Productos, Sistemas, Soluciones para Totally Integrated Automation

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Automatización

Monitoreo de variables en la industria azucareraTecnologías Sitrans y Simaticintegradas para automatizar el control de procesos

Automatización

Precisión y rapidezen el control detensión del materialSiemens moderniza el sistema de control de producción en una fábrica de neumáticos.

Accionamientos

Aptos para la clasesuperior Las grandes máquinas con excitación por medio de imanes permanentes amplían su campo de aplicación

En foco:

Soluciones Siemens en una planta de Volkswagen

Ultramat 23

Contacto:jorge.aranguren@siemens.com

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Solución para el análisis degases de emisiónSistema de análisis de gases de emisión Ultramat 23en la central termoeléctrica de Paipa en Colombia

Las regulaciones ambientales son un

factor definitivo en el

direccionamiento del mercado de los

sistemas y equipos analíticos de

gases. Dichas regulaciones existen en

muchos países alrededor del mundo

con standard de calidad del aire

ambiente para componentes

polucionantes como monóxido de

carbono, óxido de nitrógeno, óxido

de azufre, componentes orgánicos

volátiles y material particulado.

La central termoeléctrica de Paipa (Colombia)"Termopaipa" tiene un fuerte compromisocon el medio ambiente de la región y la cali-dad de su aire, por esta razón necesitó imple-mentar dos sistemas, el primero es un siste-ma analítico de gases de emisión en las chi-meneas de las unidades de generación dos ytres con el fin de poder determinar las con-centraciones de los componentes polucio-nantes, controlar su emisión de acuerdo conlos niveles de emisión determinados por lasleyes ambientales y con base en esto alcanzarmejores niveles de eficiencia del proceso ha-ciéndolo más limpio y rentable y el segundosistema es la determinación de concentra-ción de oxígeno en calderas. El líder de esteproyecto fue el Departamento de seguridad ymedio ambiente de Termopaipa.

El grupo PI (Process Instrumentation andanalytics) de la división A&C Colombia, desa-rrolló el sistema solicitado por el cliente, sumi-nistró todos los equipos necesarios para el mis-mo y prestó el soporte técnico en la instalacióny la puesta en marcha del sistema. El consorcio Garper Ingeniería – Hyundai Co. rea-lizó el suministro final y montaje de los sistemaspara Termopaipa. La primera parte fue el sistemade análisis de gases de emisión con el sistemaUltramat 23 y la segunda parte fue el sistema demedición de oxígeno para las calderas.

Descripción de los sistemas suministrados

Se debe tomar una muestra de gas a analizaren cada chimenea para determinar la concen-tración de los gases de su respectiva unidad,para este fin se instalaron en cada una de laschimeneas sondas de toma de muestras (son-das de extracción) equipadas con filtros paraevitar que polvos y otras materias sólidas en-tren en el sistema.

Los puntos de muestreo estan a una alturaaproximada de 30 y 40 metros cada uno por loque fue necesario transportar el gas de mues-tra por medio de una tubería recubierta y preca-lentada. En este punto el gas a analizar entra algabinete del equipo analítico donde esta el sis-tema de preparación de muestras y los analiza-dores Ultramat 23.

El sistema de preparación se compone prin-cipalmente de bombas, enfriadores, filtros ysensores de humedad que dejan el gas en con-diciones óptimas de entrada a los analizadoresUltramat 23.

El Ultramat 23 de Siemens es un analizadorMulticomponente que utiliza los principios demedición Infrarrojo no dispersivo(NDIR SingleBeam) y celda electroquímica.

La nueva tecnología del principio Single

Beam ofrece una solución económica para me-dición de gases activos al infrarrojo en indus-trias de proceso o en emisiones de una plantageneradora.

El sistema suministrado a Termopaipa ac-tualmente está determinando las concentracio-nes de monóxido de carbono, oxido de nitróge-no, dióxido de carbono y oxígeno.

Debido a que el Ultramat 23 tiene una ca-pacidad máxima de análisis de 3 componen-tes activos al infrarrojo y de concentración deoxígeno determinada por celda electroquími-ca, la tarea de análisis de estos cuatro compo-nentes se distribuyó en 2 analizadores, así: Elprimero determina monóxido de carbono yoxígeno, el segundo determina óxido de azu-fre y de nitrógeno.

Una de las características que hace único alUltramat 23 es su autocalibración con aire am-biental AUTOCAL - No Calibration Gas Bottles.

La mayoría de los analizadores de gases sepueden autocalibrar con válvulas solenoides ycilindros de gas de calibración. El Ultramat 23ofrece esto sin necesitar los costosos cilindrosde gases de calibración, sólo con aire ambiente.

Este procedimiento puede programarse cí-clicamente entre 3 y 24 horas y el analizador lorealiza automáticamente.

Este inteligente principio de calibración es-tá comprobado en campo con miles de anali-zadores, los usuarios aprecian que el analiza-dor es libre de mantenimiento gracias al auto-cal, y que los errores típicos con el uso ymanejo de los cilindros de calibración no vol-verán a suceder.

La información entregada por los analiza-dores Ultramat 23 se maneja por medio de unPLC Simatic de Siemens, y se lleva a una esta-ción de control donde se visualiza por mediodel software de visualización Protool Pro.

Determinación de Oxigeno en el haz deconvección de las calderas

Para este análisis se suministraron analizadorescon celdas de Oxido Zirconio con una sonda de1,8 m de longitud y un rango de temperaturade 1400 ºC. Se suministraron 3 equipos, unopara cada unidad de generación.Estos equipos presentan alta estabilidad, preci-sión y confiabilidad en este tipo de aplicacio-nes, la puesta en servicio es bastante sencilla aligual que sus sistemas de calibración. �

Central termoeléctrica de Paipa

iCon la finalización del proyecto PQ 24, la fábrica

“Nova Anchieta” de Volkswagen (VW) comienza

a operar con uno de los más modernos procesos

productivos del mundo, reafirmando la

excelencia de la tecnología Siemens, presente en

todas las etapas del proyecto.

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El ingenio azucarero de Quebrada Azul S.A.

de Costa Rica, escogió a Siemens para

automatizar el proceso de producción,

utilizando equipos de última tecnología.

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En foco

El Polo de VW 4Soluciones Siemens deautomatización e infraestructuraen una planta de VolkswagenUn sistema que crece con lademanda 6Nueva versión del sistema demando de procesos Simatic PCS 7ofrece mayor potencia

Automatización

Solución para el análisis degases de emisión 3Sistema de análisis de gases deemisión Ultramat 23 en la centraltermoeléctrica de Paipa Monitoreo de variables en laindustria azucarera 8Tecnologías Sitrans y Simaticintegradas para automatizar elcontrol de procesosLa mejor posición 10Simatic based technology ofreceuna plataforma para todas lasfunciones tecnológicasPrecisión y rapidez en el controlde tensión del material 12En Ecuador, productos Siemensmodernizan línea de producciónen fábrica de neumáticos.La base para recetas dulces 14Automatización general de lafabricación de chocolateLa automatización proporcionamáxima capacidad detransbordo 16Interconexión de PC industrialesen la terminal de contenedoresmás moderna del mundo"Motion Control": ahora muchomás sencillo 18Simotion ofrece nuevassoluciones para la producción devidrio soplado

advanceUn equipo con tablero deprimera 25Tablero de iluminación ydistribución de energíacontrolados por un PLC S7-226 enel Club Atlético Boca Juniors

Accionamientos

Una cuestión de gusto 20La tecnología de automatizaciónconfiere fina sensibilidad a losrobots destinados al tratamientode quesosAptos para la clase superior 22Las grandes máquinas conexcitación por medio de imanespermanentes amplían su campode aplicación

Novedades de Productos

Sirius Net 7Arranca a toda marchaProtección ante sobrecargasdel motor accionado(Protección I2t) 26Micromaster 4ª Generación

La compañia Ecuatoriana de Caucho del

grupo alemán Continental, cumple con la

estricta exigencia de normas de calidad para

la elaboración de neumáticos, utilizando

tecnología Siemens en el control de la

producción.

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Utramat 23

iAutomatización

Contacto:celio.fernandes@siemens.com.br

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mas industriales y aire comprimido.La tecnología Siemens también está

presente en los transportadores aéreosque para VW no sólo son prácticos y ofre-cen el confort que se percibe a primera vis-ta, también tienen almacenadas las curvasque permiten adecuarlas perfectamente ala ergonomía de los colaboradores de laempresa, además de informaciones com-pletas de cada uno de los vehículos así co-mo el exacto posicionamiento en cada es-tación de transferencia.

Sobre la base del concepto de automati-zación totalmente integrada (TIA), Siemenstambién automatizó el proceso de pegadode la protección interna del techo de los au-tomóviles, del tablero de mando y de loscristales, así como el suministro de todoslos manipuladores para la instalación del ta-blero, las puertas, la batería, los panelesfrontales, los asientos y las ruedas.

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Confirmando una vez más el elevado ni-vel de su tecnología, Siemens suministró elsistema completo para el montaje de la uni-dad motriz en la carrocería - un casamientoperfecto entre ambos - incorporando tam-bién los controles automatizados de los mo-vimientos y la aplicación del par adecuadoen los aparatos atornilladores.

Además, Siemens suministró una esta-ción automatizada completa para proveery probar todos los fluidos del vehículo.

En las plataformas transportadoras, tam-bién provistas por Siemens, se realizan laspruebas eléctricas, cuya secuencia controlaautomáticamente una computadora específi-ca que orienta y almacena todas las informa-ciones resultantes de los ensayos.

Después de toda una serie de ensayoseléctricos estáticos, todos los vehículos de-ben pasar la más completa y moderna selec-ción de pruebas dinámicas. Asimismo, en un

desarrollo exclusivo para la industria auto-movilística, Siemens proyectó una cabina pa-ra realizar la más completa secuencia depruebas para determinar el comportamientode los vehículos en aceleración, desempeño,frenado, simulación de marcha en curva, rui-dos y emisión de gases.

Después de un exigente control de cali-dad realizado en el túnel de luces, el vehí-culo también se somete a pruebas de es-tanqueidad en una cabina provista porSiemens.

Presente en todo el ciclo de vida de unaplanta industrial, desde la concepción hastasu puesta en servicio, Siemens tambiénofrece sus servicios de mantenimiento,aplicando localmente la tecnología que laubica en la posición de líder mundial de au-tomatización industrial. ■

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soldadura, además de operar con un siste-ma de transporte perfectamente sincroni-zado, que asegura el perfecto posiciona-miento de las piezas a procesar y asegurala elevada calidad que exige la industriaautomovilística. Las instalaciones de la ca-bina láser GEO, responsable de la geome-tría, también alcanzan un sincronismoperfecto, reflejando otra importante con-quista de la asociación con Braunschweig.Ese modelo de operación haceque Nova Anchieta sea una delas plantas más modernas deVW en actividad en el mundo.

Para simplificar la gestión,Siemens desarrolló -en conjun-to con Volkswagen- un panel deoperaciones capaz de suminis-trar en tiempo real informacio-nes de todas las etapas del proce-so. Sobre la base del moderno FI-45 de la familia Simatic, lainterface hombre-máquina ase-gura el máximo confort y facili-dades, tanto a los operadorescomo a los supervisores o ge-rentes.

La tecnología de Siemenstambién fue vital para garanti-zar la interconexión de las dife-rentes unidades productivas,proyectando un sistema detransporte que establece launión entre los sectores de

montaje y pintura hasta llegar al de mon-taje final.

Además de los controladores eléctricosy los accionamientos, los suministros deSiemens también incluyeron toda la ade-cuación de la obra civil, las estructurasmetálicas, las plataformas, los transporta-dores de rodillos, las mesas giratorias, loselevadores, las mesas transversales y eldepósito de carrocerías.

En el sector montaje final, además de ac-tuar como "contratista general", Siemensfue el responsable del dimensionamiento,proyecto e instalación de las estructurasmetálicas y plataformas que soportan todoel sistema de transporte aéreo y servicios.Dentro de la más moderna técnica de ser-vicios para la industria automovilística,Siemens proveyó un sistema completo deiluminación automatizada para la línea, to-

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El Polo de VWSoluciones Siemens de automatización einfraestructura en una planta de Volkswagen en Brasil

Con la finalización del proyecto PQ

24, la fábrica "Nova Anchieta" de

Volkswagen (VW Brasil) comienza a

operar con uno de los más modernos

procesos productivos del mundo,

reafirmando la excelencia de la

tecnología de Siemens, presente en

todas las etapas del proyecto, desde

la ingeniería hasta las soluciones de

automatización y los sistemas de

infraestructura.

El proyecto de una nueva línea de producciónrequirió la reforma completa del sectormontaje, comprendiendo, entre otros, la am-pliación de las subestaciones de energía eléc-trica, y la instalación de estaciones transfor-madoras, tableros y barras de distribución,así como el equipamiento para la refrigera-ción del agua, los sistemas de iluminación yde aire comprimido, y también la modifica-ción integral de la infraestructura de la plantade Volkswagen para adecuarla a la nueva lí-nea de producción.

