Nuevos integrantesde la familia SimaticET 200
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PC de panel para el duroambiente industrial
Confiable yrobustoLas dos nuevas PC de panel conla denominación Simatic PanelPC 677 y Simatic Panel PC 877demuestran que un diseñoatractivo y el funcionamientoen el duro ambiente industrialno son excluyentes entre sí. Elmodelo PC 677, especialmentecompacto, reemplaza a su pre-decesor PC 670 mientras quePC 877, ampliable flexiblemen-te, sustituye al PC 870. Paraambos tipos de aparatos pue-den suministrarse frentes condiferentes variantes: pantallapara operación táctil de 12, 15y 19 pulgadas y operación conteclado de 12 y 15 pulgadas.
Estas nuevas PC de panel es-tán equipadas con potentesprocesadores (Intel Pentium Mpara la PC 677 e Intel Pentium 4para la PC 877) y, por lo tanto,pueden manejar exigentes fun-ciones de visualización y proce-sar grandes volúmenes de da-tos. La memoria puede ampliar-
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Paneles táctiles Simatic TP 177
Vertical uhorizontalLos paneles táctiles (Touch Panels)Simatic TP 177A y TP 177micropara la operación y observación enmáquinas e instalaciones pequeñasno sólo disponen de un displaytáctil de 5,7 pulgadas con unaresolución de 320 x 240 pixel,ahora también pueden utilizarseorientados verticalmente. Encomparación con los modelosanteriores, a la representacióngráfica se agregaron gráficosvectoriales. El sistema de avisosofrece historia de mensajes ysubdivisión en clases de libredefinición, por ejemplo, para avisosdel servicio y de fallas.
Para su acoplamiento acontroladores Simatic S7, el panelSimatic TP 177A está equipado conuna interfase Profibus. El panel
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se hasta 2 GB y el disco durohasta 80 GB. Para el equipa-miento podrá seleccionarse en-tre diversos accionamientos óp-ticos, fuentes de alimentaciónpara 110 – 230 V CA o 24 V CC,así como entre el sistema ope-rativo Windows 2000 ó el XPProfesional.
Para obtener una mayor dis-ponibilidad del sistema y segu-ridad de datos se tiene comoopcional un sistema de discosespejo RAID1, soportado por elcontrolador RAID disponible so-bre la placa (“Onboard”,PC677), así como el módulo in-tegrado de dos discos duroscon montaje amortiguador devibraciones.
Las dos nuevas PC de paneltambién se podrán solicitar co-mo formato Simatic IHM. En laselección del software las opcio-nes varían entre Simatic WinCC,WinCC flexible y ProTool/Pro. ■
www.siemens.de/panel-pc
Simatic TP 177micro, optimizadopara operar con el controladorSimatic S7-200, en cambio, seconecta al mismo por medio de unenlace punto a punto y se integraen forma sencilla en redes a travésde la comunicación “Multi-Master”.
Para el amplio mercado mundialpueden implementarse proyectoscon hasta 32 idiomas, incluidos ca-racteres cirílicos y asiáticos. En elservicio se dispone de cinco idio-mas conmutables online.
Los proyectos para los pane-les TP 177A, a partir de la versiónCompact, y para los TP 177micro, apartir de la versión Micro, se desa-rrollan con la herramienta de inge-niería de software Simatic WinCCflexible. Los proyectos de losaparatos predecesores TP 170A yTP 170micro se convierten sencilla-mente en los nuevos paneles desdeProTool o WinCC flexible. ■
www.siemens.de/new-panels
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una memoria principal de hasta4 GB y módulos de memoriaDDR-SDRAMS Dual-Chanel per-miten incrementar notablemen-te la potencia de cálculo. Otrascaracterísticas de equipamientoson: hasta 6 puertos USB-2.0, dosde ellos frontales y una conexiónEthernet-Gigabit. A elección sepodrán instalar unidades de dis-cos DVD-ROM, DVD-ROM / CD-RWo grabadores de DVD, al igual quetodos los sistemas operativos co-rrientes de Windows. Con las mis-mas dimensiones que los mode-los anteriores permite actualizarlas instalaciones existentes sinproblemas. ■
www.siemens.de/rack-pc
Simatic Rack PC IL 40 S
Más potencia delsistema, mayorfuncionalidad
Las PC industriales SimaticRack PC IL 40 se ofrecen aho-ra con procesadores más po-tentes y con mayores memo-rias que hasta el presente.Las nuevas variantes estánequipadas con procesadoresIntel Celeron de 2,5 GHz y busFrontside (FSB) de 400 MHz, asícomo con Intel Pentium 4 de2,8 GHz y bus FSB de 800 MHzcon tecnología “Hyper-Threding”respectivamente. Además,
Simatic Step 7
Comentariosmultilingües Ahora puede importarse cual-quier conjunto de caracteres aSimatic Step 7, por ejemplo, lossignos gráficos asiáticos o los carac-teres cirílicos. De esta manera po-drán elaborarse comentarios de losprogramas utilizando cualquier idio-ma, lo que, a su vez, facilitará clara-mente el trabajo de mantenimientoy de diagnósticos del personal deservicio técnico.
La función “Read-only” (Sololectura) para los módulos es otrainnovación que impedirá lasmodificaciones no autorizadas de losprogramas. Esta función se aplica aproyectos almacenados en PG o PC yal contrario de la protección porcontraseña (Password) de las CPUtambién actúa offline.
Además, Step 7 puede instalarseahora en PC sin derechos deadministrador. De esta manera sesimplifica el mantenimiento delsoftware en estaciones deprogramación de las redesempresarias. Y por último, pero poreso no menos importante, Step 7funciona ahora también enservidores de Windows 2003. ElService Pack SP2 de la Versión V5.3se puede bajar de Internet sincostos ■
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Panel Simatic PC IL77
Funcionalidadindustrial concostos atractivos
La nueva familia de productos IL77comprende cinco aparatos: en pri-mer lugar se suministran panelesfrontales táctiles de 12 y 15 pulga-das. Las variantes de 12 y 15 pulga-das con teclas y los paneles táctilesde 19 pulgadas podrán proveerseen breve. El perfil de aplicacionesde los paneles IL 77 responde a re-querimientos industriales con lasclases de protección IP 65 / Nema 4(desde el frente).
El compacto panel IL 77 tam-bién se puede montar en tableros opupitres de comando donde el es-pacio disponible es escaso. La ro-busta construcción mecánica concarcasa de aluminio fundido a pre-sión y la elevada compatibilidadelectromagnética que ofrecen lospaneles IL 77 los hace apropiadospara el uso en las cercanías de lasmáquinas. Además, como el forma-to de montaje es el mismo que elde las Simatic Panel PC 677/877, losusuarios podrán reaccionar enforma flexible frente a cambiosen los requerimientos.
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Traductor: J. Horwitz
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