Automatica - 409 by Versys Ediciones Técnicas, S.L.

Productividad y eficiencia del diseño a la producción

Automática e Instrumentación

409 / Julio 2009

Mecánica, Neumática, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

Todo lo que necesita…

Automática e Instrumentación

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Nuevos retos y oportunidades Durante los últimos años los semiconductores de potencia y los circuitos integrados de control han sido los grandes protagonistas. Con esta base, pueden plantearse nuevos retos y oportunidades. Ahora le toca el turno a las aplicaciones de media tensión y gran potencia. Pág. 40

INFORME Cámaras de visión artificial Ver tabla de oferta en: www.automatica einstrumentacion.com

La instrumentación de proceso sin hilos aporta soluciones hoy Hispack/Bta.: una acertada edición continua

…en el menor espacio imaginable con SIMATIC S7-200

Montserrat Grima, de ABB Automation ProductsAccionamientos “Ya se ha asumido que el variador es un elemento fiable en la instalación”

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Julio 2009, n.º 409

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Automática e Instrumentación

SUMARIO

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Julio 2009 / n.º 409

Energía eólica, la protagonista de las energías renovables

Actualmente, el 11% de la cobertura de la demanda anual de energía en España corresponde a la energía eólica, cuya potencia instalada contribuye con una producción superior a los 27.000 GWh.

Convertidores CC/CA Las aplicaciones de los convertidores 24 CC/CA en las energías renovables representan una oportunidad de negocio para los suministradores en todas las áreas geográficas del mundo.

TIEMPO REAL

4 14

Empresas • Emerson Process Management integra Achilles Testing en su portfolio de productos

Eventos • La EMO 2009 confía en seguir demostrando el potencial del sector de M-H • El Salón Productronica tendrá tres pabellones menos que en 2007 • La conferencia ISR/ Robotik 2010 volverá a celebrarse en el marco de la feria Automatica • HIT Barcelona 09: escaparate de ideas

Calendario de ferias y cursos

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Mes a mes • El automóvil y las pilas de hidrógeno • Traducido al castellano el modelo de mejora de procesos de desarrollo de software CMMI

SUMARIO

Julio 2009 / n.º 409

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA Nuevos retos para la electrónica de potencia

Integración de la electrónica de potencia en redes de transporte y distribución

Propulsiones diesel eléctricas para buques

La introducción de la electrónica de 44 potencia en los sistemas eléctricos se está realizando de una forma muy incipiente, pero sin posibilidad de retroceso.

Si los semiconductores de potencia y 40 los circuitos integrados de control han sido los grandes protagonistas durante estos últimos años, ahora le toca el turno a las aplicaciones de media tensión y gran potencia.

El sistema de propulsión diesel 50 eléctrico, además de cumplir con los requisitos que se requieren en la fabricación de buques, mejora aspectos técnicos, de operación y financieros.

PERSONAS 28

Montserrat Grima, responsable de ventas y marketing en ABB S.A. Automation ProductsAccionamientos

ENERGÍA EÓLICA 73

SELECCION DEL MES 32

Productos • Simulación y validación en tiempo real • Nueva generación de redes industriales

Empresas • Dassault Systèmes: Las redes sociales, última incorporación a PLM2.0

76 38

• The Mathworks: verificación anticipada para mejorar la calidad de los sistemas y reducir el plazo de los proyectos

WIRELESS 68

La instrumentación de proceso sin hilos aporta soluciones hoy La arquitectura inalámbrica inteligente de Emerson Process Management se basa en el estándar industrial de redes y WiFi WirelessHART.

Control remoto de instalaciones cólicas Solución basada en switches industriales y servidores de puerto serie que otorgan a la instalación una gran redundancia y permiten el acceso remoto al PLC de control que está ya instalado en la cabeza del aerogenerador.

INFORME 54

Cámaras de visión por ordenador La visión por ordenador se considera parte de la inteligencia artificial, aunque la palabra inteligencia se aplica en un sentido muy amplio. El ordenador lo que hace es recibir información de su entorno, en este caso en forma de imágenes, y a partir de ellas produce unas respuestas que dependen de los algoritmos previamente ideados para una aplicación determinada, que forman parte de su programación.

Controlar una plataforma eólica en el mar Todos los sistemas que incorpora el proyecto Alpha Ventus, el primer parque eólico marítimo alemán, tienen que funcionar sin errores en condiciones adversas en alta mar.

FERIAS 79

Hispack-Bta. Una acertada edición conjunta

TECNOMARKET 84

Nuevos productos

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EDITORIAL

Julio 2009 / n.º 409

ace ya algunos años que dedicamos algunas páginas de nuestra revista a la electrónica de potencia, esa tecnología interdisciplinar cuyo importante desarrollo tecnológico le ha permitido consolidarse como una herramienta indispensable en el ámbito industrial. Desde el año 2006, último año en que dedicamos la temática general de uno de nuestros números a esta tecnología, parece que han pasado muchas cosas, todas ellas muy positivas para la evolución de la electrónica de potencia y su aplicación. Hace poco más de tres años afirmábamos desde nuestras páginas que esta tecnología no disfrutaba del resplandor social de las famosas TIC y que la indiferencia mostrada hacia ella había provocado que la comunidad científica dedicada a esta actividad tuviera que trabajar en un entorno limitado de forma que la incorporación de sus conocimientos al nivel de sistemas había sido lenta. Pues bien, la contribución que la electrónica de potencia puede hacer para mejorar los consumos energéticos y optimizar los procesos, para mejorar los perfiles actuales de demanda y disminuir las pérdidas de energía ya se ha evidenciado durante estos últimos años y parece que cada vez son más numerosos los recursos que invierten los fabricantes en el desarrollo de soluciones. Como ya comentábamos a principios de este año 2009, la electrónica de potencia se ha convertido en la tecnología habilitadora de la eficiencia energética.

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Tal como se afirma en uno de los artículos que incluimos en este número, los semiconductores de potencia y los circuitos integrados de control han sido los grandes protagonistas de la evolución de la electrónica de potencia durante estos últimos años. Y ahora le toca el turno de las aplicaciones de media tensión y gran potencia. También merece una especial atención la introducción de la electrónica de potencia en los sistemas eléctricos, que se está realizando de una forma muy incipiente, pero sin posibilidad de retroceso. Aún quedan muchos aspectos por pulir relacionados con el coste, la fiabilidad, su desconocimiento,… pero con toda seguridad, cuando todo el sistema de distribución eléctrica se diseñe como un conglomerado de convertidores controlables, el coste total del sistema y su fiabilidad aumentarán, tal como sucede hoy en día con los sistemas de ordenadores y comunicaciones. Por lo tanto, parece poco arriesgado asegurar que la electrónica de potencia en los sistemas eléctricos ha llegado para quedarse, afirma el autor de otro de los artículos que les ofrecemos en este número. Con esta base es ahora el momento de avanzar hacia las siguientes décadas con nuevos retos y oportunidades. La electrónica de potencia no está muerta, si no que está más viva que nunca. ¡Felices vacaciones y hasta el mes de septiembre!

La electrónica de potencia ya está donde se merece

¿Inteligencia artificial? na de las aplicaciones más conocidas de la visión por ordenador es la de separar los elementos defectuosos en un proceso continuo. De aquí es fácil llegar a la conclusión de que su misión es reemplazar la mano de obra humana, algo de lo que también se acusa a los robots. En algunos casos puede ser así, pero resulta bastante inhumano inspeccionar durante horas una producción de telas estampadas, ladrillos, botellas o cualquier otro producto. Recoger imágenes e interpretarlas es algo que puede hacer nuestra visión y también la del ordenador. Como nuestro cerebro es mucho más versátil, nos da unas posibilidades que las máquinas no pueden superar por ahora, pero esto también tiene sus pequeños inconvenientes. Según qué objetos están presentes en una

escena, nuestra apreciación del tamaño, la distancia, el color o el movimiento es muy poco fiable. Las ilusiones ópticas y las figuras imposibles, que parecen reales en el papel pero no se pueden construir, nos recuerdan que podemos ser engañados con cierta facilidad. A esto se añaden las distracciones, el cansancio y otras perturbaciones que no influyen en un dispositivo electrónico, aunque sea mucho menos inteligente que nosotros. O tal vez sea por eso, precisamente. En un curioso experimento de psicología realizado por la Universidad de Illinois se pidió a varios voluntarios que observasen una filmación en la que aparecían dos equipos de jugadores de baloncesto, unos vestidos de blanco y otros de negro, y que contasen cuantas veces se pasaban la pelota los jugadores de blan-

co. Pero al finalizar la secuencia lo que se les preguntó es qué animal habían visto. Ocupados en seguir los movimientos de los jugadores de blanco, no se dieron cuenta de la aparición de un personaje disfrazado de gorila, que atravesaba la escena haciendo monerías. Hay que decir, en favor de los seres humanos, que una máquina tampoco habría superado la prueba con éxito. A no ser que estuviese programada para ver gorilas. Sea como sea, es preferible utilizar los ordenadores para las tareas más mecánicas y dejar que las personas se ocupen de cosas un poco más interesantes. Por ejemplo, decidir qué es lo que deben ver y hacer las máquinas. Francesc J. Suelves Autor del informe Cámaras de visión por ordenador

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TIEMPO REAL

Julio 2009 / n.º 409

Panorama

La potencia total acumulada en el sector de la energía eólica era de 16.740 MW en 2008

La energía eólica protagoniza el sector de las energías renovables

■ Parque eólico de La Muela (Zaragoza)

Durante el pasado año se alcanzaron en España 16.740 MW de potencia instalada acumulada, de acuerdo con una elevado ritmo de crecimiento anual, lo que acerca el cumplimiento del objetivo fijado en el Plan de Energías Renovables de llegar a los 20.155 MW de potencia eólica instalada en el año 2010.

urante el año 2008 se instalaron en España 1.609 nuevos MW, lo que elevó la potencia total acumulada a 16.740 MW, según el Observatorio Eólico de la Asociación Empresarial Eólica. Aunque esa cifra fue sustancialmente menor a la instalada el año 2007, un año excepcional que aumentó la potencia eólica instalada en más de 3.500 MW, la evolución del sector de energía eólica mantiene la línea de crecimiento prevista, con lo que la consecución de los objetivos fijados en el Plan de Energías Renovables

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TIEMPO REAL

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Panorama

Las energías renovables tienen un carácter estratégico para España, dada la dependencia actual del petróleo, pero también debido a la importancia económica de un sector que en el periodo comprendido entre 2005 y 2008 movilizó inversiones por valor de 33.000 M€. ■ Mini-parque eólico en Madrid.

(PER) para el periodo 2005-2010 son perfectamente factibles. Por otro lado, está en proceso de elaboración el nuevo Plan de Energías Renovables de España para el periodo 2011-2020, que dará continuidad al actual, de acuerdo con las líneas marcadas por la Directiva Europea de Energías Renovables, que establece para el año 2020 que el 20% de la energía consumida en Europa provenga de fuentes renovables, además de fijar como objetivo mínimo el 10% de participación de las energías renovables en el sector del transporte (biocarburantes y vehículos eléctricos). Tal como reconocen fuentes del Ministerio de Industria, las energías renovables tienen un carácter estratégico para España, dada la dependencia actual del petróleo, pero también debido a la importancia económica de un sector que en el periodo comprendido entre 2005 y 2008 movilizó inversiones por valor de 33.000 M€. Dentro de las energías renovables, destaca por su importancia en cuanto a potencia instalada, generación y contribución a la cobertura de la demanda, la energía eólica. De hecho, en la reciente revisión de las previsiones del PER, la tecnología eólica ha experimentado una mayor atribución en su cuota de potencia instalada, al pasar de los 8.900 MW previstos en un principio, a los 20.155 MW de 2010. Además, las previsiones hasta el 2020 establecen una ten-

dencia alcista en la potencia instalada de manera que se conseguirán 40.000 MW para esa fecha, según el objetivo fijado por la Asociación Em-

presarial Eólica (AEE). El mercado de la energía eólica crece en Europa a un ritmo anual muy superior al de otros sectores

Energía eólica

Un sector exportador egún un estudio realizado por la consultora Deloitte para la AEE,

S el sector de la energía eólica representaba en 2007 más del 10% de la demanda eléctrica y supone una aportación al PIB de 1.993 M€ (0,21%), con una actividad inducida en empresas auxiliares por valor de 1.377 M€ y un volumen de ocupación de más de 37.000 empleos. Además, es un sector exportador, con un valor de 2.550 M€, superior al de las exportaciones de la industria vinícola, responsable de unas inversiones en I+D superiores al resto de los sectores energéticos españoles. Representa también un ahorro en emisiones de CO2 de 18 millones de toneladas y una reducción de las importaciones de petróleo, gas y carbón de 5,7 millones de Mtep. Dentro del sector eólico, que crece a un ritmo anual superior al del conjunto del sector eléctrico, las principales aportaciones al PIB sectorial provienen de los promotores-generadores, aunque la reducción de la tarifa eléctrica en el mercado mayorista en 2007 supuso una disminución de su cuota de participación en favor de los fabricantes de aerogeneradores, que ven aumentar su cartera de pedidos año tras año, gracias a la creciente demanda del mercado mundial. De acuerdo con las previsiones de Deloitte, la aportación del sector eólico al PIB en 2010 alcanzarán los 2.654 M€, cifra que aumentará a 3.230 M€ en 2012. Por otra parte, de acuerdo con datos del IDEA (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía), las energías renovables aportaron en 2008 el 7,6% del consumo de energía primaria en España, al tiempo que señala un importante aumento de las energías renovables distintas a la hidráulica y particularmente de la eólica, que experimentó un aumento del 13% respecto al año anterior. En este sentido, el citado Instituto destaca la consolidación del sector eólico en Europa, donde ocupa la segunda posición en potencia instalada y el hecho de haber conseguido en 2008 cubrir el 12% de la demanda de electricidad.

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Panorama

El mercado de la energía eólica crece en Europa a un ritmo anual muy superior al de otros sectores tecnológicos, por lo que se ha constituido en un foco de atracción de inversiones tanto en lo que se refiere a generación como a la fabricación de equipos y componentes.

tecnológicos, por lo que se ha constituido en un foco de atracción de inversiones tanto en lo que se refiere a generación como a la fabricación de equipos y componentes. Además, la evolución de las máquinas en el sentido de aumentar su tamaño ha significado una aceleración en el proceso de maduración del mercado, ya que el aumento de la potencia de los aerogeneradores supone una tendencia hacia la concentración de la oferta tecnológica, puesto que a mayor potencia también son mayores las inversiones destinadas a I+D+i y a la fabricación. Un ejemplo de esta carrera hacia el aumento de la potencia por unidad instalada lo tenemos en el caso español, donde el 18% de los 2.204 aerogeneradores instalados en 2007 tenían una potencia de 2.000 MW. De hecho, el tamaño medio del aerogenerador (kW) mantiene una tendencia a aumentar de forma continuada desde 1997, con un ritmo acelerado en el periodo 2004-2008, durante el cual ha doblado su valor. En cualquier caso, todo parece indicar que la tecnología eólica evoluciona hacia una potencia cada vez mayor de las máquinas, que puede verse acentuada incluso por el desarrollo

de las instalaciones marinas, que se presenta como un segmento emergente dentro del mercado eólico. De acuerdo con los especialistas

del sector, el futuro de la energía eólica se verá condicionado por la competencia asiática, ya que China e India aparecen como serios competidores de los fabricantes europeos, gracias a la mejora de los costes de sus máquinas y a la localización productiva, así como al diseño y desarrollo de tecnología propia. No obstante, según se puso de manifiesto durante la pasada edición de la Feria de Hannover, el sector de las energías renovables, en general, y de la energía eólica, en particular, están sufriendo los efectos de la crisis en sus medios de financiación. Así, aunque varios expositores, fabricantes de componentes y turbinas, manifestaban que la cartera de proyectos en el segmento de la energía eólica mantenía un volumen importante, los problemas debidos a las restricciones crediticias de los bancos retrasan los proyectos y dificultan las posibilidades de hacer frente a las elevadas inversiones de los proyectos para la instalación de grandes parques eólicos. El dinamismo del mercado español de la energía eólica se ha intensificado

Medidas para limitar la dependencia energética

La Unión Europea apuesta por la energía eólica as energías renovables y, dentro de éstas, la energía eólica es una

L de las cartas fundamentales que están jugando las autoridades de Bruselas para reducir la dependencia de la Unión Europea (UE) respecto de las importaciones de gas y petróleo. Si tenemos en cuenta que la UE importa el 54% de la energía consumida y que las previsiones apuntan a que se eleve al 70% en el 2030, es comprensible la estrategia tendente a encontrar soluciones que hagan frente a esa situación, aumentando la cuota de contribución de las energías renovables. En este sentido, la evolución de la energía eólica ha pasado de contribuir con menos del 1% a la energía total de la UE a más 4% en 2008, siguiendo una tendencia ascendente que continuará en el futuro, de manera que para el 2020 se espera que tenga una cuota de participación en el conjunto de la energía consumida en la UE entre el 12% y el 14%, de acuerdo con las previsiones establecidas por la asociación europea del sector. De hecho, en 2008 el mayor número de nuevas instalaciones en la UE para la generación de energía correspondió a la energía eólica, con más del 40% de la nueva capacidad instalada. Asimismo, según la asociación europea del sector, la energía eólica da empleo a más de 160.000 personas en Europa, entre empleos directos e inducidos, de los que más de la mitad corresponden a las plantas de fabricación y el resto se reparten entre ingenieros y diseñadores de proyectos.

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TIEMPO REAL

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Panorama recientemente y tuvo en el ejercicio de 2007 un punto álgido que puso de manifiesto la presencia de nuevos suministradores que si bien no representan un cambio sustancial en la estructura del mercado, ni en la hegemonía de los fabricantes ya presentes, denotan una reorientación estratégica a escala europea, como consecuencia de los síntomas de madurez que se aprecian en algunos mercados nacionales. Con todo, las disposiciones y normativas en materia medioambiental son factores que contribuyen a impulsar las energías renovables, en general, y la energía eólica, en particular. Los retornos de la tecnología eólica en el caso ■ Parque eólico de Arklow Bank (Irlanda). español abarcan un amplio espectro que concierne a aspectos socioeconómicos, como son con una producción superior a los la reducción del pago por emisiones 27.000 GWh y una generación de de CO 2, en cumplimiento de los 45.000 puestos de trabajo, según la acuerdos de Kyoto, los ahorros en la AEE. factura de las importaciones de peLa energía eólica en España es la tróleo, la generación de empleo y las tercera fuente de energía en cuanto posibilidades de desarrollar y exa potencia instalada, con una cuota portar tecnología propia. Actualdel 16,4%, sólo por detrás de las cenmente, el 11% de la cobertura de la trales de ciclo combinado, y la hidemanda anual de energía en Espadráulica de grandes dimensiones, y ña corresponde a la energía eólica, por delante de las centrales de carcuya potencia instalada contribuye bón. Dentro de las energías renova-

El sector de la energía eólica en España representaba en 2007 más del 10% de la demanda eléctrica y suponía una aportación al PIB de 1.993 M€ (0,21%), con una actividad inducida en empresas auxiliares por valor de 1.377 M€ y un volumen de ocupación de más de 37.000 empleos.

■ Parque eólico Osorio (Brasil).

bles es la primera en cuanto a potencia instalada (84,29%), con mucha diferencia respecto a las minicentrales hidráulicas (10,52%), la biomasa (2,89%) y la solar (2,30%). Las comunidades autónomas que mayor potencia de energía eólica instalada acumulan son las de Castilla-La Mancha, Castilla y León, y Galicia, con una cuota del 60% del total de 16.740 MW instalados a comienzos de 2009. A continuación son las comunidades autónomas de Andalucía y Aragón las que mayor potencia instalada acumulan, con el 21% del total. Por otro lado, en los últimos años Castilla-La Mancha, Castilla y León y Andalucía son las comunidades autónomas que más MW eólicos han instalado. Firmas promotoras En cuanto a las firmas promotoras de parques eólicos, Iberdrola Renovables mantiene un lugar destacado, con una potencia instalada acumulada de 4.602,35 MW, o sea, el 27,5%, seguida de Acciona (16,1%) y ECYREndesa (10%). Se trata de un mercado polarizado, por una parte, en-

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Panorama de aerogeneradores como, por ejemplo, la iniciativa de Acciona en China. La evolución anual de la generación eólica mantiene una línea constante ascendente desde el año 2000, lo que hace afirmar a los representantes del sector que se cumplirán los objetivos fijados en el PER para el año 2010. Dentro de las energías renovables, la eólica contribuye con más del 80% del total de la generación, cuota que está en consonancia con su alto nivel de penetración en la potencia instalada de las energías renovables.

■ Puerto de Frederikshow en Kattegar, Dinamarca.

tre cuatro firmas que acumulan el 60% del mercado, mientras que el 40% restante se reparte entre un número considerable de empresas, con cuotas de participación individual muy reducidas (inferiores al 3%). Asimismo, son las firmas que se encuentran en los primeros lugares del mercado las que muestran mayor dinamismo en cuanto al crecimiento de la potencia instalada durante los últimos años. En el apartado de los fabricantes de aerogeneradores y componentes de generación eólica, también se pone de manifiesto una fuerte concentración del mercado, donde Gamesa representa en torno al 50% de la potencia instalada, a la que hay que sumar el 8% correspondiente a su filial Made; a continuación aparecen Vestas, que representa una cuota en torno al 15%, Acciona, con el 8% y Ecotècnia, con una cuota superior al 7%. En conjunto, las siete primeras

firmas fabricantes, a las que hay que hay que añadir General Electric y Navantia-Siemens, suponen el 98% de la potencia instalada de generación eólica en España. La concentración territorial de los fabricantes de aerogeneradores es otra característica del sector, ya que de los 21 fabricantes en el ejercicio de 2007, diez estaban localizados en Madrid, repartiéndose el resto entre siete comunidades autónomas. En cuanto a los fabricantes de componentes (219 en total en 2007), 52 se encontraban en Cataluña, 44 en el País Vasco y 33 en Madrid. Por lo demás, la internacionalización de las empresas españolas del sector eólico se encuentra en un buen momento, como se pone de manifiesto en las instalaciones de parques eólicos en EE.UU., China y Gran Bretaña; una presencia de firmas españolas que se extiende, asimismo, a la instalación de plantas de fabricación

Actualmente, el 11% de la cobertura de la demanda anual de energía en España corresponde a la energía eólica, cuya potencia instalada contribuye con una producción superior a los 27.000 GWh y una generación de 45.000 puestos de trabajo.