También en el sector montaje, coro-nando la asociación estratégica con VWde Braunschweig, la empresa encomen-dó a Siemens el suministro de las solu-ciones de automatización para la solda-dura de las carrocerías. La utilización delos PLC Simatic S-7 permite a la unidadAnchieta emplear modernas técnicas de

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Desplazamientode la plataforma

La nueva presentación en Internet

transporta al universo de los

arrancadores de motores Sirius Net

Para el lanzamiento al mercado delarrancador de motores ET 200S "Failsafe"- una novedad mundial en el campo de latécnica de seguridad - se diseñó nueva-mente la presentación en Internet delarrancador de motores Sirius Net con ca-pacidad de comunicación. Desde las ve-las solares desplegadas de un satélite sepueden bajar las informaciones corres-pondientes al portafolio de los arranca-dores de motores para conectar a AS-In-terfaz y Profibus DP, con la clase de pro-tección IP 20 ó IP 65. Además de estemicrositio (microsite), las hojas amplia-torias de detalles ofrecen la posibilidadde comparar entre sí los diferentes pro-ductos, analizar las respectivas ventajasy, de esta manera, llegar rápidamente ala solución óptima requerida para la apli-cación particular. Les deseamos un agra-dable vuelo por el universo de los arran-cadores de motores Sirius Net.

Para todos aquellos que prefieranmantenerse en tierra les podremos sumi-nistrar las mismas informaciones a tra-vés de la nueva publicación: "Sirius Net -kommunikationsfähige Motorstarter mitPower" (Sirius Net - Potentes arrancadores demotores con capacidad de comunicación),Número de Pedido E20001-A310-P302-V. ■

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iSistema de mando deprocesos Simatic PCS 7

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/pcs7

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Sirius Net Arranca a toda Marcha

Estructura cuantitativa ampliada

La moderna arquitectura cliente / servidordel Simatic PCS 7 en su nueva Versión 6.0 so-porta hasta doce servidores así como un má-ximo de 32 clientes por servidor. Al mismotiempo se incrementó la estructura cuantita-tiva a unos 5.000 puestos de E/S. Como el sis-tema Simatic PCS 7 "crece" con la ampliaciónde la instalación, se eliminan costosas capa-cidades de reserva y la reducción en la exis-tencia de repuestos permite disminuir aúnmás los costos.

Funcionalidades ampliadas de "batch" yde validación

El nuevo software flexible por "batch"(lote) puede escalarse en forma continuay aplicarse en instalaciones de toda en-vergadura, tanto en sistemas de un pues-to como en una arquitectura del tipocliente / servidor. El servidor "batch" estadiseñado con alta disponibilidad y gra-cias a una estructura de recetas jerárqui-ca, el batch flexible también satisface losrequerimientos de la norma ISA S88.01.Para satisfacer la creciente importanciade la obligatoriedad de validación de lasinstalaciones según 21 CFR, Parte 11, enla Versión 6.0 se amplió aún más la fun-cionalidad de validación. Ahora com-prende "Audit Trail" (comprobación deauditoría) para la protocolización de mo-dificaciones en recetas y operaciones derecetas, así como modificaciones durantela producción. También son nuevas laprotección de acceso con una administra-ción de usuarios centralizada basada enWindows 2000 y extendida a toda la ins-talación, así como la utilización de fir-mas electrónicas.

Por medio del nuevo sistema de archi-vado de alta capacidad - sobre la base del"Microsoft-SQL-Server - se pueden archi-var ahora unos 5 000 valores del procesopor segundo, así como dominar ráfagasde alrededor de 15 000 avisos en 10 se-gundos. Para descargar y asegurar los ar-chivos se dispone en forma estándar deun "Backup" (resguardo) de archivos inte-grado. Además de las clases de avisos co-nocidas se podrán asignar prioridades deavisos para que el operador obtenga ma-

yor claridad ante estructuras cuantitati-vas mayores y el volumen de avisos. Otrasfunciones adicionales como "Loop inAlarm" (Lazo en Alarma) y "Selección deImagen por medio de Punto de Medición"facilitan la tarea del operador y, con sólopulsar el "Mouse", lo llevan directamente- sin necesidad de contar con otros recur-sos de proyecto - a la imagen correspon-diente del proceso para que allí puedaprocesar la causa del problema.

Manejo sencillo de grandes proyectos

Las funciones del sistema de ingenieríaasisten a la estructura cuantitativa am-pliada del sistema Simatic PCS 7 para do-minar proyectos grandes y muy grandes.De esta manera, por ejemplo, con "Multi-project Engineering" (Ingeniería Multi-proyecto), los grandes proyectos puedensubdividirse, de acuerdo con aspectostecnológicos, en varios proyectos parcia-les para que los mismos sean elaboradosen paralelo por otros tantos proyectistas.El módulo adicional de la vista del objetodel proceso ofrece tanto la vista tecnoló-gica conocida como una representacióncon forma de tabla de todos los aspectosdel objeto de un proceso, en la que sepodrán controlar y modificar directa-mente de manera coherente las caracte-rísticas del objeto.

Además, ahora es posible copiar y lue-go cambiar el nombre de una instalaciónparcial completamente proyectada y pro-bada con todos sus planos, controles desecuencias y diagramas. En este procesotambién se adaptan automáticamentetodas las interconexiones internas entrelos planos, los diagramas y los módulos,así como los controles de secuencias. Deesta manera se podrán duplicar en untiempo mínimo instalaciones parcialescomplejas o líneas de producción com-pletas de una gran planta.

El sistema ET 200M de aparatosperiféricos para el proceso, así como loscomponentes para convertir el Profibus DPen el Profibus PA fueron homologadospara su uso en la Zona 2 de Proteccióncontra Explosiones y así, confieren mayorlibertad para estructurar en el campo losaparatos periféricos de E/S. ■

Sirius Net

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/siriusnet

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Un sistema que crece con la demandaNueva versión del sistema de mando de procesos Simatic PCS 7 ofrece mayor potencia

La principal aplicación de los controladoresSimatic PCS 7 se encuentra especialmenteen las instalaciones de producción de las in-dustrias de la ingeniería de operaciones yprocesos. Este sistema de control de proce-sos, que en un principio fue creado comoun medio de estructura cuantitativa reduci-da para controlar aplicaciones sencillas, enlos últimos años fue desarrollado en formaconsecuente y ahora ofrece potentes solu-ciones escalables para todas las aplicacio-nes de la técnica de control de procesos.

Configuración en funcionamiento

Uno de los inconvenientes más serios quepresentaban las versiones antiguas del PCS7 era que no se podían reemplazar o agre-gar unidades periféricas con el sistema enfuncionamiento. Sin embargo, esta caracte-rística funcional resulta imprescindible eninstalaciones en las cuales la producción,ya sea por su capacidad o por el tipo de pro-ceso utilizado, debe adaptarse frecuente-mente a nuevas condiciones de contorno.

Así, en la industria de la ingeniería deoperaciones y procesos es un hecho coti-diano que un procedimiento se ensaya yoptimiza en pequeña escala antes de quela producción se amplíe para fabricar losprimeros lotes aptos para el mercado. Porotra parte, las modificaciones en la legis-lación vigente también pueden requeriradaptaciones en los procesos y con ello enla técnica que los controla. En la gran ma-yoría de los casos, ya sea por razones eco-nómicas o de la técnica de los procesos,resulta inconveniente e incluso muchas

veces imposible desconectar toda la insta-lación para realizar estas modificaciones.

Con la nueva versión del PCS 7 los compo-nentes conectados al Profibus también po-drán reemplazarse "in run" (en funciona-miento). De esta manera, en todos los contro-ladores estándar de la serie S7-400 y elsistema periférico ET 200 M conectado al Pro-fibus DP podrán efectuarse en pleno serviciolas modificaciones necesarias como, por

ejemplo, agregar y quitar nuevas estacioneso módulos de E/S (entrada / salida). Esta capa-cidad para efectuar modificaciones "on line"en el nivel de los controladores se amplió pa-ralelamente al nivel de la visualización: todoslos cambios realizados en la estación de inge-niería se cargan "on line" por medio del busde la instalación (Ethernet Industrial) en laestación del operador (servidor y clientes) sinque por ello el servicio se vea afectado.

Producción automatizada de cerveza y otrasbebidas

El sistema de mando de procesos cerveceros "Braumat" es desde

hace años una marca acreditada en la automatización de fábri-

cas de cerveza. En la reciente exposición internacional del ramo

cervecero "Brau 2002", realizada en Nuremberg, Alemania, se

presentaron dos versiones de este acreditado sistema: el "Brau-

mat Classic" ya conocido y el nuevo "Braumat PCS 7".

Ambas variantes implementan las bases para la representación

de la estructura de las instalaciones y del proceso cervecero se-

gún la Norma ISA S88 de la Instrument Society of America (So-

ciedad de Instrumentación de EE.UU.) y con esto asisten de

manera eficiente la planificación y el funcionamiento de las ins-

talaciones cerveceras.

Braumat PCS 7, la nueva variante del sistema, además, se

asienta sobre la técnica de automatización universal de "Totally

Integrated Automation" (Automatización Totalmente Integra-

da) – desde la recepción de la malta hasta el envasado de la

cerveza. El sistema Braumat PCS 7 es escalable y se adapta tan-

to a fabricas de cerveza de pequeña envergadura como a las

grandes cerveceras. El sistema "Route Control" (de control

de rutas) permite gobernar en forma segura las rutas de

producto más complejas como, por ejemplo, las que se

encuentran en las playas de tanques.

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Datos. Dicho de otra manera, WinTag colocaal alcance de otras Bases de Datos, los valo-res de los Tags de WinCC de Siemens. Esteutilitario hace el trabajo de puente entreWinCC y cualquier otra Base de Datos Ex-terna, resaltando la bondad del WinCCcon otras bases de datos por ser ODBC(Open Data Base Connectivity). Opera demanera rápida y 100% confiable. Al igualque muchas otras herramientas y méto-dos existentes en el mercado, WinTag esuna interface más, que también ofreceuna alternativa sencilla para llevar losTags a otras Bases de Datos como Oracle,SQL Server, InterBase, SYSBase, Access,Internet, Tablas Páradox, Tablas DBF,Word, Excel, TXT, etc...WinTag es una in-terface desarrollada para acceder y permi-tir manipular los valores de los Tags alma-cenados en el banco de datos del progra-ma WinCC de Siemens. Es una aplicaciónhecha para acceder a los valores de losTag's de WinCC de Siemens y facilitar elenvío de los mismos a una Tabla Destinoen cualquier otra Base de Datos.

Estos valores pueden ser desplegadosprácticamente en cualquier computadoraque se encuentre en la red interna del in-genio. Con la recolección de estos datos,el personal del ingenio ha podido imple-mentar ciertas medidas para un mejorfuncionamiento de las calderas y proce-sos en general del Ingenio.

Con dicha computadora se encuentraenlazado otro PLC 315-2DP que controlaotra sección del ingenio (Molinos, mesasde caña).

Esto deja abierto el sistema para futu-ras estrategias de control como lo son:Control de inducido, el cual consiste en lamodulación del damper de tiro inducidobasado en el sensor de presión del hogar.

Control de forzado (damper utilizadopara ingresar oxigeno a la combustión)cuya estrategia consiste en la modula-ción de alimentadores de combustible ydamper de tiro forzado basado en el sen-sor de presión y flujo de vapor de la cal-dera, control basado en la relación airecombustible y presión de la Caldera.

Control de nivel de domos mediantemodulación de válvula para control de ni-vel basado en el sensor de nivel del do-

iSensores y transmisores Sitrans, Simatic S7-300

Contacto:Antonio.Morales@siemens.com.mx

mo, flujo de vapor de la caldera y flujo deagua hacia el domo, control de purga au-tomática de la caldera.

En general cuando estas estrategiasde control sean implementadas el opera-dor podrá controlar en forma manual oautomática las calderas ó cualquier partedel proceso desde la PC mediante una in-terface gráfica de la caldera o desde lospaneles de operador correspondientes.Cuando el modo manual es seleccionadoel operador podrá decidir como manejarla válvula de alimentación de agua a lacaldera, o los damper de tiro forzado, ode tiro inducido o bien los alimentadoresde bagazo según el lazo de control que sehaya decidido poner en manual. En auto-mático podrá decidir los setpoint corres-pondientes para que el sistema se encar-gue de ajustar los actuadores correspon-dientes para mantener las condicionesdeseadas. El operador tendrá acceso agráficas de tendencias para observarcomportamientos de las variables desea-das en tiempo real o pasado (minutos,horas, días, semanas o meses atrás).Además podrá ver y reconocer alarmas,realizar diferentes tipos de reportes, etc.