A nivel europeo La potencia instalada en el mundo a comienzos del año 2008 se elevaba a algo más de 94.000 MW. En el reparto de la potencia acumulada a escala mundial se advierte la mayor importancia de la Unión Europea, que representa el 60% del total mundial, seguida de EE.UU. (19,8%) y Asia (17,1%). Las tendencias de crecimiento para la energía eólica son prometedoras en todas las regiones mundiales y especialmente en Europa, donde es la tecnología de generación de energía que más ha crecido en el periodo comprendido entre 2000 y 2007. Dentro de la Unión Europea Alemania ocupa el primer lugar en la potencia instalada, seguida de España, que ocupa el tercer lugar mundial, detrás de EE.UU. No obstante, matiza la AEE, hay que tener en cuenta que una parte importante del aumento reciente de la potencia instalada de EE.UU. se ha debido a la actividad de las empresas españolas, que se muestran entre las más dinámicas del mundo. Las perspectivas de evolución de la energía eólica en Europa se presentan en un sentido de continuidad de la línea ascendente de estos últimos años, con el añadido que supondrá el desarrollo de la eólica marina, que se encuentra en un estadio inicial de desarrollo y cuyo futuro depende de los resultados de la investigación tecnológica orientadas a la instalación de parques en aguas profundas, así como de las condiciones de amortización de sus elevadas inversiones. Carlos García

TIEMPO REAL Mes a mes

El automóvil y las pilas de hidrógeno arece que nadie pone en cuestión que el automóvil del futuro será eléctrico o híbrido. Hace un tiempo que la pila de combustible funcionando con hidrógeno era considerada como el futuro para la producción de electricidad para alimentar los motores eléctricos. Después, las baterías de litio-ion han eclipsado al hidrógeno. Las razones hay que buscarlas en los costes muy elevados, tiempos de autonomía bajos, poca producción, etc. Éstas deben ser las razones que han llevado a la administración Obama a anunciar hace un par de meses su intención de no incluir en su presupuesto del 2010 subvenciones y créditos dirigidos a la investigación de vehículos con pilas de hidrógeno. ¿Significa esto que las pilas de hidrógeno ya no tienen nada que decir? Todo lo contrario, Honda, Hyundai, Nissan, Mercedes, General Motors, Ford y también BMW tienen en marcha proyectos de investigación en este sentido. Es más, muy recientemente Toyota ha anunciado el lanzamiento para el 2015 de un vehículo 100% eléctrico dotado de una pila de combustible. En el caso de General Motors, en su centro de I+D hay más de 300 personas dedicadas a la investigación sobre pilas de combustible y fabrican y prueban sistemas de propulsión funcionando con hidrógeno. Recientemente, con ocasión de la inauguración de su centro de ingeniería en Turín, presentó la 4.ª generación

de sus vehículos de demostración con hidrógeno. Se trata de una iniciativa encuadrada en el marco de colaboración con la región del Piamonte, que pretende poner en circulación una flota de automóviles de prueba en el 2010. Una flota semejante existe ya en Berlín y un centenar de vehículos corren por EEUU. De todos modos, la rentabilidad es clave en este tipo de soluciones. Un vehículo con combustible hidrógeno tiene el mismo coste de producción que un vehículo eléctrico, ya que en definitiva siempre se trata de un híbrido eléctricohidrógeno; sin embargo, el coste del suministro de hidrógeno es notablemente más elevado que el de la gasolina. Es así que algunos expertos contemplan el hidrógeno como un prolongador de la autonomía del coche eléctrico o también como aditivo complementando el gas natural o los hidrocarburos de forma que mejore la combustión y reduzca los residuos contaminantes. En todo caso, parece que aún no está todo dicho en el mundo del hidrógeno y los automóviles. Y hablando de automóviles, cabe señalar que Carlos Ghosn seguirá por dos años más en la presidencia de Nissan, de la que Renault posee el 44% desde el 2000. Al contrario, en Toyota será reemplazado el actual presidente, Katsuaki Watanabe, por Akio Toyoda, nieto de Kiichiro Toyoda, fundador de la empresa Toyota. ■ AeI

Instrumentación: la tecnología FDT es ya norma IEC l organismo internacional de normalización IEC ha votado por unanimidad las especificaciones de la tecnología FDT, convirtiéndose así en una norma internacional, la IEC 62453. La tecnología FDT es común a diversos cons-

tructores y ofrece una plataforma de software normalizada para el reconocimiento, parametrage, configuración y gestión de instrumentación de proceso que utiliza una comunicación por bus (Hart, ■ AeI Profibus PA, etc.).

TIEMPO REAL Mes a mes

Comunicaciones sin hilos: la ZigBee RF4CE a alianza ZigBee acaba de anunciar la puesta en el mercado de plataformas ZigBee Golden Unit según la especificación ZigBee RF4CE, que ha sido concebida para reemplazar los telemandos de infrarrojos, proporcionando un funcionamiento sin necesidad de línea de visión con más alcance y más autonomía para los dispositivos electrónicos, tales como HDTV, cine en casa y otros descodifica-

dores de audio. Freescale Semiconductor y Texas Instruments son los primeros miembros en poner en práctica con éxito la nueva especificación y haber superado los tests independientes llevados a cabo por NTS Corporation, TraC Telecoms & Radio y TUV Rheinland para obtener el estatuto de Golden Unit.

■ AeI

Traduccido al castellano el modelo de mejora de procesos de desarrollo de software CMMI l Instituto Nacional de Tecnologías de la Comunicación (Inteco) ha presentado la traducción al castellano del modelo de mejora de procesos de desarrollo de software CMMI. El Capability Maturity Model Integration for Development (CMMIDEV) optimiza la transparencia en el seguimiento de proyectos y el rigor en el cumplimiento de plazos. Inteco también acaba de lanzar un servicio gratuito on-line de autodiagnóstico orientado a empresas tecnológicas de desarrollo software, basado en este modelo de referencia. El CMMI-DEV es un modelo de evaluación de madurez formado por las reglas que deben seguir las empresas que desarrollan aplicaciones informáticas (software) para que sus productos sean de calidad, seguros y que su desarrollo se ciña al tiempo previsto. Hasta la aparición de esta traducción, muchas empresas hispanas tenían dificultades para trabajar con arreglo a los estándares y metodologías de desarrollo de software, ya que la mayoría de los modelos se encontraban sólo en inglés. Obtener el certificado CMMI permite evaluar el progreso del desarrollo de soft-

ware, la calidad de la administración de un proyecto y posiciona a las organizaciones haciéndolas más competitivas y dotándolas de una mayor capacidad de cooperación con empresas, proveedores y clientes. Se incrementarán los requisitos para ser capaces de cooperar desde lugares diferentes en una base de desarrollo conjunto, explica Gonzalo Cuevas, Director de Cátedra de Mejora de Procesos de Software de la Universidad Politécnica de Madrid. Uno de los beneficios de la certificación en CMMI es que permite evaluar el progreso del desarrollo de software y la calidad de la administración de un proyecto, además de hacer a las empresas más competitivas en el mercado internacional. Ángel Sánchez, Director de Desarrollo- Innovación en Everis, asegura que sólo con nuevas soluciones estaremos en condiciones de aplicar de manera eficaz y extendida las buenas prácticas que se han recopilado como el mecanismo más eficiente para el desarrollo y mantenimiento del software.

■ AeI

TIEMPO REAL Empresas

Emerson Process Management integra Achilles Testing en su porfolio de productos merson Process Management ha seleccionado la plataforma de satélite Achilles de Wurldtech Security Technologies, proveedor de seguridad cibernética, ensayos y certificación de soluciones para la automatización industrial, que ofrece un software de mayor seguridad para complementar sus sistemas de automatización. El Ethernet habilitado para redes industriales y los sistemas de control están cada vez más expuestos a nuevos riesgos cibernéticos que pueden poner en peligro la integridad de los procesos y el resultado en tiempo de inactividad innecesario, afirma Bob Huba, Gerente de Producto de Emerson. Achilles ha demostrado ser la plataforma más efectiva en el mercado en identificar y mitigar las posibles debilidades y ayuda continuamente a nuestros equipos de desarrollo a mejorar la robustez del pro-

ducto y satisfacer las expectativas de la seguridad informática de nuestros clientes. Como parte del acuerdo, los tests Achilles se integrarán en todo el desarrollo del ciclo de vida de productos de Emerson, así como en los parches y actualizaciones de productos. Desarrollado específicamente para hacer frente a la seguridad cibernética, desafíos únicos de la industria de la automatización industrial, Achilles también es una solución para el diagnóstico y remedio de vulnerabilidades en Scada y en sistemas de control de procesos. Conforme a las nuevas normas de seguridad, como ISA SP99, Achilles es ahora adecuado para operadores, integradores de sistemas y proveedores que ofrecen gestión de las infraestructuras críticas en sectores como energía, agua, telecomunicaciones, fabricación, así como militares y ■ AeI de inteligencia.

IBM se interesa por los teléfonos móviles a compañía americana acaba de anunciar un plan de investigación de 100 millones de dólares a lo largo de cinco años para hacer avanzar el uso de los teléfonos móviles tanto para las empresas como para los particulares. Los trabajos se centrarán en el análisis de la información, la seguridad y la confidencialidad, así como en la interfase y la navegación del utilizador. El objetivo es hacer del teléfono

móvil una plataforma de acceso a todo tipo de servicios de información y de aplicaciones (geolocalización, domótica, sistema de pago, etc.). Se trata de que los servicios móviles resulten más fáciles de utilizar tanto para los profesionales como para los particulares, que utilizan actualmente el ordenador como principal medio para acceder ■ AeI a Internet.

Leroy Somer: Reparación eficiente de los motores ste constructor francés muestra su compromiso en favor del respeto al medioambiente poniendo a punto un documento dirigido a los reparadores de motores. En dicho documento, titulado Reparación eficiente de los motores, propone a los profesionales del mantenimiento dos métodos de montaje/desmontaje, así como métodos de ensayo con el objetivo de garantizar un buen rendimiento de los motores después de la reparación. Si se respetan estos pro-

cesos, se garantiza al cliente que no tendrá ninguna pérdida de rendimiento, asegura Alain Bondeux, director comercial de Leroy Somer. Sabemos que el 95% del coste de explotación de un motor se deriva del consumo eléctrico, de aquí la importancia de no tener pérdidas de rendimiento. La iniciativa se ha iniciado en Francia pero está previsto extenderla a todos los demás países. ■ AeI

plics®plus – la modularidad en una nueva dimensión Más simple y estandarizado – con plics®plus VEGA lleva la medición de nivel, detección de nivel y presión a una nueva dimensión. El probado concepto de equipo vuelve a sorprender con una mayor variedad de carcasas y principios de medición adicionales. Además, su ajuste, aún más simpliŲ»¹¼Ç Ñ ÍÆÁ¾ÇÊÅ½Ɠ ¹Ëč »ÇÅÇ ÍÆ¹ Ì½»ÆÇÄÇ¿č¹ ¼½ »ÇÆ½ÐÁĦÆ ÇÈÌÁÅÁÒ¹¼¹Ɠ »Ê½¹Æ ËÁÆ½Ê¿Á¹Ë ¹¼Á»ÁÇÆ¹Ä½Ë ÉÍ½ ¹ÀÇÊÊ¹Æ ÌÁ½ÅÈÇ Ñ ¼ÁÆ½ÊÇƖ

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Eventos

BREVES • La división AG Flowtec del grupo Endress+Hauser ha cerrado un acuerdo de colaboración con la sociedad americana Issys, especializada en el desarrollo de productos de tecnología MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems).

• La empresa Sick ha anunciado su intención de acentuar su presencia en el mercado de la medición de nivel para los procesos industriales, presentando una gama de detectores de bandas vibrantes denominada LFV300. Las aplicaciones típicas de estos detectores son para señalar el desbordamiento o la protección contra la marcha en vacío de bombas para todo tipo de líquidos. Esta empresa ha anunciado que presentará nuevos detectores utilizando otras tecnologías.

La EMO 2009 confía en seguir demostrando el potencial del sector de máquina-herramienta l pasado día 23 de junio se presentó en Madrid la próxima edición de la feria EMO, considerada la más importante del mundo en el sector de la máquina-herramienta, que tendrá lugar en Milán del 5 al 10 de octubre. La capital lombarda acoge este evento cada seis años, entre los que se intercalan citas en la ciudad alemana de Hannover. El embajador italiano en España, Pasquale Terracciano, acompañó en la presentación al comisario general de la muestra, Pier Luigi Streparava, y al director técnico de Exposiciones de la Asociación de Fabricantes Italianos de MáquinaHerramienta, Ucimu, Riccardo Gaslini. La entidad transalpina promueve la feria, junto al Comité Europeo para la Cooperación de las Industrias de la Máquina-herramienta (Cecimo). Esta asociación mantiene

estrechos lazos con su homóloga española, la AFM, cuyo director general, Xabier Ortueta, expuso la realidad de una industria española fuerte, innovadora y competitiva, que sólo está sufriendo por la falta de carga de trabajo, a raíz de las caídas que están experim en t an d o l o s sec t o r es clientes de esta actividad, caso de la industria de automoción. En lo que respecta a la participación de empresas españolas fabricantes de máquina-herramienta en la EMO 2009, por el momento están inscritas 30 compañías que han reservado una superficie de 3.524 m 2. La participación total de empresas españolas asciende a 53 compañías que ocuparán un área de exposición de 4.700 m2. La AFM está trabajando hace meses en la organización de la Bienal de la Má-

quina Herramienta (BIEMH), que tendrá lugar del 31 de mayo al 5 de junio de 2010. La organización de la feria albergará a unas 1.250 empresas de 35 países en una superficie neta de exposición de unos 100.000 metros cuadrados con la expectativa de 200.000 visitantes. Los responsables del evento explicaron que con objeto de suavizar el impacto que las dificultades de la crisis financiera han trasladado a la economía real, la organización de la feria ha lanzado iniciativas especiales que tratan de ayudar a las empresas a aprovechar las oportunidades comerciales que ofrece EMO 2009. Cabe citar la participación de firmas como Danobat, Nicolás Correa, Soraluce, Schuler, Fagor Automation, Fanuc o Prima Industrie, entre otras. ■ AeI

PROMOCION PLC/HMI 2009

TIEMPO REAL Eventos

La feria de la electrónica, Productronica, tendrá tres pabellones menos que en 2007 roductronica, la feria que reúne cada dos años a los suministradores de productos y servicios para la producción electrónica y que se celebrará el próximo mes de noviembre en Munich, contará en esa ocasión con siete pabellones, tres menos que en la edición anterior. Aun así, Kurt Schraudy, directivo de Messe Manchen, confirma que las principales compañías del sector ya han contratado espacios, aunque de una superficie menor. Se prevé que participen más de mil expositores de más de 30 países, en una superficie de 77.000 m2. La participación española ha descendido este año hasta una decena de firmas. En cuanto al número de visitantes, en la edición de 2007 alrededor de 800 españoles acu-

dieron a la cita, mientras que en 2001 asistieron 1.200 personas al evento. El salón tratará temas como la subcontratación, el montaje de componentes, test y medida, soldadura y acabado de productos, fabricación de semiconductores y de placas de circuito impreso, entre otros, distribuidos en los diferentes pabellones. Productronica 2009 incluirá también Productronica University, un espacio para los debates, jornadas técnicas, ponencias y foros. En él se hablará de cuestiones relacionadas con la electrónica orgánica basada en polímeros, la micronanotecnología, la energía fotovoltaica, los servicios de subcontratación, los circuitos híbridos y temas relacionados con el medio am■ AeI biente.

La conferencia ISR/Robotik 2010 volverá a celebrarse en el marco de la feria Automatica a conferencia de robótica ISR/Robotik 2010 se celebrará por segunda vez en el marco de Automatica, Salón Internacional de Automación y Mecatrónica, que tendrá lugar del 8 al 11 de junio de 2010 en Alemania. Así, los integrantes de la conferencia, el International Symposium on Robotics 2010 (ISR) y Robotik 2010, se reunirán del 7 al 9 de junio de 2010 en el Centro Internacional de Congresos (ICM) en las instalaciones de la nueva feria de Múnich. El objetivo del Congreso es ofrecer una plataforma internacional para investigadores, desarrolladores y fabricantes, en la que ponentes, de nivel internacional, presentarán los resultados y las innovaciones de los segmentos de robótica de servicios e industrial, componentes y accesorios. Las po-

nencias tratarán los retos técnicos y las soluciones, las tendencias más novedosas y el potencial de automatización. La organización ha previsto la asistencia de unos 80 ponentes y alrededor de 200 participantes de todo el mundo. Según Rolf Dieter Schraft, ex director del Instituto Fraunhofer de Automatización y Técnica de Producción (IPA) y director del Comité Organizador de ISR/Robotik 2010, el Congreso es un destacado certamen para la investigación y la ciencia del sector robótico. Se distingue por la excelente aceptación y participación de la industria. Todos los fabricantes líderes de robots estarán presentes en junio de 2010 en Múnich. Es el encuentro por antonomasia del sector robótico mundial. ■ AeI

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Eventos

Punto de encuentro para emprendedores e inversores

HIT Barcelona 09: escaparate de ideas

■ Vista general del evento.

e seleccionaron 65 empresas jóvenes con un plan de negocio que ofrecer, interesadas en expandirse de una forma sensible en el futuro pero, obviamente, con necesidad de captar capital o socios que puedan aportar valor a su negocio. La cumbre disponía de un espacio reservado en el que algunas de estas empresas podían mostrar su oferta y los inversores tenían la posibilidad de contactar directamente con ellas. Sin embargo, esta zona de exposición era muy reducida, ya que se trataba de exponer las ideas, y éstas también se comunicaban desde escenarios habilitados durante los tres días que duró la jornada. Entre las especializaciones de las empresas destacaron las soluciones M2M, la identificación sin contacto, las células de reserva de combustible de hidrógeno, el tratamiento de agua eficiente, los vehículos eléctricos, los sistemas fotovoltaicos, etc. Parece que España está falta de estas iniciativas. Según Juan Tomás Hernani, secretario general de Innovación del Ministerio de Ciencia, se

requieren unas 45.000 nuevas empresas innovadoras para situarse en la media europea, que es del 45%, mientras que en España es de tan sólo el 23%. También es preciso aumentar en 6.000 M€ anuales la inversión de las empresas en innovación. Durante el evento que nos ocupa, también se desarrollaron competiciones entre varios proyectos empresariales. La Global Enterpreneuship Competition era un premio

que se decidía entre 28 proyectos candidatos a nivel internacional, y resultó ganadora la empresa barcelonesa Bmat, que presentó un software que permite escuchar, entender, reconocer e interactuar con la música, de forma que podría ser capaz de organizar la música de la web de forma automática. El podio de empresas galardonadas se completó con la sudafricana The Broccoli Project y la india Polyskin.

■ Ray Kurzwell en un momento de su intervención.

Entre los días 17 y 19 de junio se celebró en Barcelona la primera edición de la Cumbre Mundial de Innovación, donde se apuesta por abrir nuevas puertas al desarrollo, el negocio y la inversión, en base a la innovación y la tecnología. El evento congregó a más de 2.000 personas, y aproximadamente un 30% de los visitantes fueron internacionales. En esta primera edición se escogieron tres industrias clave bien diferenciadas, con un buen potencial de crecimiento: telecomunicaciones, tecnologías limpias y salud. Mapa cartográfico de la innovación Se aprovechó el evento para presentar un atlas virtual de la innovación desarrollado por Wainova (Alianza Mundial para la Innovación) y dirigido por la Asociación Internacional de Parques Científicos y Tecnológicos (IASP), un mapa del mundo donde quedan cartografiados los diferentes nodos de innovación, pudiendo saber rápidamente dónde están concentrados y qué es lo que hacen. Se comenzará a partir del 1 de julio con la representación on-line de 700 nodos de innovación, distribuidos por los 5 continentes, y sin coste por consulta. La primera jornada estuvo marcada por las sesiones plenarias impartidas por prestigiosos conferenciantes internacionales vinculados a la innovación. La primera en intervenir fue Rosabeth Moss Kanter, de Harvard Business School, que ha publicado casi 20 libros y según varios medios especializados, es una de las 50 pensadoras más influyentes del mundo. Intentó explicar cómo convertirse en una de las empresas que están transfor-

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mando el mundo. Definió lo que denomina las 5 lecciones esenciales para generar la innovación en una compañía, que en inglés empiezan todas por efe: enfoque (focus), flexibilidad (flexibility), rapidez (fast), amigable (friendly) y divertido (fun). Destacó especialmente el enfoque de altura, que consiste en ir mucho más allá de las miras habituales de una compañía. Por ejemplo, citó la repercusión del caso de IBM, que lanzó una campaña con el lema la innovación que importa al negocio y al mundo, o la de Procter & Gambe, con actividades que mejoran la vida de los consumidores del mundo, ahora y en las próximas generaciones. Un gurú provocador Otra intervención fue la de Ray Kurzwell, uno de los gurus más provocadores sobre el impacto de la tecnología en el futuro. En 1974 inventó la primera máquina de lectura para personas invidentes, basada en un escáner y un ordenador que sintetizaba por voz de forma básica el texto. Para este pensador, el desarrollo tecnológico sigue una pauta de desarrollo exponencial y es bastante predecible. Lo que ya no es tan predecible es cómo se aplicarán estas tecnologías en el futuro. En definitiva, la capacidad tecnológica se dobla cada año, según el modelo con el que trabaja nutrido con datos desde hace más de 30 años. Además, el desarrollo tecnológico también puede inducir deflación. Un ejemplo es el iPhone, de Apple Computer, que en un año ha doblado su memoria y potencia de proceso, mientras que su precio se ha reducido a la mitad. En este contexto, el aumento supondría multiplicar por cuatro. Afirmó que predecir es muy importante para ajustar el timing en el desarrollo de la innovación y sus consecuencias, ya que un proyecto puede tardar en desarrollarse años, pero las circunstancias en hábitos y tecnología dis-

■ Se ha desarrollado un atlas virtual en el que quedan cartografiados los diferentes nodos de innovación.

ponible a su conclusión pueden haber variado sensiblemente desde el inicio. Como ejemplo, mostró el desarrollo que está liderando de un dispositivo para invidentes, parecido a un teléfono móvil, y que sirve para escanear documentos y poder oírlos en tiempo real, con el aparato manipulado a distancia de la escena. El software es complicado, porque tiene que efectuar las labores propias de captación de imagen y reconocimiento de texto, pero tiene que avisar y guiar al usuario, mediante mensajes de voz, sobre cómo tiene que variar la orientación del dispositivo hacia el documento o pared. El software se desarrolló en unos cinco años, con la previsión en mente de la potencia dis-

ponible en el 2008 de un teléfono móvil. Hizo pronósticos de la capacidad tecnológica para dentro de 20 años. Algunos de ellos son los siguientes: un ordenador de 1.000$ será capaz de tener 1.000 veces la capacidad de proceso del cerebro humano; se completará el proceso de ingeniería inversa del cerebro; los ordenadores pasarán la prueba de Turing; la inteligencia no biológica combinará con éxito, por un lado, la fortaleza del reconocimiento de formas de la inteligencia humana y, por el otro, la velocidad, memoria y conocimiento compartido de las máquinas. Por último, está trabajando en un sistema que permita a los individuos comunicarse en-

■ Uno de los momentos de las jornadas.

tre ellos, independiente del idioma que se expresen. El proyecto tiene en cuenta el desarrollo de las telecomunicaciones y de la inteligencia artificial para que sea una realidad en el futuro con el software de hoy. Kurzwell mostró un video en que se hacía una demostración de este proceso en tiempo real, pero con un ordenador de sobremesa, en que hablaba con un interlocutor alemán, francés o español. El software era capaz de utilizar variables contextuales que posibilitaban una tasa de error muy baja. Piensa que en unos pocos años el dispositivo que correrá el programa tendrá el tamaño de un iPod o similar. Por último, habló Michael Eisner, que fue el Director Ejecutivo de Walt Disney y actualmente es el fundador de una compañía que produce contenidos para la Web 2.0. Este interlocutor hizo mucho énfasis en promover a nivel de compañía una cultura que sea más tolerante con el fallo, como contrapunto a la que intenta evitarlo a toda costa. De alguna forma, venía a decir que para que las ideas se transformen en éxitos, y el proceso, a su vez, se acelere, quizá se tenga que doblar el número de fallos, por ejemplo.