Esta configuración deja abierta la po-sibilidad de expansión utilizando equi-pos Profibus, planeando así en un futurola incorporación de más secciones del in-genio al sistema como lo son evaporado-res, tachos, etc. ■

Monitoreo de flujo de vapor con placa deorificio mediante transmisor Sitrans P DS IIIdiferencial compensado por transmisores depresión de vapor Sitrans P DS III y transmisorde temperatura TK-H

Gabinete de control para monitoreode calderas

Medición de nivel de domo mediante transmisoresdiferenciales Sitrans P DS III

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ón Monitoreo de variables en la industria

azucareraTecnologías Sitrans y Simatic integradas para automatizar el control de procesos

Quebrada Azul S.A. es un Ingenio

Azucarero ubicado en la zona norte

de Costa Rica, el cual ha escogido a

Siemens para automatizar las

diferentes partes del proceso

azucarero, utilizando equipos de

última tecnología como lo son:

sensores de flujo magnético

Sitrans FM, sensores de presión

Sitrans P DS III, transmisores de

temperatura Sitrans TK-H y sensores

de temperatura Sitrans T. Todas estas

señales de campo son monitoreadas

mediante autómata programable

Simatic S7-300 y equipos de

visualización HMI.

En el Ingenio Quebrada Azul se realiza elmonitoreo de las calderas como primer pa-so, utilizando un S7-300 CPU 315-2DP, unacomputadora con tarjeta Profibus CP5613 yun panel de operador OP170B.En la com-putadora se da acceso a la informaciónnecesaria para que los operadores de laplanta puedan visualizar el comporta-miento de las calderas y demás procesosazucareros. En el proceso de calderas selogran visualizar diferentes variables co-mo son temperaturas, presiones y flujos

volumétricos utilizando los sensores ade-cuados para su medición. El monitoreo serealizó en 3 calderas: dos de 40000lb/h yuna de 80000lb/h. Por cada caldera se to-maron 6 diferentes mediciones, las cualesllegaban al rack del PLC en donde se cuen-ta con módulos de entradas analógicas.

Las seis señales por cada caldera co-rresponden a: presión de hogar (mediciónde presión de vacío de los hornos), pre-sión vapor (medición de la presión de va-por a la salida de la caldera), flujo de va-por (medición del flujo de vapor medianteplaca de orificio con transmisores diferen-ciales), temperatura de vapor (mediciónrealizada con RTD y transmisor de tempe-ratura a la salida de vapor de la caldera),flujo de agua (medición realizada a la en-trada del domo mediante sensores de flu-jo magnético), y niveles de los domos(medición realizada en extensión del do-mo mediante transmisores diferenciales).

Para la medición del flujo de vapor me-diante placa de orificio se utilizaron trans-misores diferenciales Sitrans P DS III y serealizó la compensación del mismo me-diante transmisor de presión manométri-ca Sitrans P DS III para presión de vapor ytransmisores de temperatura Sitrans TK-Hpara temperatura de vapor después del so-brecalentador. En el caso de presión de ho-gar se utilizaron transmisores Sitrans P DS IIIde presión absoluta, medida importante

para mantener la presión de vacío constan-te en el interior del horno mediante el con-trol inducido (damper utilizado para extraerlos gases residuales de la combustión).

Finalmente se utilizaron transmisoresde caudal magnético inductivo Sitrans FMpara el dato de flujo de agua hacia los do-mos de las calderas. A la vez se controlael nivel de los domos mediante válvulasOn-Off según el nivel reportado por losSitrans P DS III. Además se incluye el mo-nitoreo de flujo de jugo alcalizado me-diante sensor de flujo magnético inducti-vo Sitrans FM.

Los datos son escalados en el programadel PLC, los cuales son desplegados en unpanel de operador OP170B que se encuen-tra instalado en el tablero del PLC, cercade los operadores, los cuales tienen un fá-cil y rápido acceso al comportamiento delas calderas. Estos datos también sonmostrados en una computadora que seencuentra en la sala de control, utilizandoWinCC vía Profibus. Los datos que se con-sultan en WinCC a la vez son llevados a di-ferentes bases de datos que posee el de-partamento de computo, mediante unsoftware desarrollado en el Ingenio llama-do WinTag el cual es un utilitario que sim-plifica el trabajo de transferir los Tags (va-riable física del proceso, como por ejem-plo: Temperatura, presión, flujo, etc.) deWinCC de Siemens hacia otras Bases de

Transmisores de presion absoluta Sitrans P DS III para monitorear presiónhogar caldera

Transmisor sensor de flujo magnético paramedir flujo de jugo de caña

Sensores de flujo magnético inductivosSitrans FM, para medir flujo de agua paraalimentación de agua a calderas

bajo Step 7 y podrá almacenarlos en la tarjetade memoria de la CPU. Los programas de usua-rio pueden utilizarse universalmente para losmódulos funcionales de los sistemas S7-300 yS7-400 porque éstos son similares en funcio-nalidad y parametrización.

Los usuarios del espectro de sistemas Sima-tic prácticamente ya no tienen límites inclusoen la realización de funciones tecnológicas deelevado desempeño. Los módulos de aplica-ción del universo de Simatic brindan todas lasfunciones tecnológicas con casi cualquier in-terconexión y cantidad. Con esto todavía ofre-cen otras ventajas: combinan la flexibilidad dela CPU con la potencia de cálculo de los módu-los de funciones específicas con el procesadory brindan un desempeño máximo. La adapta-ción de los módulos de aplicación a cada em-pleo se realiza por proyecto o por programa-ción con herramientas de software estándarde Simatic (en forma gráfica o por textos). Elproyecto realizado se almacena en una tarjetade memoria para simplificar el reemplazo demódulos. Además, los módulos deaplicación pueden ampliarse de maneradiscrecional y podrán utilizarse en formacentralizada o descentralizada (en el caso delos módulos de la serie 300), en sistemasdiferentes a los S7. ■

iFunciones tecnológicas deSimatic based technology

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/simatic-technologie

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o en la producción de botellas, al igual que enotros numerosos ramos de la industria, se debenimplementar funciones tecnológicas como contar,medir, posicionar o comandar por medio de levas.

Resumen de funciones tecnológicas:

Contar y medir

Entre estas funciones tecnológicas se tiene

el conteo de impulsos con frecuencias entre

10 y 500 kHz. Con esto se podrán contar en

forma continua, de una vez o periódica-

mente eventos y activarse acciones rápidas

en función del estado de los contadores. En

la medición se registran, por ejemplo, longi-

tudes de recorridos, revoluciones, frecuen-

cias y la duración de periodos. En este caso para la capta-

ción de los recorridos se utilizan sensores

incrementales o SSi.

PosicionarEn la aplicación de esta función se diferencia

entre: posicionar en forma controlada con

velocidad rápida / muy lenta, posicionar de

manera regulada diferentes ejes y la interpo-

lación de varios ejes o su sincronización. Para

esto se utilizan diferentes sistemas de medi-

ción y se aplican tanto convertidores de fre-

cuencia con motores asincrónicos como tam-

bién motores paso a paso o servos.

RegulaciónLa regulación de magnitudes analógicas co-

mo, por ejemplo, temperatura, presión o

flujo se realiza por medio de sistemas inter-

mitentes (por pasos), así como reguladores

continuos o por impulsos. Un complemento

son las estructuras de regulación parametri-

zables terminadas o con programación fle-

xible como, por ejemplo, regulación de va-

lor fijo, en cascada, por servocontrol, con-

trol de relación y de mezcla. Las mismas se

pueden aplicar en forma universal para las

funciones de regulación más variadas.

Mando por levasCon los sistemas electrónicos de control por

levas pueden ejecutarse acciones dependien-

tes del recorrido o del tiempo de manera más

sencilla y flexible que utilizando elementos

mecánicos. Las funciones de los mandos por

levas permiten implementar predicciones di-

námicas y comportamientos con histéresis.

Además, las mismas trabajan con dependen-

cia direccional. Con estas funciones se

obtienen tiempos de reacción corrientes de 35

µs y algunos componentes incluso logran alcanzar 1 µs.

Conformación con estructura fina

Las cinco alternativas con las cuales "Simaticbased technology" ofrece potencia finamenteescalable en hardware y software hacen posi-ble una solución confeccionada a medida. Así,numerosas tareas tecnológicas pueden imple-mentarse directamente con las funciones yaintegradas en los equipos Simatic S7 sin re-querir hardware y software adicional, así comofijar sus parámetros por medio del paquete bá-sico de Step 7. Así las CPUs ya contienen lasfunciones tecnológicas requeridas para con-tar, medir, regular y posicionar y utilizan las en-tradas / salidas propias de la CPU para su ejecu-ción. Una solución económica que permiteahorrar espacio en máquinas compactas conpocos ejes y canales de conteo y regulación.

Los módulos funcionales que se puedencargar ofrecen una flexibilidad especial parafunciones sencillas de regulación y posicio-namiento que se podrán aplicar en todo elhardware S7. Aquí la plataforma de ejecu-ción seleccionada define el desempeño y ladinámica. Para que el operador pueda para-metrizar con mayor facilidad, dispone demáscaras confortables para Step 7. Los sen-sores y los actuadores se conectan al sistemaSimatic por medio de módulos estándar.

En el programa del sistema Simatic tam-

bién existe una solución para las funcionescontar, medir y posicionar en instalacionesdistribuidas sin depender de la CPU: los mó-dulos funcionales parametrizables ET 200S.Algunos de estos módulos inteligentes delsistema periférico descentralizado en cone-xión con la CPU también permiten solucionarproblemas de regulación. En este caso semantienen todas las ventajas inherentes delsistema tales como cableado inteligente, en-chufar y desenchufar los módulos en funcio-namiento o la estructura con modularidad fi-na. Estos módulos, con su eficiente interfacede control y acuse de ejecución, son adecua-dos, especialmente, para aplicaciones connumerosos ejes y canales de conteo. La para-metrización también se realiza con Step 7.

Para requerimientos elevados

Cuando las funciones tecnológicas deben eje-cutarse con toda exactitud y elevada dinámicaentonces, sin dudas, la elección recae en losmódulos funcionales parametrizables de lossistemas Simatic S7-300 / S7-400 y C7. Estossolucionan tareas tecnológicas en forma autó-noma sin cargar a la CPU. La puesta en servicioy el reemplazo de módulos resultan muy sen-cillos para el usuario porque los ajustes se pa-rametrizan con una herramienta de proyectos

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ón La mejor posición

Simatic based technology ofrece una plataforma paratodas las funciones tecnológicas

En numerosas aplicaciones

industriales deben realizarse

funciones tecnológicas tales como

contar, medir, posicionar y mandos

por levas en diferentes

combinaciones y grados de

complejidad. La solución es "Simatic

based technology" que ofrece al

usuario una plataforma general para

solucionar todas estas funciones con

costos óptimos y escalamiento fino,

confortablemente, sin problemas de

interfaces y con la mayor libertad

posible en la estructuración.

Hoy en día la competitividad es el principio y elfin en la construcción de máquinas. Tanto losconstructores de máquinas como los operado-res de instalaciones y los integradores de siste-mas buscan continuamente nuevas solucio-nes que permitan obtener mayor potencia,confiabilidad, flexibilidad y costos más conve-nientes en sus aplicaciones. La automatizacióninteligente es una condición previa para esto yasegura una ventaja decisiva.

Amplia oferta de un único proveedor

Los controladores Simatic, desde siempre, nosólo brindan al usuario la funcionalidad delPLC, también ofrecen las variantes más diver-sas para solucionar tareas tecnológicas. Estaamplia oferta se agrupó bajo la denominación"Simatic based technology" y, entre otros,comprende las siguientes rubros: contar, me-dir, posicionar, regular y comandar por mediode levas.

Para el usuario la oferta proveniente de unproveedor único presenta ventajas decisivasfrente a soluciones heterogéneas: éste no ne-cesita abandonar del entorno conocido de in-geniería y puede aprovechar las ventajas quele ofrece "Totally Integrated Automation"(Automatización Totalmente Integrada) talescomo la universalidad en el mantenimientode datos, la comunicación, y de la realizacióndel proyecto / de la programación. El usuario,sobre la base de las funciones tecnológicas,podrá seleccionar la combinación óptima paracada tarea y también, realizar aplicaciones in-dividuales cuasi "a medida".

Tanto en la industria del empaque, ... como en grandes rotativas impresoras ...

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advance 2-2003 13

iVariador de velocidadSimoreg, PLC Simatic S7-400

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/simotion

Contatos:r.real@otesa.com.eco.macias@otesa.com.ec

compañía, el Departamento de Proyectos deOTESA decidió usar una red de comunicaciónProfibus -velocidad: 1.5 Mbits/segundo-, degran efectividad en los procesos industriales.

Componentes de la Red

La red está compuesta por un PLC S7-400, cin-co estaciones remotas ET-200, nueve variado-res de velocidad Simoreg DC Master con tarjetade comunicación CBP2 y un Panel de OperadorSensible al Tacto TP-270 para la interface hom-bre-máquina.

Se integraron encoders para la medición deposición de ciertos componentes de la máqui-na y transductores de tensión, señales que víared Profibus son transmitidas a los Simoreg,donde se realiza el lazo de control específicopara cada motor.

Para la comunicación del PLC con los varia-dores se usó el software Drive ES Simatic, des-tinado a manejar las tareas de comunicaciónfacilitando el trabajo del programador.