Xavier Alcober

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Eventos

Día

Ferias y congresos

Ciudad

21al 24 Motek 2009 Sttutgart septbre. Feria Industrial: sistemas robotizados, automatización de producción, electrónica Neue Messe Stuttgart

Día

Cursos y seminarios

2 al 4 XXX Jornadas septbre. de Automática Jornadas sobre automática. CEA

Ciudad Valladolid

www.automatica2009.uva.es

www.motek-messe.com

22 al 24 Power Expo Zaragoza septbre. Feria internacional del hidrógeno y pilas de combustible Feria de Zaragoza

1 oct. al 1 junio 2010

www.feriazaragoza.es

22 al 24 Wind PowerExpo Zaragoza septbre. 7ª Feria internacional de la energía eólica Feria de Zaragoza www.feriazaragoza.es

5 al 10 octubre

5 al 9 octubre

BI-MU M-H y automatización Fiera Milano

Milán

www.bimu-sfortec.com

13 al 15 octubre

www.enerclub.es

28 sept. al 2 oct.

EMO Milán Máquinas-Herramienta y metalurgia Fiera Milano www.emo-milan.com

P-MEC Europe Industria farmacéutica Ifema

Oct./Nov. Enertrónica y Mecatrónica Barcelona Enertrónica: Comunicaciones en el sector eléctrico. Funcionamiento del mercado eléctrico. Mecatrónica: Control de posición Qué es y cómo funciona. CITCEA-UPC (Aula Schneider) www.citcea.upc

14 al 20 novbre.

30 oct.al ETH Wetzlar (Alemania) 1 novbre. Feria y congreso de bioenergía y energías renovables Kongress und Kulturzentrum www.energietage.com

17 al 20 novbre.

MIDEST Subcontratación industrial Reed Expo

Medición de variables Barcelona Presión, caudal, nivel y densidad de líquidos. Tiempo Real, S.A. www.tiemporeal.es

Madrid

www.p-mec.com

Curso Superior de Negocio Madrid Energético Energía, política energética, medio ambiente, sostenibilidad, economía, financiación, comercialización y uso final de la energía. Enerclub

París

Encuentro empresarial en Jordania y Siria Intercambio comercial entre empresas jordanas, sirias y españolas de todos los sectores industriales, especialmente de los sectores de bienes de equipo, construcción, infraestructuras y medio ambiente, maquinaria para la industria e ingeniería, entre otros. Cámara Oficial de Comercio e Industria de Madrid. www.camaramadrid.es

www.midest.com

24 al 26 novbre.

SPS/IPC/DRIVES Nüremberg Sistemas y componentes para automatzación Mesago

16 y 17 novbre.

SAICA 2009 III Seminario de aplicaciones industriales de control avanzado EEE Operations Center

Madrid

www.ieee-ias-css.es

www.mesago.de/en/SPS/main.htm

30 nov. al 3 dic.

BCN Rail Industria ferroviaria Fira de Barcelona www.bcnrail.com

Barcelona

26 novbre.

AMFE Valencia Análisis modal de fallos y efectos en el diseño y desarrollo de producto Instituto Tecnológico Metalmecánico (Aimme) www.aimme.es

¿Aumentar la eficiencia energética un 25%? Una solución completa de sistemas eléctricos y de automatización de ABB ha permitido, a la mayor planta de aluminio de Europa, aumentar su eficiencia energética un 25% y al mismo tiempo incrementar su productividad. Enfocando nuestra investigación y desarrollo en mejorar el rendimiento y en la conservación de los recursos, trabajamos de forma continua para ahorrar energía y dinero. Y conservar el medioambiente. www.abb.com/energyefficiency. Para más información contacte con ABB al 902 535 500.

Por supuesto.

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Mercados

Las energías renovables tiran del mercado

Aumenta la demanda de convertidores CC/CA l mercado mundial de convertidores de corriente continua en corriente alterna para aplicaciones en el sector de las energías renovables mantiene una tendencia ascendente, gracias a los incentivos y a las ayudas de la Administración. Es así como un informe de la consultora Frost & Sullivan reconocía unos ingresos del mercado mundial de convertidores CC/CA de unos 2.290 M$ en 2005 y unas previsiones de elevar la cifra a 6.890 M$ en 2012. De todos modos, a pesar de que la recesión económica también pueda hacerse notar sobre el sector de las energías renovables, no tendrá los efectos observados en otros sectores de actividad, ya que las tecnologías renovables se presentan como alternativas de futuro en la generación de energía.

Las aplicaciones de los convertidores CA/CC en las energías renovables representan una oportunidad de negocio para los suministradores en todas las áreas geográficas del mundo, donde se benefician del impulso de las administraciones públicas a favor de las fuentes de energía renovables.

Por otro lado, los convertidores CC/CA suponen una solución fiable, eficiente y funcional y están en condiciones de satisfacer las necesidades y requerimientos tanto de las regiones desarrolladas como de las que se encuentran en vías de desarrollo. Además, la expansión de sistemas de energías renovables y el creciente interés y desarrollo de estas tecnologías, junto con la desconfianza de los consumidores en la disponibilidad de la red eléctrica que hace que se busquen soluciones alternativas

para la construcción residencial y comercial, son algunos de los factores que pueden contribuir a impulsar el mercado de los convertidores CC/CA, especialmente en el segmento de la energía solar. En el mercado norteamericano, añade la citada fuente, la toma de conciencia de los consumidores ha dado origen a un fuerte aumento de las ventas minoristas para el sector de automoción y otros sectores. Asimismo, se registra la emergencia de nuevos segmentos del mercado relacio-

Microcélulas de energía

La falta de estandarización limita la expansión del mercado os diseñadores de equipos plantean cada vez más exigencias a los suministradores de baterías, en el sentido, por ejemplo, de que las baterías químicas actuales arrojen mayores niveles de eficiencia. De ahí que haya numerosas alternativas de almacenamiento de energía actualmente en fase de desarrollo, de manera que se conviertan en la próxima generación de fuentes de energía o en dispositivos complementarios de las baterías actuales para alargar su tiempo de actividad. Las microcélulas de energía, según Frost & Sullivan, alcanzarán los 75 millones de unidades en 2013, beneficiándose así de la demanda proveniente del mercado de dispositivos portátiles robustos para uso industrial que requieren fuentes de alimentación más eficientes, de menor coste, más pequeñas y más ligeras. La oportunidad de negocio para las microcélulas radica en que alargan el funcionamiento de los dispositivos portátiles industriales que operan en condiciones extremos de suciedad, temperatura y vibraciones y han de ser resistentes a los choques con superficies duras. Las baterías de níquel y litio que se utilizan actualmente en este tipo de dispositivos industriales han aumentado muy poco su densidad de carga (entre el 1% y el 2% desde 2002), mientras que las exigencias de los dispositivos portátiles en lo que se refiere a la energía van en aumento. Las microcélulas aparecen como una solución prometedora a esas exigencias, lo que lleva a estrechar la colaboración con los fabricantes de maquinaria para el diseño y distribución de los cartuchos de recambio. Sin embargo, advierte la citada consultora, la falta de estandarización en cuanto a diseño del cartucho y la composición podría ralentizar el proceso de expansión del mercado de la microcélulas.

nados con la gestión y seguridad domésticas con una potencial demanda de convertidores. Dada la madurez de la tecnología, los suministradores se están concentrando en identificar nuevos sectores para aumentar su cuota de mercado. Sin embargo, la falta de diversificación puede llevar a que los suministradores se concentren excesivamente en el mercado al que sirven y les impida entrar en otros mercados de usuarios finales. Por otra parte, aunque los suministradores se encuentran bien establecidos en las áreas geográficas donde están presentes, lo que puede disuadir a otros suministradores a la hora de extender geográficamente su actividad hacia nuevos mercados, también hay que reconocer que los suministradores locales ven aumentar la demanda de productos dentro de cada área geográfica. ■ AeI

Flashes de mercado u Según la analista de mercados NanoMarkets, las previsiones de volumen de mercado para los productos que utilizan baterías impresas en 2015 apuntan a la cifra de 1.500 M$, con un valor para las baterías de 200 M$. La citada analista identifica las oportunidades y estrategias de mercado para las baterías impresas, toda vez que la penetración de la tecnología RFID (identificación por radiofrecuencia), que se anunciaba como el arrinconamiento definitivo de las baterías impresas, es más lento de lo previsto. u La firma Finjan, especializada en seguridad informática, ha evaluado el nivel de extensión de ordenadores infectados en todo el mundo por una organización delictiva de Ucrania en 1,9 millones de unidades pertenecientes a empresas, gobiernos y consumidores privados. El mayor porcentaje de ordenadores infectados se registra en EE.UU. (45%), Reino Unido (6%), Canadá (4%), Alemania (4%) y Francia (3%). u El mercado mundial de motores de inducción de CA se ve condicionado por la decreciente actividad de la economía mundial, lo que hace prever una reducción del mercado de más del 7% en 2009, compensado en parte por el crecimiento, aunque más moderado, de la demanda en China, según IMS Research. Otro factor que afecta negativamente a los motores de inducción CA se refiere a las disposiciones legales sobre eficiencia energética, que dichos motores no alcanzan.

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Mes a mes

La columna de Laura Nuclear sí, nuclear no

No me importa confesarlo, yo soy pronuclear. Tampoco me importa a mi confesar que soy antinuclear. Lo oigo en la radio. El primero es un habitual tertuliano, el segundo es un político. De nuevo se ha puesto de rigurosa actualidad el debate sobre la energía nuclear. Después de la moratoria decretada por el primer gobierno de Felipe González, las centrales nucleares dejaron de aparecer en los periódicos. La moratoria supuso la paralización de las obras de 5 centrales que estaban en proyecto, así como la propuesta de cierre de las que estaban en funcionamiento cuando finalizara su periodo de vida (30 años se decía en aquel momento y 40 después). Por cierto, que para compensar a las compañías eléctricas implicadas en los proyectos de las pérdidas que ocasionaba su suspensión (729.000 millones de pesetas), el Estado aprobó una disposición que ha permitido a dichas compañías incrementar la factura eléctrica de todos los españoles, primero en un 1,72% y, a partir de 2006, en un 0,33% hasta el año 2015. La famosa moratoria la estamos pagando entre todos. Ya es curioso que ahora el ex presidente se convierta en acérrimo defensor de la energía nuclear. Ahora, cuando la central de Garoña ha cubierto largamente su periodo de vida y se plantea la posibilidad de su cierre, el debate ha vuelto a llenar las páginas de los periódicos y, al igual que ocurrió hace más de 25 años, de nuevo son pocos los artículos con reflexiones matizadas, que aporten información objetiva y que planteen preguntas. En general, se trate de políticos o de comentaristas, se descubre desde el primer momento su incondicional sí o no a la energía nuclear. En todo caso, lo que no dudo que sea cierto es que la tecnología actual respecto a los reactores debe haber mejorado muchísimo en los más de 40 años transcurridos desde que se instalaron en España las primeras centrales nucleares y que, en consecuencia, también ha mejorado notablemente su seguridad. Por tanto, en este aspecto cabe estar de acuerdo con los pronucleares. Lo sorprendente es que en este país parece que a estos pronucleares les preocupe poco o nada el aspecto que es más objeto de debate en Europa y en EEUU: los residuos. No se trata de un tema baladí. No son residuos cualquiera sino productos radioactivos cuya actividad tendrá según su intensidad una muy larga vida (60 años en el caso de intensidad baja, 300 en los de intensidad media y millones de años en los de alta intensidad). En una entrevista, aparecida recientemente en la revista francesa Usine Nouvelle, Thomas Grumbly, vice-presidente de energía y de los servicios de seguridad de Lockheed Martin Corp. (una empresa de tecnología que tiene como uno de sus principales clientes al Ministerio de Defensa de EEUU) afirmaba que la solución de los residuos nucleares será la que determinará el número de centrales nucleares en EE UU. Desde la construcción de las primeras centrales, se han planteado dos opciones para la gestión del combustible tras su paso por las centrales: almacenarlo o recuperar el plutonio tras un complejo proceso de reprocesado. Las dos opciones tienen sus pros y sus contras, según los es-

pecialistas. Francia, Reino Unido, Rusia, Japón e India han optado por el reproceso, pero ello empieza a cuestionarse ante los altos costes que implica. EEUU y también España han preferido almacenar los residuos no sin que ello no provoque problemas técnicos y políticos. El hecho es que ningún país del mundo ha encontrado una solución para guardar definitivamente el combustible gastado o los residuos de alta actividad procedentes del reproceso. En la citada entrevista, Grumbly afirma que saber qué hacer de los residuos nucleares tiene todavía muchos problemas técnicos. De todos modos, el vice-presidente de Lockheed Marin comenta que ahora se sabe algo más de los residuos más peligrosos y pasa a explicar cómo en Handford (Richland) tenían unas docenas de contenedores subterráneos con residuos líquidos muy radioactivos, se observó cómo en uno de los contenedores se había desarrollado una reacción química en la que se producía una gran cantidad de hidrógeno gaseoso. Como es sabido, el hidrógeno es potencialmente inflamable y, según Grumbly, con 30 días habría salido suficiente hidrógeno para que se formara una burbuja suficientemente grande que podía provocar la explosión del contenedor, lo que dispersaría los residuos nucleares a la atmósfera. En un primer momento, se optó por cambiar el contenedor cada 20 días con todo lo que ello suponía, sin embargo, ahora hemos encontrado la solución, una solución, por cierto, que no explica en la entrevista. Desde los años 80 en EEUU viene estudiándose la posibilidad de crear un gran cementerio en el interior de la montaña de Yucca (desierto de Nevada), pero parece que ello conlleva muchos problemas técnicos y políticos, de forma que el nuevo ministro de energía de la Administración Obama, el premio Nobel de física Steven Chut, ha determinado que no vamos a concentrar nuestros residuos nucleares en Yucca. El debate en aquel país sigue vivo e intenso. Mientras, en España parece que este debate interesa poco. De momento, los residuos de media y baja intensidad se almacenan en estado sólido y mezclados con hormigón en bidones que se ubican en el llamado cementerio nuclear de El Cabril, en la provincia de Córdoba, y los residuos de alta intensidad permanecen en las piscinas de las centrales nucleares en contenedores que están a 12 metros de profundidad durante tres años, tras los que se pueden reprocesar. Pero estas piscinas están cada vez más llenas y se está buscando dónde ubicar un nuevo cementerio temporal para estos residuos, esperando, es de suponer, que se llegue a la solución ideal para este reprocesado. Recuerdo el optimismo de los expertos allá por los años 60 del pasado siglo, convencidos que la evolución tecnológica convertiría el plutonio usado en una de las fuentes más importantes de energía, pero después de más de medio siglo observamos que, de momento, el tema de los residuos nucleares sigue siendo el gran escollo para pasar a engrosar las filas de los entusiastas pronucleares que últimamente aparecen por todas partes. Laura Tremosa Coordinadora del Consejo de Redacción Automática e Instrumentación

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Montserrat Grima Moscardó, responsable de ventas y marketing en ABB S.A. Automation Products-Accionamientos

“Ya se ha asumido que el variador es un elemento fiable en la instalación”

Automática e Instrula clara incorporación del mentación (AeI). ¿Cuál variador en la mayoría de es en la actualidad la orlos procesos. Podríamos ganización de las dividecir que ya se ha asumisiones dentro de ABB? do que el variador es un ¿La división de accioelemento fiable en la insnamientos sigue fortalación. mando parte de ABB Automation Products? AeI. Pero según previMontserrat Grima siones realizadas por (MG). En la actualidad los analistas del merABB está formada por 5 dicado mundial, los mervisiones: Power Products cados de accionamien(transformadores, equipos tos están notando una de alta y media tensión, inclara desaceleración. terruptores, relés de autoDesde la división de accionamientos ¿Cómo está afectando matización), Power Sysla crisis a esta rama de de ABB se están realizando importems (subestaciones, ABB? ¿Cómo se hace tantes esfuerzos fundamentalmente frente a ella? ¿Qué imFACTS, HVDC, HVDC en dos campos: el de las energías re- portancia tiene en la Light, automatización de plantas y redes), Process novables, con la eólica a la cabeza se- actualidad el sector de Automation (sistemas de guida de la termosolar, y el del aho- las energías “alternacontrol y soluciones adaprro energético. Para su responsable tivas”? tadas para automatización MG. Está afectando, es se trata de buscar una reacción en ca- evidente. Las dificultades de industrias de proceso), dena y conseguir que sean los propios a la hora de pedir finanRobotics (robots, equipos usuarios los que demanden aquellos ciación están haciendo periféricos y soluciones modulares de fabricación equipos que les ayudan a gastar me- que nuestros clientes tenpara la industria), y Autonos energía, a ser más eficientes ener- gan problemas para poder mation Products (equigéticamente hablando y a contribuir realizar inversiones, en espos de BT, motores, acciopecial en proyectos de exa la reducción de emisiones de CO2. portación y en fabricannamientos, electrónica de potencia, automatización tes de maquinaría. Para e instrumentación). A su hacer frente a esta situavez, la división de Accionamientos, de cado de los accionamientos ha reción, desde ABB se están trabajando cuyas ventas y marketing soy la resgistrado importantes crecimientos, diferentes campos. Uno de ellos –el ponsable, pertenece a la división de en especial gracias a la eficiencia que nos está dando más alegrías–, Automation Products. energética, en proyectos relacionaes el sector de las energías renovados con obras publicas, como desables con la energía eólica a la cabeAeI. ¿Cuál es la cifra de factuladoras o estaciones de bombeo y, za. También la energía termosolar ración de esta división en Espacomo no, en nuevas aplicaciones está evolucionando de forma muy ña y qué crecimientos está obcomo las asociadas a la energías repositiva y, finalmente, se está trabateniendo estos últimos años? novables, tanto solar como eólica. El jando en esa fuente de energía tan imMG. En el año 2008, la facturación sector industrial, en general también portante que no es otra que el proalcanzó una cifra récord, pues el merha ayudado a estos crecimientos por pio ahorro energético.

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En la actualidad, el 65% de la energía eléctrica consumida en la industria se utiliza en motores eléctricos. Estos motores pueden ser accionados por un variador y en ciertas aplicaciones como bombas, ventiladores y compresores podemos obtener ahorros de hasta el 50%. Además, en cualquier aplicación podemos mejorar el proceso y llegar a producir más con el mismo consumo; eso también es ahorro energético. Para ayudar a nuestros clientes a encontrar aquellas aplicaciones susceptibles de mayores ahorros, desde ABB ofrecemos auditorías energéticas centradas en las aplicaciones de motores eléctricos, realizamos los cálculos de ahorro, de posible reducción de CO2 y de amortización y posteriormente formamos a nuestros clientes para que ellos mismos sean capaces de hacerlo. Se trata de buscar una reacción en cadena. AeI. ¿Y en estos momentos el cliente es susceptible a invertir más para gastar menos energía? MG. Si, actualmente existe más conciencia de amortización y posterior ahorro. En el mercado se está notando un cambio importante respecto a la visión de la inversión, no viendo solamente la inversión inicial sino teniendo en cuenta el funcionamiento de la instalación, es decir, los costes son la compra más el coste de energía en 10 años de funcionamiento; con ello se obtiene el coste total y hace valorar la inversión final. AeI. ¿Cuál es el esfuerzo inversor que realiza ABB en Investigación y Desarrollo? MG. Teniendo en cuenta que cada 2 años tenemos un nuevo equipo en el mercado, que o bien sustituye a uno existente o bien cubre nuevas aplicaciones o mercados, estamos hablando de un esfuerzo inversor muy elevado, del orden de un 4% de la facturación en la unidad de negocio a nivel mundial. Un aspecto a destacar es la participación que tenemos desde España en los grupos

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“En la actualidad, el 65% de la energía eléctrica consumida en la industria se utiliza en motores eléctricos. Estos motores pueden ser accionados por un variador y en ciertas aplicaciones como bombas, ventiladores y compresores podemos obtener ahorros de hasta el 50%.” “En cualquier aplicación podemos mejorar el proceso y llegar a producir más con el mismo consumo; eso también es ahorro energético. Para ayudar a nuestros clientes a encontrar aquellas aplicaciones susceptibles de mayores ahorros, desde ABB ofrecemos auditorías energéticas centradas en las aplicaciones de motores eléctricos.”

de desarrollo de producto. Actualmente hay 4 personas del departamento de producto involucradas en el desarrollo de nuevos productos y buscando las necesidades del mercado español para que queden reflejadas en las especificaciones de producto. AeI. ¿Dispone ABB de equipos que devuelvan la energía a la red? ¿Hacia dónde cree que evolucionarán estas tecnologías de energía regenerativa? MG. En nuestra gama ACS800 disponemos de los equipos ACS80011 y ACS800-17. Se trata de equipos regenerativos y que actualmente estamos instalando en diferentes aplicaciones donde existe regeneración desde la carga. Con esta tecnología nos está pasando lo mismo que con el ahorro energético en general: cada vez es un punto más valorado por parte del cliente y lo que nos piden

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son amortizaciones y cálculos para poder justificar la inversión. Respecto al tipo de tecnología, en ABB tenemos un equipo con la máxima fiabilidad gracias al inversor de entrada con tecnología de IGBT. Esta solución no sólo repercute en la posibilidad de regenerar, sino también en mejoras de la instalación, con un cos fi = 1. Aplicaciones típicas son centrifugas, grúas, ascensores, prensas, etc. Todas las funciones de un convertidor regenerativo, como la unidad de alimentación activa, el filtro LCL y los circuitos de carga, están integrados en el convertidor. Esto permite ahorrar tiempo y espacio durante la instalación y puesta en marcha, ya que el equipo viene probado por completo de fábrica. Con la misma tecnología en el inversor de entrada (IGBT), también disponemos de un equipo de bajos armónicos, con una tasa de THD del orden de 3%, que ayuda a trabajar en aquellas redes con un factor de potencia bajo o en instalaciones susceptibles a los armónicos. Con este producto, denominado ACS80031/37, también estamos teniendo una muy buena acogida en el mercado. Se trata de una solución robusta y completa gracias a la cual el cliente no debe preocuparse de la red. Es una solución sencilla integrada en el propio variador, sin necesidad de elementos externos. Es necesario recordar que los armónicos pueden producir pérdidas adicionales en el sistema así como paradas intempestivas, lo que ha generado un crecimiento en la demanda de soluciones. AeI. ¿Cómo afecta la eficiencia en el motor eléctrico? ¿Y la nueva normativa IEC/EN 60034-2-1: 2007-09? MG. En tres meses, un motor consume en energía eléctrica lo mismo que ha costado, por lo que una mejora de un 3% en la eficiencia de un motor eléctrico afecta directamente en la factura eléctrica de la compañía. Por poner un ejemplo numérico:

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si tenemos en una planta 34 motores de eficiencia estándar de potencias comprendidas entre 11 y 45Kw, con un consumo de 663 KW, lo que nos da un consumo de 3.978.000KW/h y una factura eléctrica (teniendo en cuenta el precio de la energía a 0.06 €) de 238.680 €, y mejoramos la instalación sustituyendo esos motores por motores de alta eficiencia obtendremos una mejora media del 3%, lo que nos llevará a un ahorro anual de más de 7.000 €. Si además encontramos aplicaciones donde el variador nos aporte ahorros podremos tener mejoras muy importantes en la factura eléctrica. Por lo que respecta a la normativa IEC/EN 60034-2-1: 2007-09, ésta introduce nuevas reglas que conciernen a los métodos de medir la eficiencia. Reemplaza a la norma IEC/EN 60034-2:1996 que se usaba en conjunto con la clasificación de eficiencia europea EFF1, EFF2, EFF3.

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“Con los equipos regenerativos (los que devuelven energía a la red) nos está pasando lo mismo que con el ahorro energético en general: cada vez es un punto más valorado por parte del cliente y lo que nos pide son amortizaciones y cálculos para poder justificar la inversión”. AeI. ¿La eficiencia del motor es la misma DOL que en trabajo con variador? MG. No, definitivamente los datos que se dan en catálogo son los del motor trabajando directo a la red. Para el caso de trabajo con variador, la eficiencia es la del conjunto, no se tiene sólo en cuenta el variador y el motor, sino que se cuenta con cables, instalación y, sobre todo, la aplicación. En una aplicación con variador podemos programar parámetros

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de ahorro como optimización de flujo o trabajo con baja carga, que afectan directamente al consumo de la aplicación. AeI. Y cambiando de tema, parece que en España siguen siendo los fabricantes los encargados de programar las aplicaciones de los clientes. ¿Qué opinión tiene al respecto y cuál cree que será la tendencia en este sentido? MG. Programar las aplicaciones de los clientes es el valor añadido que podemos dar los fabricantes ante un mercado cada vez más competitivo. Es por ello que se trata de un servicio en alza; por otro lado, de cara a poder seguir creciendo sin llegar al colapso, desde los fabricantes se trabaja la formación de clientes y la participación de partners que realizan una labor fundamental y cercana al cliente. Cristina Bernabeu

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Productos

Sistemas eléctricos y electrónicos

Un conjunto de herramientas de software y hardware permiten utilizar un modelo único para simular, probar y validar los sistemas electrónicos en tiempo real de forma que permiten reducir costes, plazos y los riesgos asociados a la concepción de los sistemas complejos.

Simulación y validación en tiempo real

■ Ejemplo de aplicación Power Hardware in the loop con RT-LAB.

s bien sabido que los sistemas eléctricos y electrónicos son cada vez más complejos y la detección de errores lo más pronto posible de la etapa de diseño puede suponer importantes ahorros de tiempo y de dinero. Disponer, por tanto, de simuladores virtuales que, en tiempo real, permitan interactuar con el mundo real puede constituir una excelente herramientas para diseñadores y proyectistas. En este sentido, la empresa Viveris Technologies, distribuidora en exclusiva para Francia y España de los productos de la canadiense Opal-RT, ofrece un conjunto de soluciones que vienen a convertirse en una estimable ayuda para el desarrollo y ensayo en tiempo real de sistemas muy diversos. Opal-RT, empresa canadiense ubicada en Montreal, desarrolla desde 1997 plataformas para realizar pruebas en tiempo real cuyas aplicaciones están espe-

cialmente dirigidas al control y al mando avanzado en electrotécnica, a la propulsión eléctrica e híbridoeléctrica, a los microgrids, a los convertidores de potencia, y a las redes y sistemas eléctricos así como a los sistemas innovadores de generación como el eólico, el fotovoltaico o el almacenamiento inercial. La oferta Opal-RT incluye licencias genéricas para la simulación en tiempo real (RT-LAB), bibliotecas MATLAB/Simulink y hardware

Opal-RT para responder a los retos electrónicos, así como hardware COTS aplicaciones como las que se describen a continuación. Simular un sistema y... Mediante la herramienta RT-Lab, que permite la integración de modelos descritos en entornos variados (como MATLAB/Simulink, AMESim, Dynasim, ADA, C, etc.), puede interactuarse en tiempo real con el mundo real, con la creación de prototipos rápidos de

Dos importantes eventos el 30 de agosto al 2 de septiembre tiene lugar

D la conferencia Real Time 2009 en Montreal dirigida a los usuarios e interesados en las tecnologías descritas. Del 8 al 10 de septiembre tendrá lugar en Barcelona la conferencia European Power Electronics And Drives Association (EPE) en la que Viveris Tecnologies, junto con Opal-RT, presentarán las herramientas RT-Lab. Durante este evento, Opal-RT y sus partners de I+D, tal como el G2eLab de Grenoble en Francia, también presentarán una ponencia sobre el uso de sus soluciones en el campo del Power Hardware in the loop (PHIL).

forma que los proyectistas puedan ensayar y preparar normas de control en una fase muy temprana del ciclo de desarrollo. De este modo, se podrá pasar directamente de la creación del modelo a su puesta en marcha en condiciones reales. Es interesante señalar que RT-Lab permite el uso de interfaces de usuario fáciles de utilizar así como la automatización de los ensayos (con LabView, soluciones OPC, scripts Python, y muchas otras). …probar, validar e integrar Viveris Technologies dispone también de sistemas destinados a las pruebas y a la validación de sistemas de control durante las fases de desarrollo, pre-producción y producción (Hardware in the loop y Power Hardware in the loop, HIL y PHIL). Tanto los sistemas de simulación como los de prueba y validación permiten a los ingenieros construir la solución que consideren más idónea para satisfacer sus necesidades. Lo interesante de esta tecnología es que se trata de una ar-

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Productos quitectura abierta, basada en componentes de hardware y software estándares. Por otra parte, existen numerosos controladores disponibles para comunicar el simulador con tarjetas de entrada y salida de muy diversos tipos. Si se trata de aplicaciones muy exigentes, el cálculo distribuido en procesadores informáticos OS QNX o RedHawk y en FPGA (una tecnología de software exclusiva, como solvers y blocksets compatibles con Sim Power Systems) permite realizar cálculos en tiempo real con un altísimo rendimiento, para simulaciones HIL y sin compromiso. Para las aplicaciones eléctricas en concreto, RTLab es el único entorno que permite representar, en tiempo real, sistemas eléctricos complejos o que entrañen dinámicas rápidas (por ejemplo, de PWM a 10-30 Khz). Además, para reducir el tiempo de cálculo de las simulaciones o para la simulación de sistemas complejos, puede disponerse

también de simuladores con multiprocesadores informáticos. Acompañar a los usuarios Con el fin de facilitar el trabajo de los responsables del desarrollo de soluciones, Viveris Technologies acompaña a sus clientes en el desarrollo de proyectos específicos de simulación, proveyendo además de una integración personalizada, la formación adecuada y un conjunto de soportes y servicios técnicos adicionales. Empresa colabora-

dora de Opal-RT Technologies Inc., participa asimismo en el desarrollo tecnológico de la gama RT-Lab en sus oficinas técnicas, poniendo a disposición de los usuarios no sólo sus conocimientos sino también su amplia experiencia. Múltiples ventajas La primera ventaja que ofrecen las herramientas descritas es, sin duda, la reducción del tiempo de costes, plazos y riesgos asociados a la concepción de los sistemas complejos y a

los ensayos en condiciones reales al permitir una detección precoz de los errores de concepción en el ciclo de desarrollo. Por otra parte, permite una mejora de la productividad y una mayor representatividad de los ensayos simulados. A la vez vienen a completar las pruebas físicas de forma eficiente. También cabe señalar las ventajas de utilizar un modelo único durante todo el periodo de desarrollo. www.tech.viveris.com www.opal-rt.com

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Productos

Función de Cliente MRP dentro del propio interface de comunicaciones

Nueva generación de redes industriales rofinet-IO combina la facilidad de uso de un estándar ya consolidado como es el bus de campo Profibus-DP con la efectividad y capacidad de alto rendimiento que caracterizan el nivel físico del estándar Ethernet, pudiendo incluso compartir la infraestructura de red con otras comunicaciones Ethernet. Ha sido diseñado para dar un nivel de operación en tiempo real de forma segura, incluso con infraestructuras compartidas. Los rápidos datos de E/S cíclicos evitan las capas TCP/IP convencionales y los flags de prioridad en la trama Ethernet que se maneja aseguran que los mensajes de E/S puedan saltarse las colas de los switches de la red. Las estaciones de E/S remotas de SmartSlice de Omron incorporan un switch Ethernet de dos puertos, lo que hace posible la interconexión entre ellas como en las topologías de bus de campo lineales, sin tener que instalar hardware adicional, es decir, switches. El resultado

es un importante ahorro de costes, así como la reducción del tiempo que se necesita para su instalación y cableado. Profinet-IO es inherentemente fiable, pero para aplicaciones críticas, la disponibilidad del sistema puede mejorarse cerrando la estructura lineal o de bus de la red para formar un anillo. Cuando esto se hace, si se tiene algún problema de funcionamiento en alguno de los dispositivos conectados al anillo, la comunicación del resto de dispositivos no se verá afectada. EL MRP (protocolo de redundancia de medio) especificado por Profinet-IO

asegura recuperaciones mucho más rápidas que los típicos protocolos de anillo utilizados en redes IT. Y Omron ha construido la función de Cliente MRP dentro del propio interface de comunicaciones de SmartSlice como una característica estándar. Como motor de las herramientas de software para Profinet-IO, Omron utiliza su tecnología estándar FDT (Field Device Tool) que es completamente independiente de la red a utilizar. Este motor trabaja conjuntamente con plug-ins de software DTM (Device Type Manager), que son producidos por los fabricantes de dispositivos

La nueva gama de productos para Profinet-IO de Omron ofrece versatilidad, sencillez de configuración, opciones de redundancia integrada y una comunicación basada en un estándar abierto. de campo para poder configurar las funciones de sus dispositivos. Y los ficheros convencionales de texto GSD(ML) son también soportados para la configuración de dispositivos de terceros. Donde los ficheros GSD(ML) sólo proporcionan parámetros básicos de configuración, los DTM presentan al usuario un optimizado GUI (Interface Gráfico de Usuario) para cada dispositivo, independientemente del tipo de red que se utilice. Esta cualidad elimina la necesidad de aprender cómo utilizar nuevas herramientas software cuando se cambia el sistema de comunicaciones, mientras que permite acceso total a características específicas de los dispositivos de cada fabricante. www.omron.es

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Empresas

Dassault Systèmes

Las redes sociales, última incorporación a PLM2.0

■ Los cuatro edificios de Dassault Systèmes Campus ubicados en 4 hectáreas de espacios verdes.

finales del pasado año, Dassault Systèmes inauguró su nueva sede central compuesta por compuesta por cuatro edificios de 5 pisos, funcionales y muy luminosos, ubicados en medio de 4 hectáreas de espacios verdes, situadas en Vélizy, en los alrededores de París. Bautizado como Dassault Systèmes Campus, la primera impresión que ofrece al visitante es que se trata de un lugar concebido para que quienes trabajen en él se encuentren en el mejor entorno donde imaginar, compartir y experimentar y, en definitiva, para desarrollar el trabajo colaborativo, uno de los objetivos de la amplia oferta de esta empresa. Nacida en 1981 de una colaboración con IBM para la promoción y venta de las primeras versiones del software Catia, Dassault ha pasado de ser una pequeña empresa con una docena de personas a ser un grupo que cuenta con más de 7.500 colaboradores repartidos en 153 sedes en 23 países y con 18 centros de desarrollo. Bajo el título de Devcon, Dassault Systèmes organiza anualmente una conferencia de usuarios y desarrolladores de sus soluciones. La de este año tuvo lugar los días 23 y 24 de junio.

Devcon 2009, las redes sociales como herramienta Si bien el pasado año la protagonista de esta manifestación fue su plataforma colaborativa V6, en esta ocasión y continuando con su estrategia de ofrecer herramientas para el trabajo en colaboración, presentó en su primera sesión plenaria su opción por las redes sociales como herramienta de trabajo, gracias a la colaboración con blueKiwi Software, pionero de redes sociales de empresa, con los que han firmado una alianza estratégica. En el marco de este acuerdo, blueKiwi Software va a beneficiarse de la tecnología de Dassault Systèmes y, sobre todo, de su gran presencia internacional. Como resultado del acuerdo, Dassault adquiere una participación minoritaria en blueKiwi Software. La utilización de las redes sociales en el mundo de las empresas revolucionará la forma en que los colaboradores trabajen e interactúen, afirmó Dominick Florack, vicepresidente de I+D de Dassault Systèmes en la presentación. El software blueKiwi permite a las empresas administrar redes sociales seguras con sus colaboradores, sus clientes y sus socios. Con su ofer-

Bajo la denominación de Social Innovation, la compañía francesa, líder en sistemas de diseño 3D y sistemas PLM, anuncia su nueva estrategia, que implica incorporar las redes sociales como una herramienta más de trabajo, que complementa su plataforma V6, un sistema PLM 2.0 que ofrece múltiples posibilidades para trabajar de forma relacional no sólo con sus colaboradores sino también con los propios clientes. ta Saas (Software as a Service) aporta una solución flexible y económica a sus clientes, integrando los servicios Web 2.0 más habituales (wikis, blogs, forums, flujos RSS y tags). De este modo, blueKiwi viene a completar la plataforma V6 de Dassault Systèmes, en cuya presentación hace un año se puso ya un especial énfasis en mostrar las posibilidades que ofrecía para trabajar de forma relacional no sólo con los colaboradores sino también con los propios clientes. La Social Innovation Bernard Charlès, director general de Dassault Systèmes, hizo en su presentación una especial referencia a las nuevas necesidades que plantea el mundo actual y en cómo no siempre las empresas son capaces de dar respuesta a las demandas que ahora les plantean sus clientes, pero es que además también los diversos colaboradores de las empresas tienen en general experiencias muy diversas, que no se aprovechan porque las propias formas de trabajar no lo facilitan: el entorno económico actual muestra un decalaje cada vez mayor entre las demandas de los consumidores y los productos que se les ofrecen. Los comportamientos

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Empresas y en línea habilitado para el dide los compradores han camseño. Las características de biado y también los colaboraescalabilidad y apertura de dores tienen hoy experienesta plataforma así como la facias muy diversas, lo que crea nuevas necesidades y cilidad de uso gracias a un inexige a las empresas adapterfase muy intuitivo se hace tarse a los nuevos tiempos. muy atractivo al usuario a juzEs precisamente para ayugar por la opinión de Odile dar a las empresas a esta adapDesforgues, responsable de tación a los nuevos tiempos ingeniería y calidad de Reque Dassault Systèmes ha nault, que comentó que propuesto en marcha su estrategia yectan, a partir de mediados denominada Social Innovadel próximo año, utilizar esta tion, que consiste, en palabras plataforma en todo el mundo de Charlès, en conectar a las para el desarrollo de sus aupersonas, las ideas o las extomóviles y motores. periencias virtuales gracias Dassault Systèmes anunció ■ La simulación que proporciona V6 permite al usuario a las capacidades que ofrecen que en los últimos meses la de la pieza o el objeto disponer de un prototipo virtual e actualmente las herramienplataforma V6 ha sido adoptainteractuar con el mismo. Ahora, a través de una red sotas de las redes sociales da en industrias de muy dicial podrá intercambiar opiniones e indicaciones gracias Nosotros hemos imaginado versos sectores (confección, a la colaboración de Dassault con el software blueKiwi. servicios en línea para coproductos de consumo, seminectar los dos mundos, de forma 3DVIA. Cuando la opción esté dispoconductores, aeroespacial, automóque se permita tomar parte a todos nible, se publicarán en 3DVIA.com los vil, construcción, etc.). y cada uno en los procesos de indetalles sobre cómo presentar los La versión V6R2010 viene a abrir novación, se trate de un colaboratrabajos que deseen incluir en la tienel PLM 2.0 también a la empresa pedor o un consumidor de la empreda. queña y mediana, incluyendo la posa. Colaborar con Dassault Systèmes sibilidad de colaboración en tiempo nos permitirá incorporar nuevas real en línea, habilitando la funcionaComprar modelos 3D desde experiencias de usuario a la colidad de cualquier diseño, todo ello munidad mydeco, que nos posibiwww.3DVIA.com en una única plataforma abierta y litará interactuar con la informaLos responsables de Dassault Systèescalable. ción virtual, dijo Brend Hoberman, mes aprovecharon también la confedirector ejecutivo de mydeco, y añarencia para anunciar sus planes de inDel CAD 3D a la social dió que el mercado 3DVIA permiticorporar en la comunidad de usuarios innovation rá integrar el diseño y la experien3DVIA un auténtico marketplace. En los 28 años transcurridos desde la cia de la comunidad web para Dichos usuarios (más de 100.000) creación de Dassault hasta hoy, la aprovechar y reutilizar nuestro podrán acceder de forma interactitecnología ha evolucionado tan esrico catálogo de objetos virtuales. va a vistas previas 3D de proveedopectacularmente que quienes nos sorres tales como Dosch Design o Wiprendíamos entonces con los primeUltima versión de la recase y, en caso de desearlo, ros diseños 3D difícilmente podíamos plataforma V6 comprarlas listas para usar a preimaginarnos que llegaría el día en que También en el encuentro Devcon de cios muy asequibles. sería posible no sólo la colaboración este año se presentó la nueva versión Anunciaron que en las próximas seen tiempo real de diseñadores ubicaV6R2010, presentando 42 nuevos manas (la conferencia se celebró el 23 dos en los cinco continentes, sino y 24 de junio) se lanzaría una versión productos V6 de soporte a los proceque además los clientes podrían conbeta limitada que incluirá más de 3.000 sos de negocio y todo tipo de industemplar y probar prototipos virtuales, modelos y que este primer lanzamientrias y una nueva oferta, V6PLM Excomentando en tiempo real la neceto se centra en la categoría de diseño press, adaptado específicamente para sidad o no de introducir las modificade interiores. En la primera semana empresas medianas y para pequeciones oportunas o elegir on-line el de agosto se abrirá también en versión ños grupos en las grandes organizadiseño que más les interese y adquibeta la tienda 3DVIA. Al principio, tociones. V6R2010 incluye también carirlo inmediatamente. dos los modelos en 3D básico se ponpacidades de modelado y simulación Recuerdo la tinta que hizo correr drán a disposición en varios formatos realista para proyectistas no experla necesidad de acortar tiempos enestándar, incluyendo 3 dxml, DAE y tos. tre la etapa de diseño y la de puesta La plataforma V6 ofrece un entor3 ds. A finales de año, 3DVIA.com irá en fabricación. Me pregunto si será no PLM integrado que responde perañadiendo selectivamente conteniposible acortarla aun más. fectamente a las necesidades en térdos de sus socios, así como de los meminos de colaboración en tiempo real jores diseñadores de la comunidad Laura Tremosa

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La propuesta de The Mathworks

Verificación anticipada para mejorar la calidad de los sistemas y reducir el plazo de los proyectos Juan Nasarre asegura que más del 60% de los errores en el proceso de diseño se producen en la fase de especificación, y que el 55% de esos errores se detecta en la fase de pruebas, lo que hace que sea más caro corregirlos.

uan Nasarre, el director general de Ventas para España y Portugal de The MathWorks, la compañía de origen norteamericano proveedora de software para procesos relacionados con la ciencia y la ingeniería, ha presentado en Madrid la metodología de trabajo denominada Verificación anticipada, que constituye una de las grandes funcionalidades en el campo del diseño industrial de sus dos familias estrella de productos, MatLab y Simulink, que integran a más de 90 herramientas específicas. En palabras del propio director de ventas de la compañía, MatLab es, por un lado, un lenguaje de programación científico y técnico de alto nivel, que permite programar algoritmos sin necesidad de ser programador profesional, además de un motor de cálculo muy potente que permite visualizar gran cantidad de datos de forma gráfica. Por su parte, Simulink es un entorno gráfico de diseño basado en bloques. El ingeniero –asegura Nasarre– puede tomar los componentes que forman su sistema y crear un modelo. Otras de sus características se refieren a su condición de

multidominio, es decir, que puede trabajar con componentes de diferentes especialidades ingenieriles. Lo que hace The MathWorks, en definitiva –declara Nasarre–, es ayudar a las empresas a poner el producto de la manera más rápida posible en el mercado. Para ello, la compañía nacida en Boston propone una metodología de diseño de sistemas soportada por su tecnología, en la cual hay que encuadrar la Verificación anticipada. Según aseguró el directivo de The MathWorks, tanto en el sector de la automoción como en el de la aerona-

vegación, las prioridades detectadas en los procesos de diseño de sistemas son la verificación y la validación y el modelado a gran escala, mientras que lo que se constata es una dedicación de esfuerzos igual o superior al 50% en tareas de verificación en la fase final de los proyectos. Según un informe de VDC, las razones que conducen a la demora en la finalización de los proyectos son, en primer lugar, unas planificaciones muy poco realistas (63,65%), seguidas de cambios en las especificaciones (58,8%); especificaciones inadecuadas (41,7%) y la complejidad de la aplicación (37%). Otro estudio, esta vez de ITRS, señala que la verificación funcional es todavía un reto sin resolver, que emplea los recursos de ejércitos de ingenieros de verificación y constituye una barrera infranqueable para poder progresar. Juan Nasarre asegura que más del 60% de los errores en el proceso de diseño se producen en la fase de especificación, y que el 55% de esos errores se detecta en la fase de pruebas, lo que hace que sea más caro corregirlos. En relación con esta realidad, lo que propone The MathWorks

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Empresas es una metodología de verificación anticipada que permite que tanto los errores como las correcciones se lleven a cabo en las etapas iniciales del proceso de diseño, es decir, en la de definición de especificaciones. Enfoques clave El director de ventas de la compañía propuso varios enfoques clave para la verificación anticipada. Por un lado, la captura de los requisitos utilizando una especificación ejecutable, esto es, mediante un archivo ejecutable en un programa, no en papel; y por otro, la utilización de modelos como banco de pruebas del sistema para algoritmos y componentes. Además, sería necesaria la simulación para evaluar cambios de diseño, interacciones entre los componentes y mediciones de todo el sistema, y la reutilización del banco de pruebas para la integración virtual del sistema en el proyecto desarrollado.

El directivo de The MathWorks expuso los casos en tres sectores de actividad en los que se podría llevar a cabo la verificación anticipada, con los consiguientes avances y mejoras derivados de su aplicación, y aseguró, basándose en un estudio de Aberdeen Group, que las mejores empresas, en un 58%, realizarían la simulación de sistemas, con el fin de emular los componentes de software y eléctricos integrados para predecir los comportamientos del pro-

ducto, y que en un 62% llevarían a cabo también la simulación del comportamiento del controlador en su entorno operativo mediante el modelo del sistema. Juan Nasarre realizó una proyección del retorno de la inversión que se deriva de la utilización de Simulink para el diseño de sistemas electrónicos, y la conclusión fue el logro de un ahorro superior al 56% de los costes directos. The MathWorks es una compañía norteamericana creada en 1984 y con sede en Boston. Emplea a 2.100 personas en 15 países y en 2008 logró unas ventas superiores a los 500 millones de dólares. En España se estableció mediante empresa propia en 2001 (anteriormente operaba mediante acuerdos con distribuidores) y su facturación supera los cinco millones de euros. Enrique Armendáriz

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Nuevos retos para la electrónica de potencia La electrónica de potencia existe en Europa desde hace más de cuarenta años. Durante este tiempo se han establecido unas nuevas reglas del juego. Los semiconductores de potencia y los circuitos integrados de control han sido los grandes protagonistas durante estos últimos años. Con esta base es ahora el momento de avanzar hacia las siguientes décadas con nuevos retos y oportunidades. La electrónica de potencia no está muerta, si no que está más viva que nunca. Y ahora le toca el turno de las aplicaciones de media tensión y gran potencia.

no de los principales retos sociales en Europa y también en el mundo entero es la reducción en el espolio de los recursos naturales. Esto pasa por reducir el consumo de materias primas, incluidas las necesarias para la producción energética. La reducción del consumo energético se puede hacer de dos maneras: o apagando la bombilla, o usando una bombilla que consuma menos pero que alumbre igual, o incluso más. El objetivo europeo de reducir un 20 % en el 2020 el consumo primario de energía pasa por aplicar las dos soluciones, aunque se centra más en la segunda. Es evidente que nadie quiere renunciar a su calidad de vida. En ambas soluciones, la electrónica de potencia juega un papel muy importante como tecnología habilitadora de la reducción del consumo energético. La electrónica de potencia juega un papel fundamental para mejorar la eficiencia en todo el proceso energético: empezando por la extracción de la energía primaria, sea del tipo que sea (carbón, petróleo, gas, nuclear, eólica, solar,…), pasando por el transporte y distribución, y terminando en el consumo. La única energía limpia, verde, es aquélla que no se consume. Que no se consume quiere decir que no se transporta y también que no se genera. Si algo tiene de particular la energía eléctrica es que sólo se ge-

U 40

nera la cantidad que se consume en cada instante. Hace falta siempre una transformación desde una reserva de energía (carbón, petróleo, gas, nuclear, eólica, solar,…) hacia la energía eléctrica, hacia una corriente que fluye entre dos puntos a distinto potencial. Se sabe, por ejemplo, que se puede ahorrar energía en sistemas de bombeo y HVAC (Heating Ventilation and Air-Conditioning), sustituyendo las válvulas de control de caudal por variadores de frecuencia. La inversión inicial se recupera rápidamente, ya que los costes energéticos de la vida del motor son mucho más altos que los costes de adquisición del equipo. También se están realizando esfuerzos tecnológicos y regulatorios en cuanto a los consumos de stand-by de los equipos. Las cifras dicen que con la energía de stand-by europea se podría ce-

rrar una central nuclear. En técnicas de iluminación también se están realizando esfuerzos importantes, con el desarrollo de los LED, cuya aplicación requiere de la electrónica de potencia. Nuevos materiales Como ya se ha dicho, la electrónica de potencia tiene que servir para mejorar la eficiencia energética de los sistemas, pero también se hace necesario mejorar la propia eficiencia energética de la electrónica de potencia. Aunque cada día aparecen dispositivos nuevos, con menos pérdidas, basados en semiconductores de silicio (Si), el futuro pasa por nuevos materiales basados en el carburo de silicio (SiC) e incluso en el carbono (semiconductores basados en diamante). El SiC ofrece muchas ventajas frente a los semiconductores de Si, en-

■ Diodo de SiC trabajando a 600°C. Cuando es polarizado, emite luz (Fuente: NASA).