Facilidad en la instalación y en la pues-ta en marcha

La línea calandria no podía estar fuera de pro-ducción por mucho tiempo. El diseño de la redProfibus facilitó el montaje del sistema. To-das las señales digitales y analógicas de la

máquina fueron distribuidas entre las cin-co estaciones ET-200 remotas, disminuyen-do así el tiempo de entrega del proyecto.Para el montaje de los equipos se emplea-ron dos semanas.

El Step 7, software de programación delPLC, permitió la parametrización de los va-riadores y del panel de operador a través dela red Profibus simplificando así la puestaen servicio de los equipos.

Equipos Siemens, amigables para eloperador.

Por medio del Panel TP-270, el operador seintegra fácilmente al control de la máqui-na. Gracias a su interface totalmente gráfi-ca es posible observar con precisión el fun-cionamiento de los equipos.

Configuraron pantallas de visualiza-ción de cada una de las señales que en-tran a los módulos remotos, tarea quejunto a una completa guía de alarmas fa-vorece la rápida solución de problemas enel sistema. Además, se incluyeron curvasde tendencia de las principales variablesfísicas del proceso.

Mejoramiento continuo del proceso.

Al cumplir el primer paso en la automatiza-

ción de esta línea, el cliente puede mejorarcontinuamente el sistema de elaboración deneumáticos debido a que los productos Sie-mens mantienen una arquitectura escalable,es decir, pueden adaptarse a nuevos requeri-mientos sin necesidad de incurrir en costosmuy altos o cambios drásticos.

Una vez más, productos Siemens ayudan aperfeccionar los procesos industriales enEcuador. ■

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PPaanneell eessttaacciióónn EETT 220000 rreemmoottaa

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VViissttaa ppaarrcciiaall ddee llaa llíínneeaa ccaallaannddrriiaa

PPLLCC SSiimmaattiicc SS77--440000�

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Precisión y rapidez en controlde tensión del materialEn Ecuador, productos Siemens modernizan línea deproducción en fábrica de neumáticos.

Con una producción anual de dos

millones de llantas de diferentes

tipos, Compañía Ecuatoriana del

Caucho del grupo alemán

Continental logra satisfacer no sólo la

demanda interna de Ecuador sino

que además es uno de los

exportadores más importantes de la

región. Sus productos se

comercializan a otros países del Pacto

Andino como Venezuela, Colombia,

Perú y Bolivia.

La estricta exigencia de normas de

calidad para la elaboración de los

neumáticos convierte el proceso de

producción de esta industria en un

sistema de mejoramiento

permanente que los lleva a buscar

soluciones eficaces, acorde a su

misión empresarial.

Un neumático se compone de varias capas denylon recubiertas por caucho que están refor-zadas por hilos de acero. Luego de ser unidasse someten a altas temperaturas en el interiorde un molde que da la forma definitiva al pro-ducto (vulcanización).Para elaborar la capa de nylon recubierta porcaucho se trabaja en la línea calandria, térmi-no que define al conjunto de rodillos giratorios-en sentido contrario- a través de los cuales cir-cula el material correspondiente. En la fábricaesta línea estaba operativa desde 1980.

El circuito de control de la máquina se pre-sentaba muy complejo. Incluía variadores develocidad en DC antiguos y gran cantidad derelés. Miles de cables de control y de fuerzaatravesaban la línea Calandria. En caso de al-gún desperfecto, encontrar la solución tomabahoras. Otro inconveniente constituía la dificul-tad para encontrar los repuestos apropiados.Los fabricantes ya no los producían y mandar-los a elaborar tenía un costo muy elevado.

Analizando estos aspectos, el departamen-to de Proyectos de la Compañía Ecuatoriana

del Caucho decidió modernizar la línea calan-dria en su totalidad, dividiendo el proceso entres fases: cambio del sistema de control, me-joras en los componentes mecánicos y optimi-zación de la elaboración del producto.

OTESA, distribuidor de Siemens en Ecua-dor, ejecutó la primera parte para modernizar ycambiar el obsoleto sistema de control.

Detalles del proyecto

En el proceso de recubrimiento del nylon esfundamental un control correcto de la tensióndel material para garantizar la penetración delcaucho y lograr una consistencia idónea delproducto. Uno de los puntos más delicados enesta tarea consiste en establecer la relación co-rrecta de velocidades entre los motores de la lí-nea calandria y una respuesta inmediata en ca-so de cambios que ocurran, ya sea en el tipo dematerial o en la velocidad.

El cliente exigió que la respuesta del siste-ma sea extremadamente rápida porque de locontrario, originaría exceso de material daña-do (scrab) que a su vez repercutiría considera-blemente en los costos de producción.

Para satisfacer los requerimientos de esta

TTaabblleerroo ccoonn vvaarriiaaddoorreess ddee vveelloocciiddaadd SSiimmoorreegg�

CCoonnssoollaa ddeemmaannddoo ddee llaallíínneeaa ccaallaannddrriiaa

VViissttaa ddee llaa CCoommppaaññiiaa.. EEccuuaattoorriiaannaa ddeell CCaauucchhooCCuueennccaa--EEccuuaaddoorr

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piezas de chocolate. En el nuevo concepto deautomatización estos dispositivos están incor-porados, por vía de un bus Profibus DP, en unsistema B&B de nivel superior basado en PCque comanda toda la instalación. De esta ma-nera, el operador puede intervenir rápidamen-te en la máquina en caso necesario y adecuareventualmente parámetros para la dosifica-ción en función de la viscosidad.

En la planta de Révillon, un controladorS7-300 o S7-400 comanda en forma autóno-ma a cada una de las máquinas de llenado (co-lada) y los parámetros principales, tales comolas condiciones de funcionamiento, las tempe-raturas, el recorrido y las velocidades de dosifi-cado dosificado, se visualizan en un panel táctilSimatic Touch TP 27-10. Para sus futuros equi-pos estándar, Bühler Bindler empleará el nuevoPanel Simatic Touch TP 270. El software de pro-yecto y de visualización ProTool/Pro permiteuna operación táctil intuitiva sencilla, rápida ysegura, que mundialmente es aceptada en estarama de la industria. Al mismo tiempo, las solu-ciones de proyecto ya realizadas o partes de lasmismas, pueden ser aplicadas sin inconvenien-tes a otros dispositivos de la familia HMI graciasa la universalidad del sistema Simatic.

Sistema B&B especificado

Para este y otras instalaciones fue especificadocomo sistema B&B de nivel superior elpanel Si-matic PC 670. Para esto fueron determinantessu elevada funcionalidad de PC y su rendi-miento y, sobre todo, sus posibilidades de co-nexión al universo de la oficina y de la IT delusuario, así como su capacidad de comunica-ción prácticamente ilimitada a través de las in-terfaces estándar. La elevada capacidad de al-macenamiento de la memoria de trabajo y desu disco duro, son más que suficientes paraoperar un confortable sistema SCADA, inclu-yendo la administración local de recetas ycomplejas aplicaciones de bancos de datos re-lacionados con la producción. Se debe tener encuenta que en el curso de la producción entrelos mandos y el panel de PC se intercambianunos 400 parámetros y otros 20 para cada má-quina de llenado (colada). Para la operacióncon 24 V y por razones de seguridad se tieneuna UPS (fuente de alimentación ininterrumpi-da) integrada en el pupitre de mando o en lostableros de distribución.

Uno de los requerimientos básicos exigidos

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por Révillon era que toda la instalación debíaser operada y supervisada por solo una perso-na. Para ello, los especialistas en automatiza-ción de Bindler almacenaron una representa-ción esquemática de la instalación así comoimágenes detalladas de las unidades más im-portantes, que pueden ser presentadas directay sucesivamente en la pantalla táctil al pulsar-las con el dedo. De esta manera, el operadorque atiende la planta observa directamente to-das las informaciones importantes del procesoy, a pedido, obtiene informaciones en diferen-tes idiomas.

Transparencia móvil del proceso conMobic

La técnica de circuitos inalámbricos ("wirelessLAN"), que se aplica por primera vez en esta ra-ma de la industria, permite simplificar los ajus-tes y los cambios en las instalaciones, muchasveces muy extensas, ahorrando así largos re-corridos. En este caso, el Panel PC 670 actúa deservidor terminal en la interconexión y utili-zando Windows 2000, comunica a través deun punto de acceso LAN con un "Internet PadMobic T8" que opera como "thin client". De es-ta manera todas las imágenes, órdenes y datosdel proceso del sistema SCADA se encuentrandisponibles en cualquier lugar de la instala-ción desde donde se puede operar y visualizarcon la misma exactitud que en el panel centralde la PC.

Como corolario, se perfeccionó la técnicade los accionamientos individuales de las

instalaciones. Los 25 servo-accionamientosdel tipo Masterdrivers MC distribuidos en lainstalación comunican a través de un busProfibus DP con el mando principal y estáninterconectados entre sí por un bus de con-ductores de fibras ópticas Simolink en ope-ración master-slave (maestro-esclavo). Porlo tanto, los engorrosos cambios de engra-najes y los trabajos de adaptación pertenecenal pasado. La velocidad de avance o el régimende algunas cintas transportadoras se puedenadaptar muy fácilmente, por así decirlo, apre-tando botones, a los diferentes productos.Además, la capacidad de trabajar interconecta-dos por bus permite el diagnóstico y el mante-nimiento a distancia por medio de un módem.Esta ventaja permite ahorrar costosas inter-venciones de mantenimiento en el extranjeroo, por lo menos, facilita su planificación.

La universalidad promueve ventas

La técnica de automatización total de Siemenses un importante argumento de ventas a favordel nuevo concepto de las instalaciones. Lasventajas de una instalación transparente conoperación segura se complementan con la re-ducción de interfaces y la responsabilidad con-centrada en un interlocutor único que goza demuy buen concepto y prestigio entre los usua-rios del mundo. Por otra parte, la construcciónmodular simplifica el montaje y la puesta enservicio, y con ello, el tiempo de paso paraacrecentar la elaboración de productos dechocolate fino en todo el mundo. �

Simatic OP17

S7-400Simatic TP 270

Simatic Panel PC 670

Micromaster

Módem

Adaptador TS

S7-400/S7-

S7-400

Dosificado Máquinas de llenado (colada) para vainas, relleno y bases

PLC para las funciones de la instalación

Master-drives

Master-drives

ET 200S

Profibus DP

Master-drives

M

1FT6

M

1FT6

M

1FT6

M

1FT6

M

1FT6

M

1FT6/1FK6

M

1FT6

Línea telefónica conectada con Bühler Bindler en Bergneustadt

M

1FT6/1FK6

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Configuración de lainstalaciónChocostar

La empresa Bühler-Bindler GmbH de

Bergneustadt apuesta a un nuevo

esquema de automatización general

para sus equipos de moldeado de

chocolate macizo y chocolate relleno.

Este esquema, provisto de

accionamientos individuales con

capacidad de bus y un sistema B&B

descentralizado, comandado por PC,

parcialmente inalámbrico, responde al

estado más actualizado de la técnica.

Al mismo tiempo un único proveedor

satisface los requerimientos

fundamentales de los usuarios de todo

el mundo: flexibilidad, productividad y

economía, más elevadas.

La empresa Bühler Bindler GmbH es el sociotecnológico natural para el desarrollo de siste-mas de producción adaptados a las necesida-des del cliente, entre otros, para el vaciado enmoldes de productos de chocolate macizo y/orelleno, bizcochos o barquillos (wafles). Estaempresa con 120 colaboradores forma partedel grupo empresario Bühler con sede en Sui-za y presencia mundial. Todos los fabricantes

reconocidos de golosinas del mundo traba-jan con equipos de las series Chocostar,Chocomaster y Chocorobot que cubren to-das las etapas de la producción, desde lacuidadosa preparación de las materias pri-mas del chocolate hasta su elaboración ra-cional para obtener el producto final.

Nueva generación de instalaciones completamente automatizadas

La Interpack 2002, la feria internacional de má-quinas y medios de embalaje, así como máqui-nas para la fabricación de golosinas, constitu-yó un hito tecnológico, ya que en la misma sepresentó el concepto de una instalación total-mente automatizada. Los ejes mecánicos prin-cipales se sustituyeron por accionamientoselectrónicos individuales integrados en un sis-tema distribuído de operación y observacióndel espectro Simatic HMI de Siemens.