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tre las que cabe destacar: • Mayor temperatura de trabajo, lo que permite usar electrónica de potencia en lugares donde ahora no es posible. • Mayor capacidad de corriente, lo que permite reducir el tamaño de los convertidores. • Mayor tensión de ruptura, lo que permite las aplicaciones de alto voltaje. • Bajo coeficiente de expansión térmica y conductividad térmica elevada, lo que simplifica el encapsulado y la refrigeración. Transformadores basados en electrónica de potencia Los transformadores están presentes en todos los sistemas energéticos eléctricos, desde los sistemas de generación, transporte y distribución hasta el consumo. También es bien sabido que aumentando la frecuencia de operación de estos transformadores se reduce el volumen y, por tanto, también el peso. Con los llamados transformadores basados en electrónica de potencia (Power Electronics TransformersPET) se pueden conseguir las funcionalidades básicas de adaptación de niveles de tensión y aislamiento de los pesados transformadores de baja frecuencia, pero también una nueva funcionalidad muy importante, que es el control total del flujo energético. Es lo que se podría llamar el verdadero transformador. Estos equipos están basados en una cadena de transformaciones, tal y como se puede ver en la figura superior, para la interconexión de dos sistemas. En aplicaciones de baja potencia (3 kW), esta solución es ya bien conocida y usada durante años, pero donde ahora está ganando terreno es en las aplicaciones de media tensión y gran potencia, como puede ser la generación eléctrica eólica, y también en sistemas de tracción ferroviaria. En la primera, la flexibilidad y la capacidad de gestión energética es su principal ventaja. En las dos últimas, el peso y el volumen es un factor clave. Esto es posible gracias a nuevos materiales magnéticos con elevada saturación (amorfos, 1,56 T y nanocristalinos,

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■ Transformadores de electrónica de potencia.

■ Sistema de traccion con PET.

■ Sistema de generación eólica off-shore.

■ Interconexión de redes de diferentes frecuencias y tensiones mediante PET.

1,20 T) y bajas pérdidas, y también a la disponibilidad de semiconductores de alto voltaje y corriente (6,5 kV/750 A). El transformador es normalmente monofásico y trabaja a media frecuencia (1 kHz), a la espera de nuevos dispositivos y nuevos materiales magnéticos para trabajar a mayores frecuencias para poder reducir todavía más el volumen. En las aplicaciones ferroviarias con la catenaria en alterna de baja frecuencia (16 Hz-25 Hz), como en la se-

gunda figura, se puede reducir el peso en un 50% y el volumen en un 30%, a parte de la flexibilidad en la forma final del PET, que permite situarlo en cualquier parte del tren. Las aplicaciones de generación eólica, y sobre todo en las instalaciones off-shore (tercera figura), donde el peso y el volumen es un factor más importante que en las instaladas en tierra, esta topología permite, además, la fácil instalación de redes de tensión continua en alta o media tensión.

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■ Convertidor trifásico.

En el caso de la distribución de energía, los PET permiten interconectar redes de diferentes tensiones, y lo más relevante, de diferentes frecuencias, con un control total del flujo energético, dando lugar a las FACTS, Flexible AC Transmision System (figura inferior en página anterior). La reducción en volumen es importante en zonas urbanas, donde el impacto y el coste del terreno ocupado son elevados. Convertidores multinivel Las topologías básicas de convertidor usadas son el puente trifásico (figura superior izquierda) y el puente monofásico (figura superior derecha). Con estas topologías se puede conseguir la reversibilidad en ten-

■ Convertidor multinivel con acceso al punto neutro. (Diode clamp multilevel converter).

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■ Convertidor monofásico.

sión y corriente de los convertidores y, por tanto, que el PET trabaje en los cuatro cuadrantes. A pesar de las elevadas tensiones de los semiconductores disponibles (hasta 6,5 kV), las topologías de convertidores presentadas en las citadas figuras no se pueden usar en aplicaciones de media tensión. Es por lo tanto necesario desarrollar nuevas topologías que permitan, con estos semiconductores, llegar a los niveles de tensión requeridos. Los convertidores multinivel posibilitan la asociación serie de semiconductores, de forma que la tensión soportada por cada semiconductor esté dentro de su rango de trabajo pero la tensión total soportada por el convertidor sea más elevada.

Existen varias topologías de convertidores multinivel (figuras inferiores), pero la que está tomando más fuerza es la llamada MMC (Modular Multilevel Converter, figura en página siguiente). Esta topología conecta en serie varios convertidores en puente en H. De esta forma, se consiguen las tensiones deseadas, modularidad –ya que todas las celdas son iguales– y fiabilidad y redundancia, ya que se puede diseñar el convertidor para que si una celda fallara, se desconectara sin afectar el funcionamiento del convertidor. Las ventajas de los convertidores multinivel van un poco más allá. A parte de poder aplicarlos en media tensión, también permiten reducir el contenido de armónicos de alta

■ Convertidor multinivel con condensadores flotantes. (Flying capacitor multilevel converter).

■ Convertidor multinivel usando tres convertidores de dos niveles.

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■ Malla de catenarias de tranvías en una ciudad europea.

■ Convertidor multinivel modular. (Multilevel modular converter) (MMC).

frecuencia de la red, así como las pérdidas en conmutación, ya que posibilitan reducir la frecuencia de trabajo de los semiconductores. Por otro lado, como desventaja, las pérdidas en conducción aumentan, ya que la caída de tensión en los semiconductores es más elevada. Los sistemas de transmisión HVDC están también basados en convertidores multinivel. Recuperación de la energía de frenada Parece lógico aprovechar la energía de frenada de un vehículo en movimiento antes que disiparla en forma de calor. Pero para ello, la tecnología tiene que estar disponible. En aplicaciones ferroviarias, esto ya hace años que se hace, recuperando

la energía hacia la catenaria y poniéndola a disposición de otros trenes que circulen por la línea. Esto, si bien es un primer paso, tiene un rendimiento bajísimo, ya que la energía se tiene que inyectar a la catenaria mediante un convertidor y tiene que circular por la catenaria hasta otro tren, y muchas veces no hay otro tren para reaprovechar esta energía. Para mejorar la eficiencia, sería mucho mejor que esta energía se quedara en el propio tren y fuera reaprovechada en el siguiente proceso de aceleración. Pero para esto hace falta un elemento embarcado capaz de almacenar toda esta energía de frenada. Por suerte, la tecnología ha avanzado y gracias a los supercondensadores (ver AeI núm. 405) hoy en día es posible este tipo de aplicaciones. Y todo gracias a la electrónica de potencia, que permite controlar el flujo de los supercondensadores al sistema de tracción. Si bien para estas aplicaciones se podrían usar baterías, por su alta capacidad energética, los supercondensadores ofrecen mejores presta-

Para saber más www.grc.nasa.gov/WWW/SiC www.ifm.liu.se/matephys/new_page/research/sic www.ecpe.org www.areva-td.com/solutions/US_57_Our+Solutions+.html www.abb.com/industries/us/9AAC30300394.aspx www.allianz-pro-schiene.de/cms/upload/media/themen/ umweltbericht/workshops/20060919/07-Vortrag_ Kehl-060919.pdf

ciones por su alta densidad de potencia. En los procesos de frenado y arrancado se manejan grandes cantidades de energía en poco tiempo, lo que significa grandes potencias. Usando baterías se reduciría mucho su vida útil. Los supercondensadores, como las baterías, son celdas de baja tensión (2,5 V/350 F). Para llegar a tensiones utilizables de forma industrial hay que poner en serie muchas celdas, con los consiguientes problemas de ecualización de las tensiones entre celdas. Mediante los convertidores MMC se pueden conseguir bancos de supercondensadores, o también baterías, con menos celdas, y con una capacidad de gestión energética más personalizada. También en generación fotovoltaica, donde las condiciones de generación pueden variar de panel a panel. Una nueva aplicación de los supercondensadores, aparte de recuperar la energía de frenada en trenes, se puede encontrar en aplicaciones urbanas con tranvías. En lugares muy concurridos, la malla de catenarias de diferentes líneas de tranvías puede suponer un problema visual . Se pueden usar los supercondensadores para proveer energía al tranvía en cortos tramos, y eliminar completamente la catenaria. Daniel Montesinos (CITCEA-UPC) Antoni Sudrià (IREC) Samuel Galceran (CITCEA-UPC)

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Integración de la electrónica de potencia en redes de transporte y distribución La introducción de la electrónica de potencia en los sistemas eléctricos se está realizando de una forma muy incipiente, pero sin posibilidad de retroceso. Aún quedan muchos aspectos por pulir relacionados con el coste, la fiabilidad, su desconocimiento,… pero con toda seguridad, cuando todo el sistema de distribución eléctrica se diseñe como un conglomerado de convertidores controlables, el coste total del sistema y su fiabilidad aumentarán, tal como sucede hoy en día con los sistemas de ordenadores y comunicaciones. Por lo tanto, parece poco arriesgado asegurar que la electrónica de potencia en los sistemas eléctricos ha llegado para quedarse.

a electrónica ha penetrado profundamente en casi todos los ámbitos de nuestra vida diaria, y esta penetración ha sido muy fuerte en ámbitos como las TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) y nada desdeñable en sectores muy tradicionales como el automóvil (con el Drive-ByWire o el ABS, utilizando comunicaciones basadas en el protocolo CAN, etc.), la enseñanza (pizarras electrónicas, etc.) o incluso la tracción (donde la electrónica ha penetrado profundamente en los trenes y más tardíamente en los coche eléctricos e híbridos). En el sistema eléctrico de potencia, la electrónica no se ha introducido de una forma homogénea. Si bien existen millones de IED (Intelligent Electronic Devices, Dispositivos Electrónicos Inteligentes) como los relés de protección de sobre-intensidad, de sub-frecuencia, de sub-tensión, etc., y la electrónica está masivamente introducida en todo el sistema de planificación, gestión y operación, cuando alguien finalmente decide operar sobre el sistema eléctrico propiamente dicho, abrir un interruptor para aislar una falta, cerrar otro interruptor para restablecer el fluido eléctrico a un

cliente, etc., este elemento termina siendo un interruptor electromecánico. Pero este tipo de interruptor, que se lleva utilizando toda la vida y que ha experimentado una gran evolución y mejora a lo largo de los años, tiene fallos y defectos inherentes, requiere un mantenimiento y carece de toda la rapidez con la que la electrónica permitiría operar. Acaba siendo un elemento lento, que no ha seguido la evolución que ha seguido la electrónica. Sin embargo, esta situación está cambiando, y los motivos de este cambio hay que buscarlos en el nuevo paradigma que representa, por un lado, la introducción de las energías renovables y la generación distribuida, y por el otro, la necesidad de los operadores del sistema eléctrico de sacar el máximo provecho posible de las infraestructuras actuales, dada la imposibilidad de ampliarlas o sustituirlas fácilmente (básicamente por culpa del síndrome conocido con las siglas en inglés de NIMBY, Not In My Backyard, y que últimamente ha degenerado hacia la nueva cultura del BANANA, Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anything, es decir, un primer síndrome que se caracterizaba por la oposición a la construcción de las in-

fraestructuras eléctricas cerca de nuestra vivienda, en el patio de detrás de mi casa; y un segundo síndrome que tiende a oponerse a cualquier infraestructura en cualquier sitio). Este nuevo paradigma nos llevará desde una situación actual, en la que el sistema eléctrico es vertical y jerárquico y donde el flujo de potencias está pre-establecido (va desde la generación hacia el consumo, pasando por el transporte y la distribución) hasta un nuevo sistema eléctrico donde el flujo de potencias no será vertical, sino horizontal, en el cual se pasará de pocas centrales generadoras de mucha potencia, a muchas centrales generadoras de pequeña potencia; donde la potencia en una línea acabará siendo bidireccional, en función de las aportaciones de la generación eólica, fotovoltaica, etc., o en función de la evolución del consumo en aquella línea. Esta nueva situación sólo se podrá alcanzar si pasamos a un nuevo sistema eléctrico dominado por la electrónica de potencia, donde los interruptores electromecánicos serán sustituidos por su homólogo en la electrónica de potencia; y el reto consiste en aprovechar bien estas nuevas oportunidades, para diseñar un

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sistema eléctrico más flexible y más cómodo de operar. Sistemas de transporte en AC flexibles (FACTS) A toda esta nueva gama de dispositivos electrónicos que permitirán dotar de dicha flexibilidad al sistema eléctrico, se les conoce con el nombre genérico de FACTS (Flexible AC Transmition Systems, Sistemas de Transporte en AC Flexibles), y a grandes rasgos, permiten: • Aprovechar al máximo la capacidad de transmisión de potencia de las líneas de que se dispone actualmente, todo ello sin el inevitable aumento de la inestabilidad y el riesgo inherente a someter cualquier sistema al máximo de su capacidad. • Proporcionar flexibilidad al sistema, lo cual ha de permitir operarlo bajo criterios de eficiencia energética. • Mejora de la calidad del suministro. Se podrá proveer a toda instalación del nivel de calidad adecuada a cada cliente. El coste no repercutirá en todos los clientes, sino sólo en el cliente que precise de ese nivel de calidad, tendencia que en inglés ha tendido a llamarse el Custom Power. • La integración de los sistemas de generación y almacenamiento distribuidos (DER-DSR, Distributed Energy Resouces y Distributed Storage Resources). Topología de los FACTS La clasificación puede realizarse por función, por topología y por tipo de interruptor utilizado. La división por función abarca desde el control del flujo de potencia (la aplicación más estándar de los FACTS), hasta la compensación de la energía reactiva, incremento de la estabilidad transitoria de las líneas o el control de la calidad de potencia. Por topología pueden clasificarse: en serie, en paralelo, en serie-serie o en serie-paralelo. En cuanto a la clasificación por tipo de interruptor utilizado, los FACTS utilizan típicamente dos familias diferentes de interruptores estáticos. Todos ellos se basan en silicio, y reciben dicho nombre porque

■ Nodos de una red eléctrica compleja unidos mediante dos líneas.

cuando sustituyen a los interruptores electromecánicos, los estáticos no tienen parte móvil, no crean un arco eléctrico cada vez que se abren o se cierran, y lo más importante, no sufren desgaste alguno, a pesar de ser mucho más rápidos que los electromecánicos. Estas dos familias son: • La familia de los tiristores, que son sustitución, uno a uno, de interruptores electromecánicos por interruptores electrónicos; operando en el modo de control por ángulo de fase, presentan características inalcanzables por sus homólogos electromecánicos. Permiten abrir y cerrar el sistema, por tanto conectar y desconectar elementos a frecuencia igual a la frecuencia de la red. Conmutan tensiones de entre 8 a 10 kV e intensidades de 4.000 a 5.000 Amperios. Se necesitan varios tiristores en serie y en paralelo para poder controlar altas potencias. • Los transistores (típicamente IGBT, transistores bipolares de puerta aislada), en los que se puede controlar su cierre y su abertura y este proceso se realiza muy rápidamente, lo que permite conmutar a unas frecuencias que van desde las 2.000 o 3.000, hasta las 20.000 veces por segundo. Esto está muy por encima de la frecuencia de la red y, por tanto, de los tiristores, lo cual abre la posibilidad a aplicaciones imposibles de realizar con el tiristor o cualquier otro interruptor de su familia. ¿Qué función juega un FACTS dentro de un sistema eléctrico particular? En un sistema eléctrico mallado, el flujo de potencias (activa y reacti-

va) no lo gobernamos nosotros a voluntad, sino que éstas fluyen por donde les resulta más fácil circular a los electrones. Así, por ejemplo, dos nodos de una red eléctrica compleja, unidos mediante dos líneas, una con una impedancia X y la otra con una impedancia 2·X (tal como se muestra en la figura superior), el flujo de potencias entre ambas líneas se repartirá inversamente proporcional a la impedancia de cada una. La línea más débil será la que marcará el límite de transmisión de potencia entre los dos nodos; si queremos aumentar la potencia transmitida, la solución no pasará por mejorar la línea fuerte o buena, sino más bien al contrario, por mejorar la línea débil. Esta solución, siendo evidentemente costosa, lenta e incluso muchas veces imposible, puede solucionarse mediante la utilización de los FACTS. La transmisión de potencia entre dos nodos de un sistema mallado es función de 3 parámetros: el módulo de los voltajes en los nodos, el ángulo delta (ángulo entre los fasores tensión de un nodo y el otro) y la impedancia de la línea eléctrica que une a los 2 nodos. Cada tipología diferente de FACTS viene a modificar uno u otro de estos parámetros. Unos FACTS modifican la impedancia de la línea, mediante condensadores en serie, como se ha hecho tradicionalmente, otros FACTS modificarán la intensidad que circula en la línea, colocando condensadores en paralelo, otros FACTS modificarán el ángulo delta con transformadores de ángulo (electrónicamente controlados) y otros FACTS

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V12 sin δ P = –––––––––––– X V12 (1 - cos δ) Q = ––––––––––––––– X ■ Dos sistemas eléctricos independientes unidos mediante una línea eléctrica.

V12 sin δ P = –––––––––––– X - Xc V12 (1 - cos δ) Q = ––––––––––––––– X - Xc ■ Compensación mediante una impedancia serie.

modificarán la tensión mediante transformadores con taps changers en carga, es decir, transformadores que pueden modificar su relación de transformación en servicio. En resumen, los FACTS no representan un cambio radical con respecto a lo que existe hoy en día, pero sí que mejoran el control, la velocidad y la efectividad. La impedancia variable en serie con la línea La figura superior representa dos sistemas eléctricos independientes unidos por una línea eléctrica. El flujo de potencia (tanto activa como reactiva) en esta línea será tal como describen las fórmulas adjuntas. Se han tomado como hipótesis simplificativas que las tensiones en los dos sub-sistemas tienen valores iguales. En la figura inferior, los dos subsistemas anteriores se han unido mediante dos líneas. Inicialmente las fórmulas anteriores que describían el flujo de potencia activa y reactiva siguen siendo ciertas, pero en esta nueva situación, con la inserción de una impedancia en un punto cualquiera de la línea, las fórmulas que describirán al nuevo flujo de potencias incluirán el valor de esta impedancia. De estas fórmulas se puede deducir que escogiendo adecuadamente dicha impedancia, se puede controlar (aumentar o disminuir) el flujo de potencias que pasa por la línea. Tradicionalmente, en las líneas eléctricas de larga longitud y con va-

lores inductivos elevados, se ha compensado la impedancia inductiva de la línea mediante un condensador fijo en serie. Esta solución, aunque efectiva, es problemática y poco flexible. Por el contrario, una solución basada en FACTS adoptaría la misma filosofía (compensar mediante un condensador la impedancia inductiva de la línea), pero mediante la utilización de elementos pasivos (condensadores), en combinación con interruptores de electrónica de potencia. Esta solución permite variar el valor del condensador, para poder adaptarnos a circunstancias va-

riables, o poder controlar de una forma dinámica el flujo de potencias a través de esta línea (en una de las figuras inferiores se presenta la variación unitaria de la potencia activa ‘P’ y de la potencia reactiva ‘Q’, para un valor del ángulo Delta determinado, y en función del grado de compensación realizador). Existe toda una gran familia de dispositivos FACTS con capacidad para realizar estas capacidades, en el caso más general impedancias tanto inductivas como capacitivas, variables. En la figura más inferior se han representado las más significativas

■ Evolución de la potencia transmitida en una línea con compensación serie.

■ Dispositivos FACTS para la compensación en serie.TSSC: Thyristor Switched Series Capacitor. GSSC: GTO Switched Series Capacitor (donde GTO proviene del acrónimo Gate TurnOff Thyristor). TCSC: Thyristor Controlled Series Capacitor.

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■ Compensación mediante fuente de tensión en serie.

■ Synchronous Static Series Converter (SSSC) híbrido.

(siendo habitual la colocación de una o varias de ellas en serie). Fuente de tensión variable en serie con la línea Como es por todos conocido, en una impedancia por la que circule una determinada intensidad, la caída de tensión en sus bornes será proporcional al valor de su impedancia y de dicha intensidad, y avanzará o retrocederá 90º, según proceda. El Synchronous Static Series Converter (SSSC) es un FACTS, basado en transistor y con topología de ondulador trifásico, que mediante la utilización de técnicas PWM (modulación por anchura de pulso), es capaz de generar una tensión semejante a la caída de tensión que en el apartado anterior provocaba la impedancia, y por lo tanto, se puede comportar con una impedancia variable a voluntad. En la figura superior derecha se representa esquemáticamente un SSSC, que en combinación con un condensador fijo en serie, se comportan como un SSSC híbrido. Fuente de corriente en paralelo con la línea La compensación de la energía reactiva de la red permite la disminución de la caída de tensión por culpa de la intensidad reactiva y, por lo

seguir el mismo efecto que las impedancias en paralelo. El STATCom, Static Compensator (figura central), es un convertidor basado en IGBT que es capaz de aportar o consumir de la red intensidad reactiva a voluntad (tanto inductiva como capacitiva). Los compensadores en paralelo se conectan en grandes puntos de consumo, en subestaciones críticas y en grandes cargas industriales contaminantes para aislarlas del resto del sistema. Así, un STATCom colocado en el punto común de una subestación de tracción permitiría, con poca potencia, compensar los desequilibrios creados por las cargas monofásicas que representan los trenes.