El cliente francés Révillon Chocotalier duCoteau, uno de los primeros que elabora ahorasus productos de chocolate en un equipo demoldeado con dos cintas de la serie Chocostar.La estructura modular permite al usuario ela-borar productos de chocolate macizo o rellenocon o sin agregados, tales como nueces, bar-quillos (wafles) o similares. Para el futuro ya seprevé un equipo con moldes rebatibles para la

producción de figuras huecas.La estructura esencial de esta instalación es

la siguiente: A continuación del control de losmoldes vacíos por medio de una cámara se en-cuentra un dispositivo estibador / desestibadory el calentador de moldes. Sigue la máquinapara vaciado de vainas y chocolates macizos(formado por vibradores y centrífugas orbita-les). Entre estos dispositivos se transportantransversalmente los productos macizos. Des-pués de la cinta de enfriado de las vainas, estasatraviesan el dispositivo de rellenado con nue-ces (u otros productos), la máquina de llenado(colada) y la cinta enfriadora de rellenos defuncionamiento continuo. A continuación si-gue la máquina de llenado (colada) y el raspa-dor de tapas, la cinta enfriadora final (doble,de funcionamiento continuo), un dispositivopara abrir los moldes rebatibles y, por último,el equipo de desmoldado y la expedición de losproductos terminados (con detector de meta-les). La velocidad de funcionamiento de la ins-talación puede ajustarse libremente de acuer-do con el tipo de producto elaborado.

Las variaciones en la viscosidad de la masade chocolate se siguen compensando por me-dio de mandos y visualizaciones independien-tes en las máquinas dosificadoras y de llenado(colada) de las vainas, rellenos y tapas de las

iSimatic HMI

Links relacionados con el tema:www.siemens.com/simatichmi

Contacto:Birgit.Gottsauner@siemens.com

14 advance 2-2003

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ón La base para recetas dulces

Automatización general de la fabricación de chocolate

La flexibilidad y la productividad son los aspectos más destacados de la líneaChocostar, totalmente automatizada.

El "Internet Pad Mobic T8" secomunica en forma inalámbrica conel panel PC y ofrece imágenesidénticas "al pie de la máquina".

funciones similares en los puentes de la termi-nal ferroviaria de cargas. En esta terminal secargan los trenes con contenedores provenien-tes del depósito y a la inversa se los descargade los trenes. Siemens I&S de la filial Bremenplanificó e implementó las instalaciones de ilu-minación de todos los puentes de contenedo-res, al igual que una instalación telefónica y unsistema de cámaras.Los operadores en cada uno de los siete puen-tes ya suministrados, reciben del sistema demando central sus ordenes de transporte através de otras tres Box PC del nuevo modeloSimatic PC 840 y, al mismo tiempo, se re-transmiten al sistema central los estados ac-tuales. En total ya se tienen en funcionamien-to más de 60 PC industriales Simatic paraasegurar una operación sin inconve-nientes y una elevada capacidad detransbordo (carga / descarga) en laTerminal de Contenedores Alten-werder. Cuando finalice la am-pliación el número de PCque operará llegará a du-plicar esa cantidad. ■

iSimatic Box PCs

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/simatic-pc

Contacto:Sven.Luessen@siemens.com

contenedor o separador (travesaño) y el AGVdurante la bajada sobre este vehículo logranen conjunto con el control de la grúa que elcontenedor se ubique en forma automáticacon precisión del centímetro.

El operador del puente ubicado en las cer-canías del carro portacargas principal puedeobservar de manera óptima el proceso en cur-so a través de dos monitores. Además, obtie-ne los datos del pedido desde las computado-ras CTA en la Cabina E y, por medio del siste-ma WinCC/SICMA, puede observar los datosprincipales del puente relevantes para la ope-ración segura, tales como: carga total en losmecanismos de elevación de los carros prin-cipal y del portal, las posiciones de estos me-canismos en las direcciones X y Z, la direccióny la velocidad del viento, así como el ángulo dela pluma. Con las teclas de funciones o con el"mouse" podrán visualizarse selectivamente las

informaciones detalladas de cada uno de lospasos del proceso.

La elevada calidad de los datos de trans-bordo (la carga / descarga) es responsabili-dad de la supervisión en la plataforma deunión en el pórtico del puente . Con lamejor visualización de los contene-dores se actualizan datos cuandose requiera esto y se inician losdesarrollos automáticos dela operación del carro por-tacargas del portal.

Operación segura

Dos Simatic BoxPC 820 respec-tivamenteasumen

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Vista del puesto de trabajoen la Cabina E

conductores de fibras ópticas.En toda esta instalación no se ahorraron

vías de intercomunicaciones: aquí son nor-males, además de la interconexión ProfibusDP / MPI con separación de potencial, una in-terface para Ethernet, puerto USB, así comopara los equipos periféricos serie y paralelos.

Una de las cinco unidades Simatic Box PCfunciona como "servidor" para tres "clientes"cuyos displays se encuentran en la Cabina E,en la cabina de la grúa del carro principal del"lado agua" y en la de la supervisión del puen-te sobre la plataforma de unión. En el servi-dor corre una versión integrada del sistemaSCADA Simatic WinCC, líder en toda Europa, ydel sistema SCADA SICMA (Siemens CraneManagement System) desarrollado especial-mente para la operación de grúas.

Asignación precisa de las funciones

WinCC asume la gestión de las funciones fun-damentales tales como la visualización de lainstalación, el sistema de avisos de errores y lacomunicación con el PLC. En cambio, la funcio-nalidad específica de las grúas como, porejemplo, el manejo de los datos de operación,de producción y de trazado, así como la cali-bración, se realizan por medio de los módulosSICMA normalizados "fault diagnostic", "opera-tion data", "trace" y "condition monitoringWinCC" así como el módulo "calibration" desa-rrollado especialmente para este proyecto.

El sistema de nivel superior CTA FMDS(Fehler-Melde- und Diagnose-System / Siste-ma de avisos de errores y diagnóstico) visuali-za y colecta en forma centralizada los avisosde fallas de todos los equipos de transbordode la terminal.

El "cliente" Cabina E es al mismo tiempoPC de Gateway con el que, a través del "Net-Support-Manager" se puede conmutar a to-dos los demás "clientes" de un puente. Desdeaquí también pueden coordinarse todos losequipos del "lado de tierra". Las unidades des-centralizadas cabina de grúa y cabina BA dis-ponen de un volumen de funciones ajustadoa sus tareas. Por ejemplo, en la interconexiónse previó un Box PC exclusivamente para elsistema láser de verificación. Cuatro explora-dores láser que registran la distancia entre el

Carga de un contenedor en un AGV (en tierra)

En el puerto de Hamburgo ya está en

servicio la primera etapa de la

ampliación que convertirá sus

instalaciones en la terminal de

contenedores de mayor envergadura

del mundo. La habilitación de la

segunda etapa fue planificada para los

años 2004 / 2005. La Terminal de

Contenedores Altenwerder (CTA) es el

primer sistema ampliamente

automatizado conformado por puentes

cargadores de contenedores, puentes

grúa, vehículos de transporte sin

conductor y puentes transbordadores

ferroviarias. En la actualidad más de 60

PC industriales y el sistema integrado

de gestión de grúas SKADA de Siemens

aseguran un desarrollo transparente y

sin problemas de las operaciones y con

esto se logra una capacidad optima de

transbordo (carga / descarga).

La construcción de la CTA está a cargo delas empresas "Hamburger Hafen- und Lager-haus-AG" (HHLA) y "Hapag-Lloyd". A partirde mediados de 2004 esta terminal descar-gará de los barcos, almacenará en depósitosintermedios y distribuirá (y viceversa) unos1,9 millones de contenedores estándar(TEU) por año. En un muelle de 1,4 km delongitud en el río Süderelbe pueden cargar-

se / descargarse simultáneamente con ma-yor rapidez que nunca cuatro grandes bar-cos portacontenedores utilizando 13 puentescargadores de contenedores denominados"Super-Postpanmax".

Los vehículos de transporte automáticossin conductor AGV se utilizan para acarrearlos contenedores desde y hasta el depósitocon una superficie de 225 000 m2 ubicadodetrás del muelle mencionado. En este depó-sito se utilizan puentes grúa sobre rieles ope-rados en forma automática. En la estaciónterminal ferroviaria adyacente cuatro grúasde pórtico móvil con carros portacargas gira-torios cubren seis vías paralelas que permitencargar / descargar trenes portacontenedoresde hasta 700 m de longitud.

Los puentes cargadores de contenedoresdenominados "Super-Postpanmax" automati-zados con la técnica de controles y acciona-mientos provista por Siemens I&S (IndustrialSolutions and Services) de la cercana ciudadde Bremen, constituyen las interfaces entre"agua" y "tierra". Dos carros portacargas móvi-les, operando en forma independiente uno delotro permiten obtener un elevado grado de au-tomatización. El carro principal ubicado en ellado "del agua" transporta en una operaciónsemiautomática uno y en el "Twin-Mode" (omodo doble) incluso dos contenedores desdeel barco hasta una plataforma de unión en elpórtico del puente. El segundo carro opera enforma totalmente automática y carga el conte-nedor para luego transferirlo a un AGV que lotransporta automáticamente hasta una ubica-ción predeterminada en el depósito.

Solución general

La extensa tecnología utilizada para la carga ydescarga de los barcos y para que los AGVsentreguen / reciban los contenedores se inte-gró en el sistema de mando de nivel superiorde la sala central de control. En la parte supe-rior de cada puente cargador de contenedo-res se tiene una Cabina E (eléctrica / electróni-ca) conectada con la parte móvil que fuera di-señada, equipada y realizada por el GrupoEmpresarial I&S (Industrial Solutions and Ser-vice) de Siemens.

Los desplazamientos dinámicos y precisosde un puente cargador de contenedores seaseguran por medio de rectificadores y con-vertidores de las series constructivas Simo-reg DC Master y Simovert Masterdrives VC asícomo con unos 50 motores de corriente con-tinua o de alterna trifásicos perfectamenteadaptados de Siemens. La universalidad de lasolución de automatización que se logra deesta manera simplifica, en especial, la inge-niería.

Un controlador central de grúa SimaticS7-400 constituye la pieza principal de cadasistema. Este control comunica por medio deun Profibus FDL (Fieldbus Data Link o bus decampo enlace de datos), entre otros, con unaregulación HIPAC antipenduleo, un sistemade medición con láser y un control supervi-sor. Un segundo controlador Simatic S7-400supervisa el control principal y, en caso de fa-llas críticas para la seguridad, desconecta demanera controlada el sistema. La regulaciónantipenduleo HIPAC permite lograr un posi-cionamiento con una exactitud de centíme-tros incluso con longitudes de penduleo su-periores a 50 m. Los dos controladores se in-terconectan por medio de conductores defibras ópticas con el sistema de operación yobservación.

Simatic Box PC, una base robusta paraobtener rendimiento (performance)

Cinco unidades Simatic Box PC 820 con ele-vada resistencia a las vibraciones y los cho-ques en servicio constituyen la base dehardware para este sistema de B&B. Estasunidades tienen a su cargo las múltiplesfunciones en una interconexión "servidor /cliente" integrada en el sistema total pormedio un enlace Ethernet Industrial con

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La automatización proporciona máxximacapacidad de transbordoInterconexión de PC industriales en la terminal de contenedores más moderna del mundo

En el CTA se descargan o cargan los mayoresbuques portacontenedores en una operaciónampliamente automatizada

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iSimotion en la producciónde vidrio soplado

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/simotion

Contacto:marianne.hoehn@siemens.com

En la producción de vidrio soplado, Simo-tion se encarga de que el émbolo conformecon toda precisión la gota, que la cizallacorte en el momento exacto con gran diná-mica, que el mando por levas termine co-rrectamente en todas las secciones, que losmovimientos en las secciones sean repro-ducibles, se realicen preservando los mol-des y que, por último, las cintas transporta-doras y los dispositivos introductores reti-ren los envases en una marchasincronizada.

Hardware y software acreditados

El cliente puede seleccionar la plataformasobre la que corre Simotion de acuerdo conlas aplicaciones y preferencias. Los equiposSimotion cubren el espectro de los aparatosde automatización con una estructuraabierta de alto rendimiento sobre la basedel Simotion PC P350, la variante modularC230-2 en formato S7-300 basada en con-trolador hasta las variantes "Drive" compac-tas. Los programas de usuario podrán co-rrer independientemente en cualquiera delos equipos Simotion elegidos.

La transmisión de datos se realiza pormedio del Profibus que como bus sincroni-

zado por pulsos procesa tanto la regula-ción de los accionamientos, el temporiza-do de máquina, como la bajada de progra-mas y parámetros. Así se simplifica la es-tructura eléctrica y se reducen los costosdel cableado y de la búsqueda de fallas.

Al igual que en el extremo frío o en latécnica de control de procesos indus-triales, para la emisión de las señalesanalógicas y digitales se utilizan losacreditados módulos periféricos des-centralizados ET 200S ó ET 200M y deesta manera podrán circunscribirse lo-calmente los efectos de una avería. Laabertura del sistema a tavés de interfa-ces estándar se hace ventajosa no soloen caso de fallas sino también duranteel servicio. Los datos de los procesos,los avisos o las alarmas podrán transmi-tirse por medio de OPC o servicios S7 aun control de nivel superior o un siste-ma de control de procesos industrialespara allí, ser almacenados o analizados.De esta manera se podrán evitar averíasinminentes o aminorar sus efectos. Poruna disponibilidad integral de los datosse hacen posibles nuevos potencialesde optimización de procesos.

Con Simotion el fabricante de vidrio só-lo necesita un sistema de ingeniería paraautomatizar integralmente los movimien-tos de sus máquinas, lo cual le reduce losgastos de capacitación y de mantenimien-to de existencias de repuestos.

Notables beneficios para el cliente

Simotion, además, reduce los tiempos reque-ridos para la ingeniería y la puesta en servicio.El sistema unitario de bus (Profibus) implicaque se necesitan menos cableado e interfa-ces en la máquina y, por lo tanto, se redu-cen notablemente las fuentes de fallas. Elmanejo centralizado de datos simplifica laoptimización de la producción y el mante-nimiento preventivo. Las interfaces abier-tas como Profibus DP y Ethernet posibilitanla vinculación a otros sistemas (como porejemplo, el de control de calidad, etc.), asícomo la integración al universo de la IT. Porúltimo, pero no por ello menos importan-te, el control, el diagnóstico y los servi-cios técnicos a distancia que, como es na-tural, ofrece Simotion, permiten reducircostos por paradas de la instalación y delpersonal. ■

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Simotion: como sistema de "Motion Control" está predestinado ainstalaciones de producción con gran movimiento tal como las que seencuentran en las máquinas de la industria del vidrio soplado.

TP/OP17OBOperación / parametrización (selección del perfil de movimiento)

Conexión a, por ejemplo, un control de nivel superior (parametrización, sincronización, datos del sistema, etc.)

Simotion(Lógica + "Motion Control" + tecnología)

ET 200S

Profibus DP

Émbolo Cizalla del eje A

Cizalla del eje B

Distribuidor de lágrimas

Configuración de la automatización de una instalación para la producción de vidrio soplado (hueco).

Profibus DP

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"Motion Control": ahora mucho más sencilloSimotion ofrece nuevas soluciones para la producción de vidrio soplado

En las máquinas de producción de la

industria del vidrio cada vez más

soluciones mecatrónicas reemplazan

a los movimientos accionados por

acoplamientos mecánicos tales como

mandos por discos de levas y ejes

principales. El innovador sistema de

"Motion Control", Simotion está

realmente predestinado a las

aplicaciones en esquemas

mecatrónicas de máquinas. Este

sistema, además, ofrece notables

facilidades para su integración en

instalaciones de producción

existentes.

Condiciones ambientales duras, operacióndurante las 24 horas del día, rendimientomáximo, en la producción de vidrio sopla-do, los requerimientos planteados a los

controles de las máquinas y a la regulaciónde los procesos son realmente enormes. Enel extremo caliente de la producción de en-vases de vidrio, en la máquina "IndividualSection (I.S.)", se demanda rendimiento deproducción, disponibilidad y robustez. Unamáquina produce hasta 800 envases porminuto. Como el período entre dos reequi-pamientos en producción de la máquinaabarca, como mínimo, un ciclo de vida útilde la cuba, la condición previa mínima dedisponibilidad del sistema es de diez años.

Todo en un sistema

El cambio radical en la industria del vidriose manifiesta, en especial, en el reemplazode los dispositivos accionadores neumáti-cos por otros servo-electrónicos. Con estecambio los fabricantes obtienen grandesventajas: mayor flexibilidad, menores tiem-pos de cambio de herramental, menos pie-zas con desgaste, mayor vida útil de losmoldes, así como movimientos optimiza-bles y reproducibles en mejor grado.

Esta conjunción entre mecánica y elec-trónica (denominada mecatrónica) debeconformarse de manera óptima y, por lotanto, el sistema de control tiene que sa-tisfacer toda una serie de requerimientosinéditos. El nuevo sistema de "MotionControl", Simotion se desarrolló especial-mente para aplicaciones en máquinas deproducción y demuestra sus aptitudes so-bresalientes en aquellas máquinas quedeben realizar un gran número de movi-mientos. El cliente adquiere un productoestándar y aprovecha ventajas tales como:calidad constante, plazos de entrega bre-ves, sencilla integración en instalacionesde producción existentes, así como sopor-te y servicios técnicos disponibles en todoel mundo.

Para solucionar todas las funciones delos dispositivos en el extremo caliente sólohace falta una base sistémica: Simotion. Laconducción de movimientos, las funcioneslógicas y tecnológicas se unifican en un sis-tema y en una herramienta de ingeniería.

iAccionamiento yposicionamiento conconvertidores Micromastery controladores Simatic

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/micromasterwww.siemens.de/simatic

Contacto:markus.m.ingold@siemens.com

advance 2-2003 21

para la emisión de avisos de perturbaciones, seutiliza un panel táctil Simatic TP 270. A pedidodel cliente, las perturbaciones también pue-den ser señaladas por medio de una sirena oavisadas en un "handy", "pager" o equipos si-milares.

Los convertidores Micromaster y losmódulos funcionales permiten operarcon toda precisión

El robot LK-70-D debe la precisión de sus despla-zamiento, en primera línea, a los accionamientosMicromaster: en el área de manipulación trabajanun Micromaster 420 y cuatro Micromaster 440con regulación vectorial sin sensores y en elárea de tratamiento, seis Micromaster 420. Gra-cias al convertidor de frecuencia se puedenajustar con precisión, utilizando determinadasvelocidades fijas, los movimientos de los dife-rentes ejes, tales como los del rotador de que-sos, del accionamiento de plato, de los acciona-mientos de los cepillos, etc.

La implementación de los mandos y los ac-cionamientos del eje X - es decir, retirar y vol-ver a colocar el queso en el estante - planteóelevadas exigencias a los ingenieros. "A raízdel exiguo espacio disponible no se podía pen-sar en motores más grandes que los que he-mos colocado. Sin embargo, gracias a la regu-lación vectorial sin sensores del MM 440 pudi-mos lograr el par de giro deseado, aún confrecuencias de hasta cinco Hertz", comenta Tho-

mas Kilchenmann, ingeniero responsable deldesarrollo y la puesta en servicio del LK-70-D. Elposicionamiento exacto está a cargo de los mó-dulos funcionales FM 351 y FM 354. Así, el accio-namiento del eje X se controla con el FM 351, es-pecialmente diseñado para el ajuste de accio-namientos de avance rápido o muy lento. Elaccionamiento del elevador vertical, es decirdel eje Z, se regula con un convertidor de fre-cuencia con un emisor incremental. El ajuste selleva a cabo por regulación de la posición con elFM 354 y emisor de valores absolutos.

Los especialistas de LEU Anlagenbau selec-cionaron el convertidor Micromaster 420 paraoperar los movimientos más sencillos, es decir,los de los cepillos y el accionamiento del plato.

Para la configuración libre, la empresa fa-bricante de los robots valoró positivamente lasdiferentes entradas y salidas digitales de losMicromaster. De esta manera pudieron reali-zarse funciones tales como "Motor en intensi-dad límite de corriente". Otra ventaja adicional:el formato constructivo de los convertidoresde frecuencia, angosto y alto, permitió inte-grarlos en el gabinete de mandos con un con-siderable ahorro de espacio.

Por la cantidad y variedad de solucionesdiferentes demandadas por los clientes, esque en la empresa LEU Anlagenbau ya estándiseñando nuevas máquinas para la indus-tria del queso con la activa participación deMicromaster. ■

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AG

Tradición y moderna tecnología enperfecta armonía

La empresa LEU Anlagenbau AG fundada en

1991 por Werner Leu, como empresa

unipersonal, con sede en Ütendorf, Suiza,

desarrolla y construye las más variadas

instalaciones y máquinas. En su amplísimo

repertorio no sólo pueden consignarse

instalaciones de transporte o sistemas de

limpieza para escaleras rodantes. Con sus

robots para el tratamiento de hormas de queso

logró acreditar su marca en toda Europa.

En la empresa LEU Anlagenbau AG se diseñó

en 1993 el primer robot para tratar quesos con

el objetivo de revivir la tradicional técnica del

almacenamiento húmedo del queso Emmental

y reducir el intensivo trabajo que la misma

requería. En el ínterin, en Alemania, Francia,

Italia y Suiza numerosos sucesores de esa

primera máquina cumplen sin cansancio sus

funciones como personal incansable en los

tratamientos de quesos Emmental, Mutschli,

Gruyère, Compte y otros. Los robots se

desplazan libremente por los pasillos existentes

entre las estanterías de los sótanos de

almacenamiento de los quesos sin dificultad ya

que su capacidad de maniobra y su

construcción con reducido peso permite su uso

con los más variados anchos de pasillos y

diferentes tipos de estanterías.

Regulación vectorial sinsensores

La regulación vectorial sin sensores

permite predecir la posición del rotor

de un motor por medio de la

reproducción matemática de modelos.

Como resultados cabe destacar, entre

otros, un excelente control de la

velocidad sin regulación ni

compensación del resbalamiento, un

comportamiento dinámico superior,

así como mejor reacción ante

variaciones bruscas de la carga.

También pueden obtenerse pares

elevados con velocidades reducidas

sin necesidad de aplicar elevaciones

adicionales de la tensión.

El robot realiza de manera autónoma toda laoperación del tratamiento, es decir, retira delestante la horma de queso, la sala, la cepilla, lada vuelta y la vuelve a colocar en su lugar dealmacenamiento.

En los grandes sótanos paraalmacenamiento de quesos suelendepositarse miles de hormas. Losrobots permitieron racionalizar engran medida el cuidado querequieren estas hormas.L

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Una cuestión de gustoLa tecnología de automatización confiere fina sensibilidad a los robots destinados al tratamiento de quesos

En los sótanos de maduración, los

robots de LEU Anlagenbau AG

asumen "con mano segura" el

tratamiento de las hormas de quesos

de diferentes clases. El resultado no

es sólo una calidad uniforme, sino

una fabricación racional y menor

carga de tareas rutinarias para el

personal.

Los consumidores demandan cada vez másqueso y en la mayoría de los países de la UniónEuropea, hay un boom de estos lácteos. En elaño-récord 2001, los ciudadanos de la UE con-sumieron 18,8 kg de queso per cápita. Los pro-nósticos de la Oficina Central de Mercados yPrecios (ZMP), estiman que en el año 2002 sepodría haber superado el récord del año ante-rior. En vista de estas cifras ¿a quién puede sor-prender que la industria quesera, tan impreg-nada de saber artesanal, incorpore la automa-tización a fin de racionalizar la producción ybuscar procesos más económicos conservan-do la buena calidad? Las jugosas praderas convacas felices y frescas hierbas no son los úni-cos ingredientes que requiere un buen queso.La experiencia y el tipo del proceso de fabrica-ción son los que, en última instancia, impri-men la calidad. El tiempo de maduración esdeterminante. Algunas clases de quesos pue-den madurar en unos días, pero otros debenpermanecer durante meses en recintos conuna cierta temperatura y grado de humedad,mientras se los friega regularmente con aguao salmuera. Esta tarea insume mucho tiempo y,además, ofrece sus dificultades, ya que algunashormas de queso pueden pesar hasta 100 kg. Enestos casos se recurre a innovadoras solucio-nes automatizadas como, por ejemplo, los ro-bots LK-70-D diseñados especialmente para elcuidado de quesos y provistos de convertido-

res de frecuencia Micromaster 440 y 420, con-troladores Simatic S7-300 y módulos funciona-les FM 354 y FM 351.

Cuando se emplean estos robots, el mayordesafío consiste en retirar en forma segura lashormas de queso de los respectivos estantes,ya que ningún depósito de quesos es igual aotro. Los diferentes tipos de estantes puedenvariar desde los del tipo de pallets (paletas)hasta armazones de plástico o de madera conalturas que llegan a los cinco metros. Además,podrán estar alineados con exactitud prusianao, según su edad, también estar algo vencidos.Las mismas hormas de queso no sólo presen-tan diferencias de tamaño, forma y consisten-cia, también pueden ser dañadas fácilmentepor un manipuleo erróneo, lo cual inmediata-mente se traduce en una reducción de su va-lor. La solución es un giro correcto de los accio-namientos en el momento apropiado, una ta-rea que cumple perfectamente el flexibleconvertidor de frecuencia Micromaster. Ade-más de la funcionalidad del convertidor están-dar Micromaster 420, el poderoso talento múl-tiple del Micromaster 440 agrega algo más: laprecisa regulación vectorial vela por una cali-dad de accionamiento uniforme, aún en casode cambios de carga repentinos. El convertidorMicromaster 440 también satisface aplicacio-nes exigentes gracias a su precisión y rápidareacción en los arranques y paradas.