■ STATCom.

tanto, mantener la tensión en el punto en donde colocamos el compensador FACTS. La novedad radica en cómo realizamos dicha compensación. Utilizando combinaciones de condensadores, inductancias e interruptores estáticos, nos permite disponer de baterías de reactiva variables, de una forma muy rápida y en escalones muy finos. Al igual que en el caso de los FACTS serie, mediante una fuente de corriente en paralelo se puede con-

Transformador de giro de fase Estos FACTS no permiten aumentar la potencia transmisible, pero sí transmitir siempre la misma potencia en cualquier condición. Consisten en la utilización de transformadores con diferentes tomas, y el cambio de tomas se realiza en carga, mediante tiristores o IGBT. La versión mediante fuente de tensión proporciona mayor flexibilidad, y si además tiene la capacidad de aportar energía a la red, es un elemento imprescindible para la mejora de la calidad de su-

■ FACT basado en la inserción de un ángulo de fase variable. En la figura derecha se presenta una posible implementación del mismo, consistente en la inserción en serie de una fuente de tensión síncrona.

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■ Interconexión en continua.

■ Unifield Power Quality Controller (UPQC).

ministro. Mediante la introducción de un giro en serie con la línea, se puede controlar el flujo de potencia activa y reactiva de forma continua e instantánea.

Interconexión en continua La última posibilidad para controlar el flujo de potencias entre los dos nodos consiste en la colocación de una línea de HVDC (High Voltage DC, Alta tensión en Continua). Ambas estaciones, la que convierte la energía de alterna a continua (estación rectificadora), como la que convierte la energía de continua a alterna (onduladora), pueden comportarse como fuentes de corriente (si los interruptores son tiristores) o como fuente de tensión (cuando los

interruptores son IGTB). En ambos casos, este FACTS permite tanto el control de la potencia activa como reactiva. A veces lo que interesa es la capacidad de control que incorporan las sub-estaciones rectificadoras y onduladoras, no la línea de transmisión en continua. En estas situaciones, ambas sub-estaciones se disponen en un mismo emplazamiento, desapareciendo la línea y obtiendose el FACTS que lleva por nombre Back-to-Back (espalda a espalda). Custom power Finalmente destacar que cuando nos referimos a FACTS para redes de distribución, la estrella es el Unified Power Quality Controller (UPQC). Con este FACTS se puede compen-

Automática e Instrumentación Digital Nuevo servicio de noticias de

Automática e Instrumentación Automática e Instrumentación Digital es un servicio de información totalmente gratuito y disponible dos veces por semana, en el cual la revista Automática e Instrumentación recoge las noticias de actualidad que se suceden durante el tiempo transcurrido entre las ediciones impresas de cada título. La información abarca desde los aspectos técnicos hasta los puramente empresariales y de mercado Para la suscripción a Automática e Instrumentación Digital basta con acceder a nuestra web: www.tecnipublicaciones.com A continuación activar el cajetín Boletín de Noticias, seleccionar el título Automática e Instrumentación Digital e introducir la dirección de correo electrónico del usuario.

sar toda la energía reactiva en el punto de conexión, de una forma variable e instantáneamente, inmunizar frente a huecos de tensión, también frente a cortes de tensión de corta duración en caso de disponer de capacidad de inyección de energía, con lo cual le estamos dando una calidad al gusto del consumidor. Las posibilidades que ofrecen los UPQC son: se puede compensar energía reactiva, desequilibrios, filtrar harmónicos de intensidad (si la carga consume harmónicos de corriente los filtramos para que no se introduzca en todo el sistema eléctrico, aislando la carga contaminante del resto de cargas). Joan Bergas Jané, Joan Rull Duran CITCEA-UPC

PROFINET Nueva generación de redes industriales Omron Versatilidad, sencillez de configuración, opciones de redundancia integrada y una comunicación basada en un estándar abierto son algunos de los beneficios que ofrece el nuevo rango de productos para PROFINET-IO de Omron. Omron soporta un amplio rango de protocolos industriales abiertos que ofrecen un método de interconexión sencillo y rápido para equipos de diferentes fabricantes. Siguiendo esta estrategia, Omron intenta expandir su rango de producto, ahora con tecnologías basadas en Ethernet para el entorno industrial, con nuevas unidades de PROFINET para dos de sus principales gamas de producto: • CJ1 como la Familia que representa al principal rango de PLCs de Omron. • Y SmartSlice que es el Sistema de E/S Modulares con inteligencia incorporada para la mayoría de los sistemas de comunicaciones abiertas del momento.

Omron Electronics Iberia, S.A.U. Tel: +34 913 777 900 omron@omron.es Para más información: www.industrial.omron.es

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Propulsiones diesel eléctricas para buques Existe una tendencia a la fabricación de buques que reduzcan el consumo energético, que mejoren la fiabilidad, redundancia y maniobrabilidad y que incrementen los intervalos de mantenimiento. Estas características pueden ser obtenidas a través de maquinaria eléctrica equipada con control de velocidad. El sistema de propulsión diesel eléctrico cumple todos estos requisitos y para la mayoría de tipos de buques, un sistema de estas características mejora aspectos técnicos, de operación y financieros.

urante los últimos años, la economía mundial ha evolucionado hacia un marco de globalización económica y han surgido nuevas potencias económicas que pujan con fuerza en el mercado internacional que necesitan para su desarrollo grandes cantidades de materias primas. Más del 90% del comercio global es transportado en barcos, por lo que dicho sector es fundamental para la economía mundial. El transporte marítimo es el medio más rentable, seguro y eficaz para el transporte de mercancías. ■ Esquema de una propulsión diesel eléctrica. En paralelo al crecimiento de las necesidades de transporte de mercancías, ha sido des series de buques para el transnecesario adaptar la flota mundial porte de contenedores y materias para cubrir dichas necesidades. El primas. sector de la construcción naval ha Los astilleros españoles, tras exvisto una nueva edad de oro al ver perimentar durante los años 80 una cómo la producción de los astilleros fuerte reconversión del sector y tramundiales se ha incrementado con tar de sobrevivir durante los 90, han una avalancha de pedidos de buques sabido encontrar su nicho de merque puedan cubrir las necesidades de cado internacional en la presente sitransporte. La mayor parte de estas tuación, orientando su producción a construcciones se realizan en astibuques ubicados en el segmento teclleros asiáticos, principalmente en nológico medio y alto. Corea, China y Japón. En dichos asLa industria naval afronta adiciotilleros se están construyendo grannalmente grandes retos, siendo uno

D 50

de los principales el ambiental, especialmente en lo relativo a las emisiones de CO2 y NOx. Los nuevos conceptos de buques exigen a la industria naval la eliminación de riesgos medioambientales. Por tanto, existe una tendencia a la fabricación de buques que reduzcan el consumo energético. Adicionalmente, existe una demanda creciente de mejora de fiabilidad, redundancia, maniobrabilidad e incremento en los intervalos de mantenimiento. Estas necesidades pueden ser obtenidas a través de maquinaria eléctrica equipada con control de velocidad. El sistema de propulsión diesel eléctrico cumple todos los requisitos anteriormente mencionados. Para la mayoría de tipos de buques, un sistema diesel eléctrico mejora aspectos técnicos, de operación y financieros. Descripción de un sistema de propulsión diesel eléctrico De forma general, un sistema diesel eléctrico es un accionamiento en el cual las hélices del buque no se accionan directamente por el motor diesel, sino a través de motores eléc-

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función de distribuir la energía a la propulsión (5-8) y alimentar al resto de sistemas del buque, así como proteger el buque ante cortocircuitos o sobrecargas. La parte de propulsión está compuesta por transformadores (5) cuya función es la eliminación de armónicos, convertidores de frecuencia (6) que se encargan de regular la velocidad de los

motores eléctricos (7), los cuales accionan a la hélice (8). El sistema que se encarga de gestionar la potencia se llama PMS (Power Management System). Por ejemplo, si se está a un régimen bajo de velocidad se le demandará al buque un incremento de potencia. El PMS, antes de dar la orden de velocidad al accionamiento eléctrico,

Principales ventajas de sistemas diesel eléctricos en buques • Ahorro – Mejora considerable de la eficiencia energética (combustible, potencia, etc.) con la utilización de convertidores de frecuencia. – Reducción de requerimiento de espacio. – Mejora de costes de instalación, operación y mantenimiento. ■ Sistema SSP de Siemens.

tricos. Los motores reciben su energía de generadores accionados normalmente por motores diesel. Un sistema de propulsión diesel eléctrico está normalmente equipado con dos hélices y tres o más generadores con el fin de mejorar la disponibilidad del buque. Una o cuatro hélices no son raros para algunos tipos de buques. El sistema diesel eléctrico puede ser utilizado en todo tipo de buques; dependiendo de la tensión se puede conseguir un amplio rango de potencias: • En baja tensión hasta 4.000 kW por motor. • En alta tensión hasta 6.000 kW. • Si fuese necesaria más potencia, Siemens ofrece soluciones como el sistema SSP para suministrar hasta 30MW por sistema accionamiento. La figura de la página anterior muestra de forma básica el esquema de una propulsión diesel eléctrica. Este buque contaría con cuatro grupos generadores, formados cada uno por un motor diesel (1) y un generador síncrono (2). Los generadores están diseñados para trabajar en paralelo. El número de grupos generadores que estén operativos vendrá determinado por las necesidades de potencia que tenga el buque en todo momento. La energía producida por los generadores va al cuadro eléctrico principal (3 y 4), el cual tiene la

• Flexibilidad – Líneas de ejes más cortas, ya que el motor diesel puede ser ubicado en cualquier lugar del buque. Mayores posibilidades de ubicación de los componentes de propulsión que optimizan el espacio de carga / ubicación a bordo. – El sistema diesel eléctrico mejora la distribución de potencia para el resto de elementos del buque (por ejemplo, electricidad, servicios para la tripulación/pasajeros, climatización,…). – Flexibilidad a la hora de escoger la velocidad de los motores diesel. • Entorno y económicos – Menor consumo de energía por la mayor eficiencia del sistema, especialmente en situaciones de carga parcial. Mejor eficiencia de los motores diesel (trabajan a su velocidad óptima). – Menor mantenimiento. – Mejora del confort a bordo. Reducción del ruido y vibraciones. • La utilización de convertidores con tecnología de modulación de ancho de pulso (PWM) ofrece ventajas especialmente significantes a los buques con sistemas diesel eléctricos. El factor más importante es que el convertidor PWM sólo consume potencia activa de la red. Por ello los generadores operan con un factor de potencia > 0,9 y no se necesitan generadores adicionales para suministrar potencia reactiva. • Fácil operación, mantenimiento y reparación – Sencillez de operación gracias a interfases HMI. – Mejora de diagnosis de fallos. Reducción de tiempos de parada. – Mejora para la planificación de mantenimiento preventivo. • Mejora de la fiabilidad – La rápida diagnosis de fallos garantiza la fiabilidad y seguridad de las operaciones. Los componentes del sistema mejoran el MTBF. – Mejora de la maniobrabilidad y posicionamiento del buque. – Menos polución. – Las configuraciones de una propulsión diesel eléctricas están diseñadas para ofrecer un alto grado de redundancia. El número de generadores eléctricos es suficiente para garantizar la capacidad de maniobra en caso de un fallo en alguno de los mismos.

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■ La corriente de un rectificador consta de una multitud de corrientes sinusoidales, con una componente de frecuencia principal y un gran número de corrientes de frecuencias de orden varias veces el de la frecuencia principal.

comprueba si existe potencia suficiente con los generadores disponibles y en el caso negativo, arranca los grupos para poder dar respuesta a la necesidad de potencia. Una vez arrancados, daría la consigna a los accionamientos. 52 Calidad de la red a bordo. Armónicos Todos los elementos electrónicos que utilizan diodos o tiristores provocan en la red una distorsión de la tensión principal. La corriente de un rectificador consta de una multitud de corrientes sinusoidales, con una componente de frecuencia principal y un gran número de corrientes de frecuencias de orden varias veces el de la frecuencia principal (ver figura superior). La impedancia de la red provoca que esas corrientes generen tensiones superpuestas a la forma de onda fundamental de la alimentación. Esto provoca una distorsión de la tensión principal que a su vez provoca fallos en otros equipos conectados en la red. La instalación eléctrica de un buque es una red en isla, normalmente de tipo IT. Por ello, normalmente las sociedades de clasificación requieren que la distorsión armónica total del buque (THD) sea menor que el 5%, lo cual debe ser tenido en cuenta a la hora de realizar el diseño y selección de los convertidores. Dado que este valor es proporcional

al valor absoluto de la red, según la influencia proporcional en potencia de los equipos sobre el total de potencia disponible en generadores, habrá que optar por distintas soluciones (ver figura inferior): • Solución 6 pulsos (6 diodos o tiristores utilizados en el rectificador): para aplicaciones de pequeña o mediana potencia. • Para aplicaciones de mayor potencia de motor (en relación a la capacidad de generadores), los con-

vertidores deberían ser construidos con un rectificador de 12 pulsos. Esta solución se compone de dos rectificadores de 6 pulsos alimentados a través de un transformador de doble piso (tres devanados). El grupo de salida del transformador (Dy5Dd0) se desfasa en 30º entre los dos devanados del secundario. Con esta conexión se produce una compensación de armónicos. Cuando se utilizan dos sistemas de accionamientos, los dos transformadores se desfasan entre sí en 15º, obteniendo una configuración denominada pseudo 24 pulsos. • Adicionalmente, Siemens posee un rango completo de rectificadores que utilizan tecnología de transistor en los rectificadores (IGBT). Este tipo de rectificador se denomina de frontal activo (AFE) y genera una onda sinusoidal en la alimentación. La distorsión de tensión de un AFE es inferior al 1%. Con esta solución no sería necesario la incorporación de un transformador, ahorrando peso y volumen a bordo. Últimos desarrollos en conceptos de propulsiones marinas Uno de los últimos desarrollos de Siemens en el sector naval ha sido

■ Principales configuraciones de convertidores marinos con sus corrientes de red asociadas.

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tel, ha desarrollado unos POD orientables de propulsión azimutal con una potencia de entre 5 y 10 MW por equipo. Gracias al diseño hidrodinámico de estos equipos y a sus motores síncronos de excitación permanente, el accionamiento SSP opera con un rendimiento considerablemente mayor que un accionamiento convencional diesel directo, o propulsor azimutal. Como es sabido, este tipo de propulsión permite ahorrar espacio, eliminando elementos de refrigeración, da más flexibilidad al diseño de la cámara de máquinas y la popa del barco, no necesita timón, libera espacio para la carga o pasajeros y proporciona una buena maniobrabilidad especialmente a bajas velocidades, entre otras ventajas.

ce una solución que combina dos fuentes de energía distintas para la propulsión del barco, así como para los elementos de hotel. Sus ventajas principales son la reducción de las emisiones contaminantes y el ruido, la eficiencia energética y el ahorro de combustible. También se reduce el peso de los componentes en el barco y su flexibilidad permite colocarlos como mejor convenga en la sala de máquinas. Con este sistema, los motores diesel que pueda haber en el barco funcionarán siempre en su punto óptimo, reduciendo así el consumo y aumentando la eficiencia. El sistema utiliza dos fuentes de energía, un proveniente del diesel acoplado a un generador eléctrico y otra de un sistema de almacenamiento de energía. Gracias a la flexibilidad del sistema ELFA, el tipo de almacenamiento de energía elegido es completamente libre, pudiendo ser desde baterías químicas o condensadores, hasta pilas de combustible. Esto permite al barco en ciertas ocasiones funcionar alimentándose de la energía que haya almacenada en las baterías y así no tener que hacer funcionar los motores diesel. De esta manera, se eliminan las emisiones y el nivel de contaminación acústico, por ejemplo a bajas velocidades en puerto.

Solución SISHIP ECOPROP de Siemens El sistema híbrido ECO PROP ofre-

Javier Fernández Rodríguez Responsable del Sector Naval Siemens S.A.

■ Solución SISHIP ECOPROP de Siemens.

la tecnología SISHIPCIS, Célula de Combustible-Aire, que permite una generación de electricidad sin emisiones, produciendo sólo agua pura y calor. Utiliza hidrógeno como combustible. Su instalación incluye todos los elementos necesarios, tales como tratamiento de gases (filtrado del aire y humidificación, etc.), agua (suministro del agua de refrigeración, etc.). Esta tecnología supone una eliminación de las emisiones, así como una firma de ruido reducida, sin vibraciones, un buen nivel de rendimiento comparado con motores de combustión interna y generadores, facilidad de almacenaje en containers y es plug & play, pudiéndose adaptar a las necesidades particulares de cada cliente. Se trata de una tecnología muy adaptable a su utilización en submarinos. El consorcio SISHIPCIS SSP, una cooperación entre Siemens y Schot-

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Cámaras de visión por ordenador La visión por ordenador se considera parte de la inteligencia artiﬁcial, aunque la palabra inteligencia se aplica en un sentido muy amplio. El ordenador lo que hace es recibir información de su entorno, en este caso en forma de imágenes, y a partir de ellas produce unas respuestas que dependen de los algoritmos previamente ideados para una aplicación determinada, que forman parte de su programación.

del propio jugador quienes actuarán como dispositivos de entrada, sin necesidad de utilizar cualquier otro mando físico.

■ Foto: Sick Optic.

n sistema de visión por ordenador o visión artificial está formado por un conjunto de elementos materiales (hardware) y de programas (software) que se utilizan para obtener imágenes y realizar un análisis de las mismas. El fin que se persigue es extraer las informaciones que puedan ser útiles para un observador humano, por ejemplo grabar la rotura de una pieza en un ensayo o bien actuar automáticamente sobre un proceso. Por consiguiente, debe incluir una o varias cámaras, apoyadas por una iluminación adecuada, y los dispositivos para la adquisición y el procesado de las imágenes. Algunos de los elementos que intervienen

en esta segunda fase pueden estar incorporados total o parcialmente en las cámaras (se conocen como smart cameras, cámaras inteligentes ), pero también pueden ser dispositivos separados o estar incluidos en un ordenador de aplicación general. Entre las aplicaciones de estas técnicas podemos citar la inspección industrial, el control de calidad, la vigilancia, la identificación y el seguimiento de personas y vehículos, el accionamiento de robots y manipuladores, mediciones, el recuento de células u objetos, etc. Como anécdota parece oportuno mencionar que está en camino una generación de videojuegos en la que se pretende que sean los movimientos del cuerpo

La iluminación Para obtener una buena imagen lo primero que se necesita es una iluminación suficiente y que destaque los detalles más significativos de aquello que interesa observar. Generalmente, los objetos no emiten luz por sí mismos, por lo que se hacen visibles cuando reflejan la que produce otras fuentes de luz o cuando la modifican al interponerse en su camino. Por lo tanto, se deben tener en cuenta las propiedades reflexivas del objeto a observar, su color y su transparencia, así como los otros elementos que puedan aparecer en la imagen. La posición de las lámparas es esencial para destacar contornos, eliminar brillos, etc. A veces, una iluminación lateral servirá para resaltar las irregularidades y defectos de una superficie al favorecer la aparición de sombras, mientras que otras veces hay que evitar las sombras y lo que se necesita es una iluminación difusa. La iluminación estructurada es habitual en las técnicas de visión en tres dimensiones. Consiste en proyectar un determinado modelo de luz en la zona a observar, por ejemplo una línea o una cuadrícula. La deformación que se observa en estas líneas al reflejarse en un objeto permite conocer su forma cuando se utiliza un algoritmo adecuado. En estas aplicaciones se utilizan lámparas parecidas a las del alumbra-

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do ordinario, con algunas diferencias. En el caso de las lámparas fluorescentes deben tenerse en cuenta sus características espectrales, porque no todos los blancos son iguales para el sensor de la cámara aunque a simple vista lo parezca y a menudo se prefiere utilizar colores casi monocromáticos que se adaptan mejor a una necesidad particular. Un detalle que debe tenerse en cuenta es el efecto estroboscópico. Cuando una lámpara de descarga se alimenta a la frecuencia de la red, la luz que emite oscila al doble de esta frecuencia. En una filmación de vídeo convencional, estas oscilaciones pueden pasar desapercibidas si se escoge convenientemente la frecuencia a la que se toman las imágenes, para que coincida con la de la red o con un submúltiplo. Pero cuando se trata de objetos en movimiento, los cambios rápidos de iluminación en instantes más o menos aleatorios pueden causar dificultades. Existen lámparas con fluorescentes, especialmente diseñadas para evitar estos problemas, que se alimentan de un convertidor a frecuencia elevada e incluyen estabilización automática del flujo luminoso para compensar el envejecimiento. A veces, el efecto estroboscópico se busca intencionadamente para evitar las imágenes borrosas que producen los objetos que se mueven rápidamente. Para ello se dan impulsos de luz de muy corta duración, sincronizados con las cámaras y con los objetos, de manera que la imagen obtenida corresponde a un instante preciso. Básicamente es el mismo sistema que se utiliza para inspeccionar a simple vista el movimiento de máquinas y algunos procesos continuos que tampoco pueden observarse fácilmente con una iluminación normal. Algunas veces se utilizan lámparas de incandescencia. Para el alumbrado ordinario están en franco retroceso, porque su vida media es muy corta (usualmente menos de 2.000 h) y su rendimiento es muy pobre. Por otra parte, el pequeño tamaño del filamento supone una fuente de luz casi puntual, con una intensidad luminosa considerable, y

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■ Foto: Aries Ingeniería y Sistemas.

la radiación que emiten es similar a la del cuerpo negro, lo que las hace útiles en algunas aplicaciones en que se analiza el color de los objetos. Normalmente necesitan una alimentación estabilizada porque pequeñas variaciones en la tensión provocan variaciones importantes de flujo y color; en ocasiones la iluminación es regulable desde el ordenador encargado de controlar el proceso. Un inconveniente de estas lámparas es que producen mucho calor, que a menudo es perjudicial para lo que se está observando. Una de las formas de resolver el problema es alejar las lámparas y transmitir la luz con un haz de fibra óptica, pues así también se simplifica la instalación cuando se dispone de poco espacio. Otra fuente de luz que cada vez deberá tenerse más en cuenta son los diodos emisores de luz LED (Light Emiting Diodes). Se trata de dispositivos muy compactos, su rendimiento es elevado y su vida es muy larga. Actualmente existen modelos de luz blanca, aunque el hecho de disponer de diversos colores (incluyendo además el ultravioleta y el infrarrojo) ofrece algunas características interesantes para las aplicaciones en las que conviene cierta respuesta a determinados pigmentos y no se necesitan imágenes en color. Su principal inconveniente es que un diodo único emite un

flujo relativamente modesto, pero se suelen utilizar conjuntos de LED para la iluminación difusa y a contraluz. Por su baja inercia también se prestan a la utilización en sistemas estroboscópicos. La radiación que emite un láser es coherente y permite obtener un haz luminoso perfectamente definido incluso a gran distancia. Actualmente, los diodos láser no son mucho más caros ni difíciles de utilizar que los LED, por lo que a menudo se utilizan como fuente de luz estructurada para realizar medidas y analizar objetos en tres dimensiones. No hay que olvidar las precauciones habituales con estos dispositivos, ya que a partir de la clase 2 pueden ser perjudiciales para la vista, y también para el sensor de las cámaras. La cámara Entre los elementos que forman parte de la cámara destaca el sistema de lentes (el objetivo) que proyecta la imagen a observar en un sensor. El sensor está formado por gran número de elementos que generan una señal eléctrica, proporcional a la iluminación que han recibido, utilizando el efecto fotoeléctrico en cualquiera de sus variantes (emisión de electrones, conducción, etc.). Cada uno de los elementos fotosensibles puede actuar por separado para indicar la luz en un punto concreto, o pueden

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Visión humana

ablando de visión artificial no podemos olvidarnos de cómo funciona la natural. Un ojo humano tiene una forma aproximadamente esférica y está recubierto exteriormente por la esclerótica, una membrana que es blanca y opaca excepto en la córnea, por donde penetra la luz. A continuación se encuentra el iris, una membrana coloreada en forma de disco con un orificio circular central llamado pupila, que se dilata y contrae para regular la cantidad de luz que entra, para adaptarse a los ambientes más o menos iluminados. El cristalino es una lente convergente flexible con la que se proyecta una imagen invertida en la retina. Se deforma por la acción del músculo ciliar, para adaptar la distancia focal según la distancia al objeto, proceso llamado de acomodación. Estos elementos admiten cierto paralelismo con los componentes de una cámara de video. En esta hay el objetivo, un conjunto de lentes (en algunas cámaras sencillas una simple lente convergente) que proyecta la imagen invertida en el sensor. Como las lentes son de un material rígido no se pueden deformar como el cristalino, lo que se hace es modiﬁcar su posición

relativa. El diafragma controla la abertura para regular la cantidad de luz; también puede utilizarse para aumentar la profundidad de campo, es decir, el margen de distancias en que una imagen puede quedar aceptablemente enfocada. La retina posee dos tipos de células que son sensibles a la luz, llamadas bastones y conos, que están conectadas con el cerebro a través del nervio óptico. Los bastones son más sensibles y están repartidos por toda la retina, intervienen en la visión nocturna y en la periférica, pero no dan mucho detalle ni información del color. Los conos están más concentrados en la zona opuesta a la cornea, llamada fóvea; su principal cualidad es que permiten distinguir los colores porque poseen pigmentos que discriminan entre las radiaciones más parecidas al rojo, al azul y al verde. La percepción del color depende de la proporción entre estos tres tipos de estímulos. El amarillo o el naranja son el resultado de combinar rojo y verde en las proporciones adecuadas, el púrpura es un color no espectral (no es un color puro de los que aparecen al descomponer la luz) que se obtiene con una mezcla de luz roja y azul, el blanco

56 funcionar por grupos sumando sus respuestas. Hasta los años 70 las cámaras más comunes utilizaban tecnologías basadas en los tubos de vacío y la exploración del sensor se conseguía barriendo los elementos fotosensibles con un haz de electrones, fila a fila, de manera similar a como también se hacía en un tubo de rayos cató-

■ Foto: Elion.

dicos tradicional. Así funcionaban las cámaras equipadas con tubos vidicón, orticón y otros nombres parecidos. Actualmente se utilizan dispositivos de estado sólido porque son más robustos, más compactos y más baratos cuando se producen en grandes cantidades. Además consumen menos energía. Están formados por elementos semiconductores

fotosensibles dispuestos por filas y columnas (cámaras matriciales) o simplemente alineados (cámaras lineales). El sensor más común actualmente es el denominado CCD (de charge-coupled device), basado en los registros de desplazamiento que inicialmente se utilizaban como líneas de retardo. En una primera fase, la luz que incide sobre cada elemento provoca la aparición de una carga proporcional a la misma. A continuación se aplica una secuencia de impulsos, para transferir la carga de cada elemento a su vecino, de éste pasa al siguiente y así sucesivamente, hasta que se recoge en la salida la información de una línea completa. Otro tipo de sensores que actualmente se están haciendo muy populares son los CMOS; en este caso se utiliza la tecnología de los circuitos integrados con transistores MOS complementarios. En un mismo chip se integra una matriz de fotodiodos con todos los transistores y elementos necesarios para controlarlos, de este modo se puede acceder de forma aleatoria a cada elemento

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incluye los tres, etc. Los objetos se perciben por las diferencias de color y luminancia entre sus partes. Si la iluminación es adecuada, al dirigir la vista hacia un objeto se está enfocando su imagen en la región central de la fóvea. En esta zona la capacidad de distinguir pequeños detalles (la agudeza visual) es máxima porque contiene miles de conos conectados con ﬁbras nerviosas independientes. Cuando una fuente de luz varía rápidamente puede

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causar sensación de incomodidad, este fenómeno se denomina parpadeo (ﬂicker en inglés). Como los procesos ﬁsicoquímicos que intervienen en la visión no son instantáneos, cuando la luz varía periódicamente pero supera una determinada frecuencia de fusión el parpadeo deja de ser perceptible. Según la ley de Talbot, la sensación visual que se obtiene es la misma que produce un estímulo de valor constante igual al valor medio del estímulo durante un ciclo. En general no somos conscientes de hasta qué punto las limitaciones de nuestros ojos son compensadas por nuestro cerebro. Conocemos con aceptable precisión todo lo que hay en nuestro entorno, sin embargo, en cada momento sólo estamos viendo nítidamente una minúscula parte del total. De hecho la retina tiene una zona bastante grande que no es sensible a la luz, el punto ciego donde se realiza la unión con el nervio óptico. En parte este punto ciego también nos pasa desapercibido gracias a que tenemos dos ojos, aunque la gran ventaja de la visión binocular es que facilita la apreciación de las distancias utilizando dos imágenes ligeramente diferentes, Este es otro proceso en el que también interviene el cerebro, aplicando la trigonometría sin que seamos conscientes de ello. 57

individual y se obtiene una velocidad mayor, evitando algunos problemas. Aunque no todo son ventajas; en general tienen menos sensibilidad y más ruido. Las cámaras que se utilizan en visión artificial generalmente son en blanco y negro, o más exactamente en niveles de grises, a no ser que la aplicación exija otra cosa o que sea conveniente suministrar una imagen realista a un operador humano. Con algunas limitaciones, los colores que podemos ver se pueden obtener por síntesis aditiva, combinando tres primarios situados en torno al rojo (R: red), verde (G: green) y azul (B: blue). Algunas cámaras en color descomponen la imagen en tres, por ejemplo con espejos dicroicos, para actuar sobre tres sensores. Otra posibilidad es utilizar un sensor único con un filtro de colores superpuesto, por ejemplo una máscara de Bayer, de tal manera que cada tres o cuatro elementos actúan conjuntamente para dar por interpolación la información de un punto. En termografía se utilizan sensores

sensibles a las radiaciones infrarrojas de longitud de onda relativamente larga (IR-B y IR-C). Uno de ellos es el bolómetro, que responde al calentamiento de un material según

■ Foto: Infaimon.

la radiación que recibe. Ya que la temperatura en el entorno del propio sensor es la principal perturbación que puede influir en el resultado, algunos de estos dispositivos inclu-

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Empresas suministradoras en España de Cámaras de visión por ordenador y dispositivos de adquisición de imágenes

■ Foto: Carl Zeiss.

yen sistemas de refrigeración y otros artilugios menos habituales. Los formatos analógicos Las cámaras cuya salida es analógica suelen entregar señales basadas en los sistemas de televisión más antiguos, normalmente con una relación de aspecto (anchura por altura) de 4:3. Esta relación es la primera que se utilizó en cinematografía y sigue siendo adecuada para la mayoría de las aplicaciones industriales, aunque para usos lúdicos se tiende a utilizar otras relaciones más panorámicas. En Europa el estándar más común hasta la llegada de la televisión digital ha sido el CCIR en blanco y negro, del cual se derivó el PAL para las emisiones en color. Se transmiten 25 imágenes de 625 líneas cada

Fabricante

Suministrador

Web

Allied

Infaimon

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Andor Technology

Iberlaser

www.iberlaser.es

Artray

Infaimon

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AverMedia

Soluciones Tecnológicas Integradas

www.sti-sl.es

Banner

Elion

www.elion.es

Basler

Unitronics Vision

www.unitronics-vision.com

Carl Zeiss Mivroimaging

www.zeiss.es

Cyberoptics

Infaimon

www.infaimon.com

Dalsa

Infaimon

www.infaimon.com

Datasensor

Infaimon

www.infaimon.com

IDS

Infaimon

www.infaimon.com

Imperx

Infaimon

www.infaimon.com

IO Industries

Infaimon

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IQEYE

Infaimon

www.infaimon.com

JAI

Infaimon

www.infaimon.com

Jenoptik

Infaimon

www.infaimon.com

Keyence

Bitmakers

www.bitmakers.com

Matrox

Unitronics Vision

www.unitronics-vision.com

Media Cybernet

Infaimon

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segundo, pero se hace en dos partes (llamadas campos) alternativamente: primero las 312,5 líneas impares y después las 312,5 líneas pares. La razón por la que se recurrió a este artificio, que se denomina exploración entrelazada, es que la persistencia de la retina no es suficiente para evitar una molesta sensación de parpadeo si la iluminación de una pantalla de rayos catódicos convencional oscila 25 veces por segundo. Por lo tanto, hay que distinguir entre el número de imágenes o fotogramas por segundo (frames per second, fps) y la frecuencia de campo, que es 50 Hz. Estas 625 líneas tampoco son las que pueden verse en la pantalla, porque aquí

están incluidos también los impulsos de sincronismo que sirven para indicar el final y el inicio de cada campo, de manera que en la práctica se pueden obtener unas 580. En los EEUU y Japón se estableció el RS170 como estándar de blanco y negro, con imágenes de 525 líneas. En este caso, la frecuencia de campo es de 60 Hz, y no es por casualidad que también está relacionada con la frecuencia de la red eléctrica, si bien en la versión NTSC para el color es ligeramente inferior. Distintas formas de explorar la imagen La exploración entrelazada ha sido una buena solución de compromiso

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Fabricante

Suministrador

Web

NAC Inc.

Aries Ingeniería y Sistema

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National Instruments

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Panasonic Electric Works

www.panasonic-electricworks.es

Photonfocus

Infaimon

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Pleora

Infaimon

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PPT Vision, Inc

Easycontrol

www.pptvision.com

Qimaging

Infaimon

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QNAP

Tempel

www.qnap.es

SAT

Infaimon

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Sentech

Iberlaser

www.iberlaser.es

Sick

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NOTA: En este directorio aparecen las empresas que han contestado a nuestra solicitud de información. La tabla de suministradores con las características técnicas de los diferentes equipos se encuentra en la Web de la revista en www.tecnipublicaciones.com/automatica. para la televisión analógica, porque el ancho de banda que ocupa cada canal es la mitad del que se necesitaría para transmitir imágenes completas 50 o 60 veces por segundo. Pero cuando se reproduce paso a paso una grabación en la que aparezcan objetos atravesando rápidamente por delante de la cámara, tienen un aspecto bastante extraño. Como los dos campos que forman una imagen completa corresponden a instantes ligeramente diferentes, los bordes del objeto entre cada línea y la siguiente aparecen desplazados. El problema se resuelve utilizando una exploración continua, es decir, no entrelazada. No siendo necesario transmitir una imagen analógica, y esto no supone

ningún problema importante. En muchas aplicaciones industriales, por ejemplo en una cinta transportadora, es frecuente que los objetos a observar se muevan rápidamente y a velocidad constante por delante de la cámara. Además de las cámaras habituales en que los elementos fotosensibles están dispuestos en filas y columnas para obtener una imagen completa en dos dimensiones, llamadas matriciales, existen cámaras lineales provistas de una fila de elementos fotosensibles que capturan la imagen línea a línea. El sistema es básicamente el mismo de los escáneres utilizados para copiar documentos, con la diferencia de que en éstos lo que se mueve es

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el sensor, mientras que el objeto a explorar está quieto. Algunas cámaras lineales pueden incluir más de una fila, para formar imágenes en color o para mejorar la sensibilidad. A menudo conviene que la toma de cada imagen, o en su caso de la línea, se produzca en unos instantes determinados, normalmente cuando el objeto a observar está situado en una determinada posición. Por este motivo todas estas cámaras suelen admitir señales de sincronismo procedentes de una fuente externa. La imagen digital En alguna etapa de la cadena, la información de brillo, y en su caso la de color, se convertirá en una estructura de datos binarios en forma de matriz. Esto es lo que se conoce como una imagen digital en mapa de bits, para distinguirla de las imágenes vectoriales. El píxel es la superficie homogénea más pequeña, en principio de forma cuadrada o rectangular, que forma parte de un mapa de bits. La información asociada a cada píxel se codifica mediante un conjunto

■ Foto: Elion.

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de n bits con los que se pueden representar 2n variantes. Con un bit únicamente hay dos posibilidades, en principio completamente blanco o completamente negro, mientras que con 8 bits (un byte) es posible representar 28 = 256 colores o niveles de gris diferentes. En aplicaciones de fotografía es frecuente usar unos tres bytes, lo que permite representar 256 niveles para cada uno de los tres colores primarios, pero también existen otras variantes. La resolución de una imagen digital expresa el grado de detalle de la misma. Suele indicarse como un

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píxel. Que esto corresponda o no a la precisión con la que se pueden hacer las mediciones dependerá, entre otras cuestiones, de la calidad del sistema óptico. Las conexiones de la cámara Las cámaras analógicas más sencillas envían toda la información de la imagen secuencialmente por un simple cable coaxial. En esta señal llamada de vídeo compuesto, el brillo o luminancia de cada elemento de la imagen está representado por distintos valores de tensión. En modulación positiva hay más ten-

■ Foto: Panasonic.

producto de dos números enteros, el primero corresponde al número de columnas de píxeles (anchura) y el segundo al número de columnas (altura). También puede indicarse el número total, redondeando a miles o millones; por ejemplo, una imagen de 1.600 x 1.200 píxeles tiene 1,92 megapíxeles (en realidad 1.920.000 píxeles). A veces, al hablar de resolución lo que se está indicando es el cociente entre una longitud y el número de píxeles, por ejemplo si lo que en la realidad ocupa 100 mm se proyecta sobre 1024 píxeles, la resolución será de un 0,1 mm por

■ Foto: Infaimon.

sión cuando se transmite un pixel blanco y menos tensión cuando es negro, y los distintos matices de gris están representados por los valores intermedios. Los impulsos de sincronismo, que se utilizan para indicar el final y comienzo de cada línea y de cada campo, se reconocen porque la tensión alcanza un nivel más allá del negro normal. Si la cámara es en color, la información de crominancia se añade a la de luminancia modulando una señal portadora de alta frecuencia. Con este sistema, el enlace con otros elementos es extremadamente sen-

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cillo y barato, basta un simple cable de 75 Ω terminado en un conector BNC, o el RCA amarillo típico de las cámaras domésticas. Existen otros sistemas analógicos que pueden necesitar algunos cables más, pero la cosa tampoco resulta demasiado complicada. Aunque los cables coaxiales de buena calidad permiten transmitir esta información a una distancia aceptable sin demasiados problemas, la velocidad de propagación y la atenuación dependen de la frecuencia de las componentes de la señal, que se va degradando cada vez más. Por este motivo la tendencia actual es la de realizar la conversión de señal analógica a digital en la propia cámara e incluso en el propio sensor CMOS. Así, la calidad de la imagen será mucho mejor, aunque según como se hace los cables no pueden ser muy largos y generalmente resultan bastante más caros. Para no necesitar demasiados conductores, las salidas digitales generalmente transmiten los bits en serie. Existen muchas formas de hacerlo, estos sólo son algunos ejemplos: • RS-232 es un conector y un conjunto de señales de intercambio de información para la transmisión de datos en serie a poca distancia con velocidades moderadas. En los ordenadores tipo PC es fácil encontrar un conector de 25 o de 9 terminales, pero lo habitual es que se utilicen muchos menos cables. • RJ-45 es un conector que suelen incluir los ordenadores para la conexión con una red Ethernet, un protocolo con el que inicialmente se obtenían velocidades de transmisión de hasta 10 Mbit/s, a partir del cual se definió el estándar IEEE 802.3. Más tarde apareció Fast Ethernet con el que la velocidad se incrementó a 100 Mbit/s y posteriormente Gigabit Ethernet (representado en la tabla de oferta que acompaña a este informe por GbE). Tal como su nombre da a entender, alcanza el gigabit por segundo. • USB (Universal Serial Bus) es actualmente el estándar más popular para la conexión de periféricos a ordenadores. Entre sus peculiaridades

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cabe destacar que incluye una línea de 5 V para alimentar periféricos de poco consumo y que la conexión se configura automáticamente (plug and play), siempre y cuando el sistema operativo así lo tenga previsto y cuente con el controlador adecuado. También permite conectar y desconectar algunos periféricos sin necesidad de apagar el ordenador. Existen distintas versiones que se distinguen esencialmente por la velocidad, en el caso de USB 2.0 alcanza los 480 Mbit/s y está prevista la versión 3.0 con una velocidad de varios gigabits por segundo. • FireWire es el nombre comercial dado por Apple a un formato que posteriormente dio lugar al estándar IEEE 1394. También aparece como i.Link (Sony) y Lynx (Texas Instruments). Presenta similitudes con USB y existen diversas versiones con velocidades de 100 Mbit/s en adelante. • Camera Link es un protocolo de comunicación especialmente orientado a la transmisión digital de señales de video, basado en el Channel Link, de National Semiconductor. La transmisión a gran velocidad es esencial cuando de lo que se trata es de enviar muchas imágenes por segundo de gran resolución. Pero si la cámara incluye su propio procesador y lo único que transmite es la información elaborada, ya no es demasiado importante. Dispositivos de adquisición y procesado de imágenes Cuando la cámara no incluye su propio procesador para realizar las tareas propias de la visión artificial, o cuando además se quiere visualizar o archivar las imágenes, se conecta a un dispositivo que frecuentemente tiene la forma de tarjeta de circuito impreso para incorporarla en un ordenador tipo PC o similar. En su forma más simple se trataría simplemente de convertir la señal analógica en digital, o recibirla directamente en formato digital, para almacenarla en una zona de memoria RAM a la que tendrá acceso el microprocesador para su posterior tratamiento, de

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Luz visible e invisible

lamamos luz a las radiaciones electromagnéticas cuya frecuencia está comprendida entre 790 THz y 380 THz aproximadamente (1 THz = 1012 Hz). En términos relativos es un margen modesto, ya que si estuviéramos hablando de notas musicales correspondería aproximadamente a una octava, pero es el más importante para nosotros porque nuestra vista es sensible a esta radiación. Cualquier radiación electromagnética puede expresarse también por su longitud de onda: la distancia más corta entre dos puntos en que el campo está en fase. Esta se puede calcular teniendo en cuenta que el producto del número de ciclos en un segundo f por la longitud de onda λ en metros es igual a la distancia c recorrida en un segundo: λ·f =c. La velocidad de propagación en el vacío es constante: cualquier onda electromagnética viaja exactamente a c0 = 299.792.458 m/s, según la definición actual del metro. Pero cuando atraviesa cualquier medio material, como el aire o el vidrio, la velocidad de propagación c disminuye según el índice de refracción del medio en cuestión (n = c0 /c) y aunque la frecuencia es la misma, la longitud de onda disminuye en idéntica proporción. A diferencia de lo que sucede con las emisoras de radiodifusión, las frecuencias tan elevadas no son fáciles de medir directamente. Por esta razón es mucho más habitual referirse a la longitud de onda de la luz en el vacío o en el aire, antes que a su frecuencia. De aquí resulta que la luz visible abarca las longitudes de onda comprendidas entre 380 nm y 780 nm aproximadamente. Por convenio se deﬁne como radiación óptica la que está comprendida entre los rayos x (λ < 10 nm) y las ondas radioeléctricas (λ > 1 mm). La radiación infrarroja es la que tiene una frecuencia más baja que la luz del extremo rojo del espectro visible, o sea una longitud de onda más larga. Convencionalmente se subdivide en tres regiones: IR-A (780 nm a 1,4 µm), IR-B (1,4 µm a 3 µm) y IR-C (3 µm a 1 mm). El rendimiento de muchos dispositivos optoelectrónicos es mayor en la región IR-A y las imágenes que se obtienen con una cámara sensible a esta región son parecidas a las que se obtienen con luz visible, por estas razones se utiliza habitualmente en vigilancia y cuando se desea observar un objeto sin que su iluminación sea perturbada por las fuentes de luz ambiente ordinarias. Las cámaras sensibles a las longitudes de onda mayores, en el entorno de los 10 µm, dan imágenes que pueden resultar mucho menos familiares, pero son más útiles cuando lo que se pretende es observar las variaciones de temperatura de los objetos, la presencia de puntos calientes, etc., a partir de la radiación que éstos emiten.

aquí que este tipo de dispositivos se denominen usualmente tarjetas de captura de imágenes (frame grabbers). El proceso para extraer la información deseada puede resultar demasiado lento y ocupar demasiado tiempo de CPU, aunque en algunas aplicaciones la velocidad de los buses y microprocesadores modernos puede ser suficiente. Una solución para facilitar las cosas es hacer que este elemento incluya también su propia inteligencia, es decir, procesadores

más o menos convencionales tipo Pentium o similares, o un dispositivo específico para el tratamiento digital de señales tipo DSP (Digital Signal Processor) cuya estructura está optimizada para la manipulación y tratamiento de señales en tiempo real. Y, naturalmente, el acompañamiento de los elementos de programación necesarios para que todo esto funcione. Francesc J. Suelves

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Soluciones de visión artificial para aplicaciones industriales específicas La utilización de nuevas tecnologías hace que se extienda el uso de cámaras específicamente diseñadas para aplicaciones especiales, como es el caso de las cámaras de alta velocidad, 3D y multiespectrales. La continua evolución en la tecnología hace que cada día se puedan resolver más aplicaciones industriales mediante los sistemas de visión artificial, y que éstos sean más inteligentes y fáciles de manejar. no de los elementos esenciales de la visión artificial son las cámaras de captura de imágenes. Debido al entorno de aplicación en el que se utilizan estas cámaras, necesitan incluir una serie de características que permitan asegurar una robustez para soportar los complejos entornos industriales, y también deben incluir unas capacidades de interconexión con otros elementos industriales tales como PLC y robots que faciliten su fácil integración. Finalmente deben garantizar la estabilidad de producción durante un periodo de tiempo de varios años, para que los usuarios industriales no tengan problemas de suministro a largo plazo y no deban cambiar su programación o las características técnicas de sus equipos. En el número 391 de la revista Automática e Instrumentación se hizo un exhaustivo análisis de los equipos de visión por ordenador, donde se especificaban una serie de características básicas del funcionamiento de las cámaras y se describían las distintas interfaces de salida. El artículo de esta edición se ha centrado en la descripción de una serie de aspectos importantes no tratados anteriormente, y se realiza un esbozo de otros tipos de cámaras utilizados en visión artificial para aplicaciones específicas.

Actualmente, la gran mayoría de cámaras que se utilizan en visión artificial son digitales, lo que facilita en gran manera la conexión entre la cámara y el PC de control. En el pasado, la cámara sólo se ocupaba de capturar la imagen y transmitirla a la placa de captura (frame grabber), y era en esta placa donde se realizaban todos los controles y procesos. Actualmente, al ser la conexión directa al PC, la mayoría de controles deben ejecutarse en la propia cámara. Las nuevos interfaces digitales como GigE Vision, basado en Gigabit Ethernet, permiten tener distancias

de cables de hasta 100 metros, con lo que el PC puede llegar a estar a gran distancia del lugar donde se realiza el proceso, y se hace necesaria una mayor autonomía en la cámara. Algunas características imprescindibles de las cámaras de visión artificial Uno de las principales características asociadas con la cámara es el control de las entradas y salidas. Las cámaras deben ser capaces de recibir la señal de un sensor, para poder capturar la imagen en el momento que la pieza a inspeccionar pasa por delan-

■ Imagen adquirida con cámara de alta velocidad a 2.000 im/s.