Una elección consciente - doscontroladores Simatic

El robot LK-70-D fue concebido para hormas dequeso de 40 a 65 cm de diámetro y se desplazalibremente, sin rieles, por el pasillo existenteentre estanterías. Está dividido en una zona demanipulación y otra de tratamiento de quesos.Ambas zonas se manejan por medio de contro-ladores Simatic S7-300 con la CPU 314C-2 DP.En este caso, la CPU de la zona de tratamientoopera como "master" (maestro). Ambos man-

Gabinete de control delrobot LK-70-D paratratamiento de quesos, conaccionamiento Micromaster,controlador Simatic ymódulos funcionales.

dos se comunican por medio del bus ProfibusDP. Cuando el robot se encuentra en la posi-ción correcta delante del estante, el mando dela zona de manipulación recibe la señal dearranque. La máquina retira la horma de que-so del estante, la gira y la coloca en la posiciónde espera delante de la zona de tratamientopara, finalmente, entregarla a ésta. Mientrasen esta zona se sala y se cepilla la horma dequeso, ya empieza el proceso de retirar un se-gundo queso del estante. A continuación se in-tercambia el nuevo queso por el "tratado" quevuelve al estante.En la empresa LEU Anlagebau se tomó cons-cientemente la decisión de utilizar dos CPU enlugar de un único controlador de mayor capa-cidad. De esta manera, los proyectistas podíandisponer del doble de la capacidad de cálculocon aproximadamente la misma memoria.Además, de esta manera, existe la posibilidadde separar tanto física como operativamentelas zonas de manipulación y de tratamiento.Para el ingreso de datos relevantes del proceso,tales como tiempos de tratamiento, presión yvelocidad del cepillo, recetas, etc., al igual que

advance 2-2003 23

porque la potencia reactiva de magnetizaciónnecesaria aumenta considerablemente enfunción del número de polos. De aquí que elfactor de potencia resultante en aplicacionesde velocidad variable requiera una elevadapotencia aparente del convertidor estático. Pe-ro el costo de las máquinas sincrónicas excita-das con corriente eléctrica también aumentaen gran medida con un número de polos cre-ciente porque requieren bobinados filigrana-dos de los polos. En el caso de los rotores conimanes permanentes, en cambio, el númerode polos casi no influye en la robustez ni enlos costos.

Todo comenzó con los accionamientosnavales

Hace más de 10 años Siemens construyó yvendió la primera gran máquina excitadapor imanes permanentes: un motor paraimpulsar la hélice de la nave "Schedeneck".En el ínterin se equiparon numerosas navesy barcos con accionamientos excitados porimanes permanentes con motores Per-masyn y el accionamiento de góndola Sie-mens–Schottel–Propulsor (SSP). En los mo-tores Permasyn se integra en el interior dela máquina el convertidor de frecuencia, deforma tal que son extremadamente com-pactos y livianos, y presentan rendimientosmuy elevados. Así, el motor con excitaciónpor medio de imanes permanentes puedetrabajar con un rendimiento considerable-mente mayor, es más silencioso y requiereun espacio claramente menor.

El accionamiento SSP se monta debajo de lapopa del barco y puede girar a voluntad alrede-

dor de su eje vertical. De esta forma no sólo ac-túa como propulsor de la nave sino también co-mo timón activo para mejorar decisivamente lacapacidad de maniobra de la nave. El SSP, ade-más, ahorra espacio en el interior del barco ymejora el rendimiento del accionamiento, en to-tal, y en comparación con los motores Dieselmecánicos convencionales, permite ahorrar al-rededor de un 10 % del combustible consumido.

El know–how que Siemens ganó en el de-sarrollo de las máquinas navales con excita-ción por medio de imanes permanentes loaprovecha el Centro de Competencia Berlínpara aplicaciones en otros ramos, quienesahora también se benefician con las ventajasde esta tecnología.

Generadores eólicos con reducido mante-nimiento y accionamientos compactospara bombas

Los parques eólicos "offshore" aprovechan laselevadas velocidades y características cons-tantes de los vientos que soplan en el mar re-lativamente cerca de la costa como una de lasfuentes de energía renovables más promete-doras. Sin embargo, como estas máquinas es-tán emplazadas mar afuera, el mantenimien-to debe realizarse por medio de barcos o heli-cópteros y, por lo tanto, un servicio confiablecon un mantenimiento reducido es una condi-ción imprescindible para la rentabilidad de es-tos parques; aquí el empleo de máquinas exci-tadas por medio de imanes permanentes re-sulta más que interesante.

El primer prototipo entrará en servicio a labrevedad en las cercanías de la ciudad deTrondheim, Noruega, en este caso es un gene-

rador eólico de 3 Megavatios, construido deacuerdo con la acreditada tecnología de los ac-cionamientos navales y que, en el futuro, ge-nerará energía no contaminante en el Hund-hammerfjell.

Las grandes bombas para agua de mar sonotro ejemplo de accionamientos de baja velo-cidad. Estas bombas se utilizan, entre otroscometidos, para reducir el nivel de las napasfreáticas del agua de mar en las zonas coste-ras y su motor trabaja sumergido a varios me-tros de profundidad con una velocidad asigna-da de 80 rpm Estas aplicaciones tambiénaprovechan las ventajas que ofrecen los mo-tores con excitación por medio de imanes per-manentes: Variantes herméticas completa-mente encapsuladas accionan bombas mon-tadas sobre los así llamados "Hopper", las quesumergidas a varios cientos de metros bajo lasuperficie del agua podrán extraer las rique-zas submarinas del subsuelo. Aquí las poten-cias se encuentran en la gama de 2 a 5 Mega-vatios y las velocidades asignadas varían de200 a 400 rpm. Otros posibles campos de apli-cación de máquinas de mediana y gran poten-cia con baja velocidad y excitación por mediode imanes permanentes son los generadoressin reductores de centrales eléctricas impulsa-das por las olas del mar o por las mareas.

Generadores más compactos para turbi-nas de gas

A igual potencia, los accionamientos de altavelocidad, en comparación con los de baja ve-locidad, suministran un par más reducido ycon ello, en una aproximación somera, tam-bién presentan un volumen constructivo y ma-

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Rendimiento: 93 % 96 %

Masa 100 % –30 %

Motor –10 %

Engranajes/acoplamiento –20 %

Ruido 105 dB(A) 90 dB(A), es decir un 80 % más silencioso

Engranaje recto Lubricado con aceite se elimina

InnovaciónAccionamiento sin reductor con motor PM(Permasyn)

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Los accionamientos sin reductor con excitación por medio de imanespermanentes (PM) ofrecen considerables ventajas frente a losaccionamientos corrientes tal como se demuestra aquí con elejemplo del motor de tracción.

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22 advance 2-2003

Aptos para la clase superiorLas grandes máquinas con excitación por medio deimanes permanentes amplían su campo de aplicación

Alto rendimiento, compactas y de

alta confiabilidad, las características

principales distintivas de las

máquinas sincrónicas excitadas por

medio de imanes permanentes, y que

permitieron establecer firmemente

este tipo de máquinas en los

accionamientos pequeños, sin

embargo, ahora esta tecnología

también comienza a ser interesante

para potencias superiores, o sea, para

máquinas a partir de los 200 kW.

Para funcionar los accionamientos eléctricosnecesitan una potencia de excitación que, engeneral, se genera al circular corriente por losbobinados del rotor. Por este motivo se deno-minan máquinas o accionamientos excitadospor corriente eléctrica. En los accionamientosexcitados por medio de imanes permanentes,en cambio, son estos imanes fijados al rotor losque aportan la excitación requerida. De estamanera no sólo se elimina la potencia necesa-ria para la excitación eléctrica, sino también re-sultan innecesarios los componentes requeri-dos para generar esta potencia, tales como losbobinados y dispositivos de excitación, diodosrotatorios o rectificadores de la corriente de ex-citación, así como escobillas y anillos rozantespropensos al desgaste. Además, se reducen losgastos de mantenimiento y se incrementa laconfiabilidad y la disponibilidad.

Las enumeradas no son, ni con mucho, to-das las ventajas que ofrecen los accionamien-tos excitados por medio de imanes perma-nentes. Según la aplicación, las pérdidas re-sultan entre un 20 y 45 % menores que en elcaso de las máquinas asincrónicas corrienteso las sincrónicas con excitación eléctrica. Deesta manera, por una parte, se obtiene un ren-dimiento mayor y, por la otra, se simplifica laevacuación de calor del interior de la máqui-na. Así podrá realizarse una carcasa relativa-mente sencilla que, por ejemplo, en el caso deaplicaciones con protección contra explosio-nes (Ex) permite ofrecer soluciones con cos-tos convenientes. Entre otras ventajas frente alas máquinas eléctricas convencionales cabemencionar: un volumen constructivo y peso

menores, funcionamiento más silencioso, asícomo, en general, construcción robusta y ele-vada disponibilidad. Las máquinas excitadaspor medio de imanes permanentes ofrecenconsiderables facilidades para implementarconceptos de accionamientos sin engranajesque además de eliminar las pérdidas ocasio-nadas por estos engranajes, también permi-ten ahorrar los gastos de mantenimiento delos engranajes y el costo del aceite de las cajascorrespondientes.

Para los rangos de velocidades bajas yaltas

En las máquinas de potencias medias y gran-

des se diferencia entre los tipos de aplicacio-nes las de baja velocidad que, por ejemplo, seutilizan para generadores eólicos sin engrana-jes reductores, así como para accionamientosnavales y de bombas, y las de alta velocidadcomo los accionamientos sin engranajes paracompresores y generadores de media poten-cia para turbinas de gas.

Las máquinas de baja velocidad requierenun gran número de polos, por lo tanto, en es-tos casos la tecnología de la excitación pormedio de imanes permanentes ofrece nume-rosas ventajas frente a todos los demás con-ceptos. El elevado número de polos represen-ta un problema para los motores asincrónicos

Máquinas sincrónicas conexcitación por medio deimanes permanentes

Contactos:martin.kaufhold@siemens.comandreas.joeckel@siemens.com

El transbordador (ferry) Nils Holgerssonde la Línea TT de Hamburgo, Alemaniacon el accionamiento de góndola SSP

Un ejemplo potencial de aplicación para motoresexcitados por medio de imanes permanentes:trenes de alta velocidad como el ICE 3

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Estado de la técnica:Motor asincrónico de tracción con reductor

A partir de la necesidad del Club Atlético

Boca Juniors de Argentina de renovar sus

tableros existentes se ha podido definir

un proyecto en forma conjunta entre

Siemens SA y Casa Castelao SA, y de esta

forma poder unificar en una única sala

todas las demandas de fuerza motriz,

adosando además los circuitos de

iluminación interno, incluyendo la

iluminación del campo de juego.

Como fruto de esta idea se llevó a cabo la reali-zación de un tablero general con seis columnas,compuesto por armarios Sikus en donde se dis-tribuye la energía suministrada por la compañíade suministro eléctrico desde dos transforma-dores de 13 / 0,4 kV y se recibe además, sólo losdías de partido, un adicional desde un grupoelectrógeno.La solución se basaba en poder definir qué car-gas serían conectadas ante las diferentes condi-ciones a los transformadores de media tensiónalimentados por la compañía eléctrica.

Un equipo con tablero deprimeraTablero de iluminación y distribución de energía controlados por un PLC S7-226 en el Club Atlético Boca Juniors iAutomatización

Contactoenrique.nanni@siemens.com

condiciones de funcionamiento tenían en cuen-ta días de partido o días de funcionamiento nor-mal del club. Para cumplimentar las exigencias de trabajo so-licitadas por el ingeniero a cargo de la supervi-sión del proyecto, por parte del usuario, se utili-zó un PLC S7 226 con módulos de expansión.Con la excelente prestación de este equipo sepudo dar solución a las conexiones y/o descone-xiones para las distintas condiciones de trabajo,en distintas alternativas y además separadas endías de partido y días de no partido, incluyendoademás el encendido de las más de doscientasluminarias del campo de juego.La tarea en conjunto del personal de Siemenscon la Casa Castelao permitió ofrecer al club Bo-ca Juniors un equipamiento "confiable y de res-puesta segura". ■

Así en condiciones normales se abastecería todoel club, pero ante alguna falla parcial, selecciona-ría que cargas se desconectan y de esta formadar energía a las cargas mas importantes.Se hizo necesario entonces la evaluación del es-tado de la provisión de energía principal en susrespectivas fases y la falla en la asimetría de lasmismas, esta tarea fue confiada al relé tipo 3UGde Siemens.La tarea de conmutación de cargas se logró conla utilización de cinco interruptores 3WN6 de1000 A con comando motorizado, accesorios demando y enclavamiento, brindando solución alos requerimientos del usuario.Como interruptores secundarios se utilizaron in-terruptores 3VL de 630 A con bobina de apertu-ra para cumplimentar las secuencias necesariaspara deshabilitar los circuitos de energía. Las

Vista general de los tableros de control

Interruptores 3WN6 y lámparasindicadoras Signum �

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Accionamientos de tracción sin reducto-res (con excitación por medio de imanespermanentes)

Otro prototipo a tener en cuenta es el acciona-miento sin reductores de tracción sobre rielesque opera con excitación por medio de imanespermanentes. Las unidades están completa-mente encapsuladas y tienen refrigeración porcamisa de agua, son muy compactas y pese almayor par resultan, en total un 30 % más livia-nos que los motores asincrónicos con reducto-res usados hasta el presente. Además, poseenun rendimiento claramente mayor y son consi-derablemente más silenciosas que las máqui-nas habituales.

Además del accionamiento elástica-mente suspendido con eje hueco para tre-nes de alta velocidad (INTRA ICE), en elmarco del proyecto INTRA (Sistema Inno-vador de Accionamientos de Tracción), ac-tualmente también se diseña un acciona-miento montado sobre el eje de los vago-nes para el Metro (tren subterráneo)(INTRA Metro) con soporte del motor y so-porte del conjunto del eje integrados. Enel conjunto de rueda motriz, al igual queun conjunto de rueda de rodadura, sóloquedan dos rodamientos lubricados congrasa. Este diseño permite reducir consi-derablemente los costos de mantenimien-to y de servicio de los vehículos de trac-ción porque se eliminan los reductores, elacoplamiento y todas las demás piezas derotación rápida.

En el futuro también con velocidadesmedias

Las máquinas sincrónicas con excitaciónpor medio de imanes permanentes de granpotencia nunca se desarrollan aislados sinosiempre como un módulo de un sistema deaccionamiento de velocidad variable y aho-rro de energía. Mientras que en la actuali-dad estos sistemas adaptados de acciona-mientos pueden desplegar sus ventajas, enespecial, cuando trabajan con velocidadesmuy bajas o elevadas, en el futuro tambiénse las utilizará para aplicaciones específicasde la gama de velocidades medias, demanera que estas aplicaciones puedanaprovechar la construcción compacta, elelevado rendimiento y al mismo tiempo, elreducido mantenimiento. ■

Un campo de aplicación potencial para latécnica de máquinas con excitación por mediode imanes permanentes son los parqueseólicas offshore de difícil acceso.

Motores Permasyn son extremadamentecompactos y eficientes

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sa de máquina menores. En estos acciona-mientos puede ahorrarse aún más volumen ypeso utilizando máquinas con excitación pormedio de imanes permanentes porque se eli-minan los bobinados del rotor y, por lo tanto,estos rotores pueden construirse en forma máscompacta y robusta.

Otra posibilidad de aplicación se encuentraen los "Mining Trucks" (vehículos de transportede cargas para minas) con accionamiento eléc-trico. En este caso el peso de los sistemas de ge-neración de energía podría reducirse de 14 a 4toneladas y al mismo tiempo, el gasto por man-

tenimiento disminuiría en un 50%.Un campo de aplicación relativamente re-

ciente de las máquinas con excitación por me-dio de imanes permanentes de alta velocidades el de los generadores que trabajan sin reduc-tores acoplados directamente a las turbinas degas. De esta forma, en la planta Berlín deSiemens, Alemania, se diseñó el generador de2,6 Megavatios y 13 000 rpm acoplado directa-mente a la turbina de gas "Eurodyn". Esta técni-ca, frente a los generadores convencionalescon reductores, permite reducir el peso en un79 % y el volumen constructivo en 45 %.

iMicromaster

Contacto:adrian.magra@siemens.com

advance 2-2003 27

ha alcanzado su temperatura de trabajomáxima admisible. Cuando este valor al-canza el umbral ajustado en el parámetroP0614 (100% por default, libremente para-metrizable) se dispara la alarma A0511;en caso que la temperatura calculada con-tinúe creciendo y alcance el segundo um-bral (110% del valor ajustado en P0614),el convertidor sale de funcionamiento in-dicando la falla F0011. Resulta pues, queel umbral de alarma (P0614) puede ajus-tarse libremente y con ello reducir o ele-var los niveles de alarma y disparo de laprotección de acuerdo a las necesidadesde la aplicación.

Cabe mencionar que un estado dealarma representa una situación anormalde operación que sin llegar a ser lo sufi-cientemente peligrosa como para dete-ner el funcionamiento del conjunto mo-tor-variador merece ser detectada e indi-cada con el código correspondiente. Sital situación anormal continua evolucio-nando y alcanza el límite de comprome-ter a alguno de los integrantes de la deri-vación, alguna de las numerosas funcio-nes de protección integradas actuarásacando de funcionamiento al converti-dor e indicando la falla experimentadacon la codificación asociada.

El parámetro r0034 es particularmenteútil para monitorear la temperatura calcu-lada del motor. Esto puede ser realizadodirectamente vía el panel de operación bá-sico (BOP), el panel de operación avanza-do (AOP) o mediante la técnica de progra-mación libre BiCo con unos pocos y senci-llos pasos, configurando la salidaanalógica (en el caso del MM420) para re-presentar dicha temperatura y de esta ma-nera poder ser visualizada mediante uninstrumento de panel o evaluada por unsistema de control (PLC).

Protección en MM440

Los convertidores MM440 utilizan méto-dos de control, protección, monitoreo ycálculo más refinados y por lo tanto losparámetros relacionados con la proteccióndel motor son distintos. La primera dife-rencia es que los accionamientos MM440ofrecen dos posibilidades de protecciónante sobrecargas del motor accionado:

protección térmica directa e indirecta. Enel primer caso, un sensor de temperaturaalojado en los bobinados del motor se co-necta directamente a una entrada del con-vertidor especialmente prevista para talfin (bornes 14 y 15). En el segundo se em-plea la metodología previamente descrip-ta del modelo de imagen térmica. El pará-metro P0601 permite seleccionar el tipoprotección térmica a utilizar: directa (consensado de la temperatura del motor) o in-directa (protección I2t o sin sensor de tem-peratura). Se detallan a continuación lasdiferentes posibilidades de protección:sonda PTC, sensor KTY84 y sin sensor.

Sonda PTC (P0601= 1)

Un sensor de temperatura tipo PTC (Positi-ve Temperature Characteristic) es una re-sistencia de coeficiente de temperaturapositivo y variación fuertemente alinealque a temperaturas bajas presenta un bajovalor de resistencia (tipicamente entre50W y 100W) y a partir de su temperaturaumbral experimenta un brusco crecimien-to a valores del orden del MW. Por reglageneral suelen disponerse tres sensoresPTC en el motor, uno en cada una de susfases y luego conectarse en serie, obte-niéndose un valor total de resistencia enfrío de entre 150W y 300W. La temperatu-ra umbral del sensor debe ser selecciona-da por el fabricante del motor de modoque dicho valor se corresponda con el tipode aislamiento utilizado..

Evaluando el valor de resistencia vistaentre los bornes 14 y 15 se obtiene la pro-tección térmica del motor: cuando dichovalor supera el umbral fijo de aproximada-mente unos 2000W, el convertidor sale defuncionamiento e indica F0011. Comofuncionalidad adicional MM440 monito-rea el corte de cable de la sonda PTC, si elvalor de resistencia vista resulta inferior a100W se indicará F0015 señalando pérdi-da de señal y protegiendo al motor frentea rotura del hilo del sensor.

Sensor KTY84 (P0601= 2)

El sensor KTY84 es un dispositivo semi-conductor de coeficiente de temperaturapositivo, cuya resistencia varía entre500W a 0ºC y 2600W a 300ºC y a diferencia

de la sonda PTC presenta una variaciónprácticamente lineal en todo su rango deoperación. Como en todo dispositivo se-miconductor deberá tenerse en cuenta lapolaridad en el momento de la conexión:el ánodo deberá conectarse al borne 14(PTC A+) y el cátodo al borne 15 (PTC B-).Con una variación cuasi lineal de resisten-cia en función de la temperatura, el sen-sor KTY84 permite medir directamente latemperatura de operación de la máquinaaccionada e indicarla en el parámetror0035, ya no como porcentaje sino en gra-dos centígrados.

El umbral de alarma se ajusta tambiénen grados centígrados en el parámetroP0604 y deberá ser coincidente con laclase de aislamiento del motor, por ejem-plo, para un motor con aislación clase Bdeberá ajustarse en torno a los 120ºC. Elumbral de disparo (fallo) resulta un 10%superior al ajustado en P0604. Adicional-mente la temperatura de operación de lamáquina bajo control se calcula median-te el modelo térmico, de modo que en ca-so de detectarse una rotura del hilo delsensor KTY84 se genera la alarma A0512y se conmuta automáticamente a la pro-tección por cálculo de imagen térmica.Esto representa un doble control del fun-cionamiento del motor..

Sin Sensor - Protección I2t (P0601=0)

Los convertidores MM440 utilizan unmodelo realmente sofisticado para calcu-lar la temperatura de operación de la má-quina accionada en el que se tienen encuenta muchos otros parámetros, comopor ejemplo la temperatura ambiente(P0625), la temperatura del hierro del es-tator (r0631), la temperatura del devana-do estatórico (r0632), la del rotor(r0633), etc. La metodología es similar ala descripta previamente: la temperaturadel motor se indica en grados centígra-dos en el parámetro r0035, el umbral dealarma se ajusta en P0604 y el de disparoresulta un 10% superior a éste. Como enlos MM420 resulta posible monitorear latemperatura del motor vía BOP, AOP omediante la técnica BiCo configurar unade las dos salidas analógicas para repre-sentar dicha temperatura. ■

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Protección ante sobrecargas del motoraccionado (Protección I2t)Micromaster 4ª Generación

Un convertidor de frecuencia debe

ser capaz no sólo de controlar con

precisión la velocidad del motor

accionado bajo todas las

condiciones de carga y estados de

operación, sino también de

proteger con rigurosidad la

máquina bajo control. Para ello, los

accionamientos de velocidad

variable de la familia Micromaster

4ª Generación incorporan la

funcionalidad de protección ante

sobrecargas del motor accionado,

también conocida como

"protección por cálculo de imagen

térmica" o "protección I2t". Su

propósito es calcular la

temperatura del motor y

deshabilitar el variador de

velocidad en caso que el motor se

encuentre en peligro de sobrecarga

y/o sobrecalentamiento.

Este mecanismo de protección ha sidotesteado exhaustivamente tanto en losMM410 como en los MM420 y MM440 re-cibiendo la aprobación como "Protecciónintegrada de motor ante sobrecargas" (In-ternal Overload Motor Protection) deacuerdo a UL 508C Sección 42.

La temperatura desarrollada por unmotor depende de varios factores que in-cluyen el tamaño constructivo, la masade la máquina, la temperatura ambiente,las condiciones previas de carga y por su-puesto la corriente. La integral en el do-minio del tiempo del cuadrado de la co-rriente absorbida por el motor determinael calentamiento del mismo y con ello elincremento de su temperatura, de allí ladenominación de protección I2t. En otrostérminos, vía la medición de la corrientey su posterior procesamiento resulta po-sible construir la imagen térmica de lamáquina y calcular su temperatura deoperación, para con ella desarrollar lafuncionalidad de protección. De esta for-ma los Micromaster 4ª Generación reali-zan una protección térmica indirecta delmotor accionado tan o más precisa que laofrecida por un relé de sobrecarga elec-tromecánico, donde un par bimetálico re-plica el calentamiento del motor.

Otra variable a considerar, tan impor-tante como la corriente, es la velocidaddesarrollada por la máquina. Debido aque la mayor parte de los motores son re-

frigerados medianteventiladores integra-dos que giran solida-riamente con el rotor(motores autoventila-dos), al cambiar la ve-locidad de la máquina,cambia su capacidadde disipación de calory con ello la potenciaque es capaz de entre-gar. Claramente unmotor funcionando ba-jo condiciones de car-ga nominal y baja velo-cidad experimentaráun calentamiento másrápido que otro funcio-nando bajo las mismas

condiciones de carga pero a velocidad no-minal. Los accionamientos de la familiaMicromaster 4ª Generación también tie-nen en cuenta este factor.

Cabe aquí mencionar que los converti-dores de frecuencia Micromaster 4ª Gene-ración incluyen además rigurosas funcio-nes de protección ante sobrecargas parasus propias etapas de potencia. Esta fun-cionalidad se conoce como protección I2tVariador y opera en forma completamenteindependiente de la protección I2t Motorantes descripta.

Se detallan a continuación la imple-mentación y la parametrización asociadasa las funciones de protección ante sobre-cargas en los distintos integrantes de lafamilia Micromaster 4ª Generación.

Protección en MM410 y MM420

La corriente medida o real (disponible enel parámetro r0027), la corriente nominal(P0305) y otros parámetros del motor co-mo la tensión nominal (P0304), la poten-cia nominal (P0307), etc., son utilizadospor el modelo térmico de la máquina ac-cionada para calcular la temperatura desa-rrollada. Este cálculo también tiene encuenta la velocidad del motor (r0022) paraconsiderar el efecto descripto del sistemade ventilación. Además se da la posibili-dad al usuario de identificar el sistema derefrigeración empleado por el motor, estoes, si se trata de un motor autoventilado(estándar) o de ventilación forzada. De es-ta forma, si el parámetro P0335 se ajustapara indicar que se trata de un motor conventilación forzada, el modelo se modificaen consecuencia. Para aquellos paráme-tros comúnmente no ingresados por elusuario, por ejemplo el peso del motor(P0344), se utilizan valores basados enmotores Siemens equivalentes.

Suele resultar interesante, para refinarel modelo de protección térmica y en casode que el dato se encuentre disponible,ajustar la constante de tiempo térmica delmotor (P0611) sobreescribiendo el valorcalculado por el convertidor.

La temperatura calculada como resulta-do del cómputo de imagen térmica semuestra como % en el parámetro r0034,un valor de 100% significa que el motor

Micromaster 4ª Generación

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