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■ Esquema de aplicación 3D basada en triangulación laser.

te; al mismo tiempo, la cámara debe tener una señal de salida estroboscópica, que permita controlar el sistema de iluminación, de forma que este sistema funcione, si es necesario, sólo en el momento de la captura. Al mismo tiempo, la cámara debe incorporar otras conexiones de entrada y salida que le permitan, por ejemplo, accionar un PLC, dar órdenes básicas a un robot o iniciar el proceso de expulsión, en el caso de que la pieza inspeccionada sea errónea o defectuosa. Por otra parte, la cámara, a través de sus señales de entradas, puede activar o desactivar características de la propia cámara asociadas por ejemplo al cambio de la pieza a inspeccionar. En aplicaciones en continuo, como por ejemplo inspección de papel, madera o acero, es necesario sincronizar la captura de la cámara con la velocidad de paso del material a analizar; las cámaras, especialmente las lineales, incluyen sistemas de control de encoders que permiten esta sincronización y facilitan el proceso de medida. Adicionalmente a los controles de entrada y salida mencionados, las cámaras de visión artificial deben incluir una serie de componentes que les permitan trabajar en ciertas condiciones especiales. La inclusión de memoria en la cámara se está viendo como algo fundamental en algunas aplicaciones. Esta memoria

permite hacer un almacenamiento intermedio de la imagen, asegurando de esta forma la fiabilidad en la transmisión de la imagen, evitando que la imagen se pierda en el proceso de transferencia al PC y pudiendo reenviar la imagen almacenada en la memoria en caso necesario. Asimismo, existen aplicaciones donde se utilizan múltiples cámaras; esto hace que la velocidad máxima de transferencia entre todas las cámaras sea mayor que la velocidad máxima de la interfaz. La utilización de memoria en cámara permite que la transferencia se pueda ordenar y así capturar todas las imágenes al mismo tiempo, para posteriormente enviar las imágenes de forma secuencial, utilizando el máximo la velocidad de la interfaz, sin colapsarla. Otra característica importante de las cámaras de visión artificial es el barrido variable, que consiste en reducir la resolución de la imagen, a la vez que se aumenta la velocidad de captura. Éste puede ser el mejor método para aplicaciones de medida en 3D mediante proyección laser. En este tipo de aplicaciones, como se verá más adelante, se requiere una resolución vertical reducida y una mayor velocidad de captura. Si se considera la utilización de una cámara de resolución 1.400 x 1.000 píxeles a una velocidad de 60 imágenes por segundo, utilizando el barrido varia-

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ble se podría alcanzar una velocidad de 300 imágenes por segundo trabajando a 1.400 x 200 píxeles, que en principio puede ser un tamaño suficiente para este tipo de aplicaciones. Debido al incremento de necesidades concretas relacionadas con las cámaras de visión, se están incluyendo nuevas características en las cámaras para resolver con mayor facilidad estas aplicaciones. Se pueden destacar entre otras, las siguientes características: exposición automática, ganancia automática, conversión de color bayer en la propia cámara, ajuste de iluminación, binning, subpixelado, compensación de imagen píxel a píxel, reducción de ruido mediante sistemas de refrigeración y control de ópticas desde la cámara, entre otros. Cámaras para nuevas aplicaciones Adicionalmente a las cámaras convencionales de visión artificial, hay algunas cámaras desarrolladas para aplicaciones especiales, entre las que cabe destacar las cámaras de alta velocidad, las cámaras 3D y las cámaras hyperespectrales. Cámaras de alta velocidad En muchas aplicaciones industriales, los procesos de fabricación son muy rápidos. Cuando alguno de los componentes de la máquina de producción falla, puede que no sea posible observarlo a simple vista por un operario. En este caso, es necesaria la utilización de cámaras de alta velocidad (slow motion). Estas cámaras incluyen un sensor CMOS de alta sensibilidad y alta velocidad, capaz de capturar imágenes a velocidades que exceden las 100.000 imágenes por segundo. Aunque la captura se realiza a estas velocidades, la visualización se efectúa a velocidad convencional, pudiendo por tanto hacer el seguimiento de la maquinaria a tiempos inferiores a la centésima de milisegundo. Esto per-

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■ Rueda de filtros.

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■ Sistema multisensor con tecnología de prisma.

mite poner de relieve los mica, entre muchas otras. defectos en el proceso de En algunas ocasiones infabricación, imposibles de cluso las tres bandas essolventar con cámaras que pectrales, que determinan funcionan a velocidades el color en visión artificial, convencionales. Este tipo no son suficientes para dede cámaras se utilizan adeterminar algunas caractemás en numerosas aplicarísticas de la pieza a anaciones no relacionadas con lizar. Es en estos casos el entorno industrial, como cuando se deben utilizar ■ Esquema del funcionamiento de un sistema espectrográfico. por ejemplo análisis de las cámaras denominadas pia cámara y enviar el resultado al PC, choque de automóviles (crash), anámultiespectrales o hyperespectrapara que en él se puedan hacer las lisis biométricos, balística, aplicales. Estas cámaras son capaces de dimedidas necesarias para cada apliciones militares, etc. ferenciar múltiples rangos espectracación. Cada vez son más frecuentes les del objeto a analizar. Hay varios tipos de cámaras multiespectrales, las aplicaciones que requieren 3D en Cámaras 3D pero se pueden agrupar mayoritatiempo real, y entre las más usuales La mayor parte de aplicaciones inriamente en tres categorías: basadas se pueden destacar la determinación dustriales están centradas en el anáen ruedas de filtros, multisensores bade cordón de soldadura, la identifilisis de imagen en dos dimensiones; sados en prisma e hyperespectrales cación de posición de los objetos para sin embargo, cada vez es más necepor espectrógrafos de imagen. poder ser manipulados por robots, la sario y más frecuente el análisis de las Las cámaras basadas en ruedas de determinación de calidad por compiezas en tres dimensiones. A tal efecfiltros incorporan una serie de filtros paración con piezas patrón y el anáto, existen varias tecnologías que se que permiten el paso de diferentes lisis volumétrico, entre otros. pueden utilizar para hacer la medición bandas espectrales. Normalmente 3D. Una de las metodologías más utilas ruedas de filtros no acostumCámaras hyperespectrales lizadas se basa en la proyección de bran a tener más de seis o siete filEn general, las cámaras utilizadas en una línea láser, con un ángulo conotros diferentes. El método de funvisión artificial son monocromas o cido sobre el objeto, de forma que en cionamiento se basa en la captura de color y, por tanto, permiten visualila imagen capturada se observe el una imagen con un filtro determizar la imagen en uno o tres rangos esperfil de esta línea y a partir de su fornado, el giro de la rueda para colopectrales. La mayoría de aplicaciones ma se pueda calcular la altura de cada car otro filtro frente al sensor y la de visión artificial se resuelven con uno de los puntos. La captura de imácaptura de la siguiente imagen, y cámaras monocromas. Las cámaras genes sucesivas desplazando el objeto así sucesivamente hasta capturar color sólo se utilizan cuando la vao desplazando el láser, permitirá tener la altura de todo el objeto barritodas las imágenes. La ventaja de riante de color es fundamental para do. Mediante este método se pueden este sistema es su simplicidad, pero definir la característica de la pieza a obtener las coordenadas X, Y y Z del no permite tomar imágenes en moanalizar. Esto ocurre en diversos enobjeto a analizar. vimiento y, por tanto, limita su uso. tornos industriales, pero quizá se poLos sistemas utilizados para este Los sistemas con multisensores dría destacar la industria alimentaria, tipo de aplicaciones son capaces de utilizan la tecnología de prisma. La el control de calidad de impresión, la procesar esta información en la procámara incluye una serie de sensoindustria textil y la industria cerá-

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■ Imagenes capturadas con la cámara JAI AD-080 de doble sensor CCD color e IR.

■ Imagen de envases de plástico obtenida mediante un sistema multiespectral que permite diferenciar su composición química.

res y cada uno de ellos incorpora un filtro determinado para ciertas longitudes de onda. Frente a estos sensores se coloca un prisma que permite que la misma imagen sea captada por todos los sensores. La ventaja principal de esta tecnología es que los objetos a analizar pueden estar en movimiento y que la captura es inmediata; sin embargo, hasta el momento esta tecnología está limitada a la obtención de 6 bandas espectrales. Por último se encuentran los sistemas basados en espectrógrafos de imagen. Estos sistemas capturan una línea y mediante un componente óptico proyectan sobre el sensor matricial de la cámara una serie de líneas correspondientes a diferentes longi-

tudes de onda; de esta forma se obtiene una imagen en la que se pueden tener cientos de bandas espectrales. Al capturar una línea, el sistema se hace funcionar como si fuera una cámara lineal, de forma que moviendo el objeto o moviendo la cámara se puede obtener una imagen completa línea a línea. No obstante, en este caso, en lugar de obtener sólo una imagen, se obtienen tantas imágenes como bandas espectrales sea capaz de diferenciar el sistema. La tecnología multiespectral o hyperespectral se está utilizando para caracterizar objetos con variaciones de color muy sutiles, imposibles de diferenciar mediante cámaras color convencionales, pero también se es-

tán utilizando para nuevas aplicaciones, como por ejemplo para la determinación de madurez de la fruta, identificación de tipos de plásticos, definición de cantidades de materia prima en productos farmacéuticos, determinación de humedad en componentes, aplicaciones biomédicas, etc. Al poder identificar las bandas espectrales no sólo se pueden definir colores, sino que en algunos casos la presencia de componentes de los objetos está asociada con la respuesta en ciertas bandas espectrales y, por tanto, se puede llegar a determinar la composición de estos objetos.

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La instrumentación de proceso inalámbrica solventa las necesidades de hoy WirelessHART amplía los beneficios de la planta digital al control del proceso y aplicaciones de monitorización. La arquitectura inalámbrica inteligente de Emerson Process Management se basa en este estándar industrial de redes y WiFi para comunicar dispositivos inalámbricos.

as nuevas tecnologías han aportado históricamente cambios disruptivos en el campo de la automatización de proceso, no por la tecnología misma, sino por aportar un nuevo valor. Esto ocurrió con la introducción de los microprocesadores y comunicaciones digitales que condujeron a los sistemas de control distribuido y la migración de la inteligencia a los dispositivos de campo. Gracias a estos cambios, los usuarios pueden conocer mejor la realizad de sus plantas, no sólo las variables del proceso, sino también el estado actual y futuro de los dispositivos y del proceso. La información adicional permite un cambio cualitativo en el rendimiento de la planta, pues con ella se obtiene mayor flexibilidad en las operaciones, aumento de la seguridad, reducción de tiempos de parada y costes operativos y disminución del coste de los cambios. Sin embargo, incluso con las innovaciones y los beneficios de la planta digital, hay oportunidades de alcanzar nuevos niveles de rendimiento en los procesos y en la planta. Hoy todavía existe información valiosa para aumentar la rentabilidad de las operaciones, pero es inaccesible por su alto coste o porque es técnicamente impracticable. Por ejemplo, ¿qué ocurriría si se pudieran detectar fugas antes de que provoquen problemas medioambientales y multas millonarias? ¿y si fuera posible detectar la corrosión localizada den-

Seguimiento de personas/activos

Red de planta inalámbrica

Seguridad del proceso/Física

Red de planta Operaciones

Gestión de activos

Red de control

Trabajador móvil

Comunicaciones móviles Red de campo inalámbrica

Dispositivos de campo

Redes auto-organizadas

tro de las tuberías, la vibración y las temperaturas que acortan la vida de los equipos? La nueva versión del protocolo HART, el HART 7, incorpora mejoras sobre la sólida base de la tecnología HART, utilizada en más de 26 millones de dispositivos instalados. Además, con la introducción de la norma WirelessHART, se abre su tecnología probada en campo al mundo de la comunicación inalámbrica. WirelessHART es un planteamiento compatible, económico y de sentido común de las comunicaciones inalámbricas soporta los requisitos de la industria para conseguir una tecnología de comunicación inalámbrica simple, fiable y segura.

¿Qué aporta un sistema inalámbrico? La adopción de la tecnología inalámbrica está determinada por su capacidad de ampliar y gestionar el flujo de información alrededor de la planta de una manera más fácil y económica. La tecnología inalámbrica no supone una sustitución completa de los cables, al menos no por ahora, sino que permite resolver situaciones en las que su implantación resulta cara o técnicamente inviable. Imaginemos una planta en la que: • Se vigilen las emisiones de las válvulas de seguridad para un mejor cumplimiento de la reglamentación. • Se vigilen las duchas de seguridad 24 horas, siete días a la semana,

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de forma que puedan atenderse inmediatamente. • Los sensores de vibración inalámbricos indiquen en tiempo real la fiabilidad del equipo cada día, no solamente una vez cada mes/trimestre/parada. • El estado del equipo antes no monitorizado, como el estado abierto/cerrado de las válvulas, se conozca como un histórico en tiempo real, facilitando un entorno operativo más seguro y más productivo. • Los operadores no tengan que hacer “rondas con apuntes” para recoger datos. • La diagnosis de los dispositivos HART –incluyendo aquéllos a los que antes no podía accederse–estén disponibles para la gestión de activos. • Los trabajadores puedan acceder a las aplicaciones y ejecutar tareas –incluyendo la visualización y respuesta a alarmas procedentes de campo– dondequiera que estén. • La situación del personal y los activos físicos de la planta sean conocidos en todo momento. • Se puedan emitir mensajes a grupos específicos de trabajadores dondequiera que estén. • Los sistemas de seguridad vigilen y aseguren el acceso autorizado a la planta. • Los sistemas de video no sólo patrullen el vallado, sino que mantengan una vigilancia barata del proceso. • La corrosión del equipo y las tuberías se vigile mediante sensores inalámbricos. Muchas de estas aplicaciones son posibles con cableado, pero los costes del mismo o las limitaciones técnicas lo hacen inviable. Lugares remotos La tecnología inalámbrica elimina las barreras de las soluciones tradicionales cableadas y proporciona un acceso sin precedentes a datos que antes estaban fuera de alcance por razones técnicas o económicas. Imaginemos, por ejemplo, instalar la instrumentación fácil y económicamente en un parque de tanques remoto, en una fracción del tiempo y coste que se emplearía en la misma solución con cables.

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Topología de malla auto-organizada Obstrucción

Pasarela Dispositivo Enlace inalámbrico

Topología Estrella Punto a Punto

Dispositivo aislado

Obstrucción

Pasarela Dispositivo Enlace inalámbrico

La solución inalámbrica no sólo está abriendo el acceso a las medidas tradicionales, como temperatura y presión, sino también a la información sobre el instrumento y los equipos. Por ejemplo, tal como ya se ha indicado, hay aproximadamente 26 millones de dispositivos HART instalados y en servicio en todo el mundo, pero menos del 25% de estos dispositivos instalados tienen sus datos digitales –incluyendo los de diagnóstico– conectados al sistema de control o a un sistema de gestión de activos. Sólo una parte de estos dispositivos se vigilan digitalmente, cuando la ventaja potencial de acceder a estos diagnósticos “en línea” es significativa. Los dispositivos HART cableados existentes pueden actualizarse con un adaptador inalámbrico, como el adaptador inalámbrico inteligente de Emerson Smart Wireless THUM, un dispositivo colocado en el lazo de 420 mA DC y que normalmente se atornilla sobre el transmisor. Toma su alimentación del lazo, extrae los datos digitales HART del dispositivo de campo, se comunica vía protocolo WirelessHART a una pasarela (gateway) y, de aquí, al sistema de control. Las señales de control del proceso continúan comunicándose sobre la conexión cableada incluso tras un hipotético fallo del dispositivo.

Redes de mallas auto organizadas Las redes de campo Smart Wireless de Emerson Process Management utilizan una tecnología de malla auto organizada que ha sido ensayada, probada y la base de la norma WirelessHART. Los dispositivos sin hilos de una red auto organizada pueden actuar como un router para otros dispositivos cercanos, pasando los mensajes hasta que alcanzan su destino. Esta capacidad proporciona rutas de comunicación redundantes y mayor fiabilidad que las soluciones que requieren una comunicación directa y sin obstáculos entre cada dispositivo y su portal. Los dispositivos y pasarelas de una red auto organizada trabajan juntos para encontrar y usar el camino más eficaz en cada mensaje, cada vez que haya un cambio en la red o en las condiciones que afecten a las comunicaciones. De esta forma, se optimiza la fiabilidad de los datos, al tiempo que se reduce el consumo de energía. La tecnología de redes auto organizadas reduce el esfuerzo y la infraestructura necesarios para establecer con éxito una red inalámbrica. Otra ventaja de las redes auto organizadas es que son dinámicas. Cuando se encuentran en la planta con nuevos obstáculos, como por

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Situar los dispositivos inalámbricos a planificación de la localización de los dispositivos

L inalámbricos puede hacerse a mano siguiendo unas reglas generales bien desarrolladas. Es una forma más de asegurar que la red WirelessHART aportará una conectividad segura. Otra opción es usar una herramienta de ingeniería de Emerson Process Management que hace este trabajo más fácil. Se llama AMS Wireless SNAP-ON y permite al usuario copiar y pegar dispositivos y portales sobre un plano de la planta (para instalaciónes en exteriores, pueden usarse las fotografías por satélite disponibles en Google: http://earth.google.com). Tras copiar y pegar los dispositivos y pasarelas WirelessHART sobre el plano de disposición de la planta, el programa valida automáticamente el diseño conforme a las mejores prácticas.

Instalar y alimentar primero la pasarela Una vez esté funcionando, se debe empezar con los dispositivos de campo que estén más cerca de la pasaProtocolos primarios de integración inalámbricos rela. La mayoría de los dispositivos WirelessHART, Protocolo Servidor típico incluyendo los instrumenModbus/RTU Sistemas de Control Distribuido (DCS) y controladores tos inalámbricos inteligenlógicos programables (PLC) tes de Emerson Process Modbus/TCP DCS, PLC e interfases hombre-máquina (HMI) Management, tienen coOPC Históricos de datos y HMIs nexiones de proceso y Ethernet Sistemas de gestión de activos y otras aplicaciones LAN de la planta montaje diseñadas según http Interfases web usadas para la configuración y vigilancia simple las mismas prácticas que XML y CSV Transferencia de datos gobiernan la instrumenta(valores separados ción cableada, con la expor comas) cepción del cableado del lazo. Una vez que la red esté instalada y funcionando, la herramienta permite al usuario visualizar gráficamente en tiempo real las rutas de comunicación de la red auto organizada, los iconos de los dispositivos a partir del Descriptor de Dispositivos HART (Device Descriptor, DD) y los datos de diagnóstico. Cuando haya que añadir dispositivos a una primera red inalámbrica auto organizada WirelessHART, es necesario recordar que, en general, cuanto mayor sea, mejor. De hecho, cuantos más nodos inalámbricos haya en la red, más fácil es de ampliar. Con las opciones de conectividad listadas en el cuadro adjunto, el portal puede integrarse con un amplio rango de sistemas servidores, incluyendo los sistemas de control DeltaV y Ovation de Emerson y la aplicación de gestión de activos AMS de Emerson, así como una amplia gama de controladores lógicos programables, históricos de proceso y otros sistemas de control.

ejemplo andamios, nuevos equipos o vehículos, las redes pueden reorganizarse alrededor de ellos. Todo esto sucede automáticamente, sin ninguna intervención por parte del usuario y sin la necesidad de estudios costosos. Las redes Smart Wireless de Emerson usan el estándar de radio IEEE 802.15.4. Están diseñadas para ser

flexibles con casi todas las interferencias y coexistir con otras redes inalámbricas de planta. Las redes son también escalables y capaces de realizar un barrido en un segundo sin apenas latencia. Los dispositivos inalámbricos de Emerson, basados en esta tecnología, han sido probados en campo y demuestran una fiabilidad de los datos superior al 99%.

Habilitar una mano de obra móvil El envejecimiento de la mano de obra y la pérdida de experiencia son los principales problemas a los que se enfrentan hoy en día los desarrolladores de sistemas para procesos. La tecnología inalámbrica es una buena solución que refuerza a la siguiente generación de trabajadores de plan-

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El despliegue de la red inalámbrica está marcado por las necesidades del cliente Redes de campo inalámbricas Categorías de aplicación • • • • • • • • • • •

Redes de planta inalámbricas Categorías de aplicación

Vigilancia de procesos difíciles Equipo rotativo Medioambiente Sistemas auxiliares Estado de seguridad del sistema Seguridad del operador Activos móviles Posición de válvulas Abierta/Cerrada Arranque del proceso Instalaciones provisionales Alternativa a los cables

ta, como los teléfonos móviles y las PDA han reforzado al hombre de negocios actual en su movilidad. Esta nueva ola de herramientas inalámbricas está mejorando de forma espectacular su productividad, facilitando el acceso instantáneo a una información que habría conseguido empleando el tiempo de otros empleados. Algunas compañías planifican rondas rutinarias para ver de primera mano cómo funciona la planta. Mediante la utilización del acceso remoto a los sistemas de control y gestión de activos, un PC o tablet inalámbrico puede reforzar de manera importante el rendimiento de los operadores, para que sean capaces de detectar inmediatamente lo que está pasando en el proceso y tomar rápidamente una acción correctora. Mientras los operadores están en campo, es posible que no haya nadie en la sala de control para observar las alarmas. Con los puntos de acceso inalámbricos repartidos por la planta, los operadores pueden usar estos PC o herramientas similares para acceder a la información crítica del proceso, los datos históricos, gráficos y otras funciones clave que normalmente residen en la sala de control o en otro lugar de la planta. Mejora del negocio y gestión del proceso Actualmente, muchas plantas utilizan la tecnología inalámbrica para mejo-

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Carga de datos de campo Conexiones a largas distancias Trabajador móvil Video - Seguridad Video - Proceso Localización Voz sobre IP

rar su seguridad. Las cámaras de televisión sin cable en circuito cerrado y las tarjetas de acceso equipadas con RFID o Wi-Fi permiten una vigilancia inteligente y un control de acceso a áreas específicas en niveles de seguridad. De esta forma se persiguen los intentos de violación de los protocolos de seguridad y se facilita la identificación de puntos vulnerables. Las tecnologías de localización inalámbricas permiten encontrar y hacer un seguimiento del inventario y activos valiosos –o incluso de los trabajadores– que se muevan rápidamente dentro y fuera de la planta. Esto hace que el tiempo empleado en buscar los activos se reduzca drásticamente y aporta ventajas significativas durante las paradas de planta, las emergencias y los nuevos proyectos en construcción. La capacidad de localizar rápidamente a los trabajadores ofrece también más seguridad y una mejora de la productividad. Escalabilidad Es importante observar que una diferencia clave que ofrece la red inalámbrica inteligente de Emerson es la escalabilidad. Los usuarios no tienen por qué que instalar las redes inalámbricas a nivel de campo y de planta al mismo tiempo. Se puede empezar por una red pequeña, a nivel de campo o a nivel de planta, y evolucionar a partir de ahí. A nivel de campo, se puede empe-

zar por una pasarela y unos cuantos puntos de medida siguiendo unas simples reglas de buenas prácticas y la red funcionará sin problemas. No es necesario un exhaustivo estudio del emplazamiento. Además, la red de campo inicial puede ampliarse rápidamente, haciéndola más fiable cuantos más puntos de medida se añadan. A nivel de planta, los usuarios tampoco necesitan empezar con una gran infraestructura inalámbrica. Es más, dos de las aplicaciones más comunes de red inalámbrica de planta –la unión de dos redes de sistemas de control y el volcado de datos de la red de campo– son relativamente sencillas de conseguir y poner en funcionamiento, no necesitando un gran plan de infraestructuras (ni ningún estudio de campo, si hay menos de ocho kilómetros y línea de visión directa). Por supuesto, el despliegue de una aplicación de localización sobre una zona amplia necesitaría un poco más de planificación, ingeniería y estudio del emplazamiento. Un aspecto clave del planteamiento de Emerson Process Management para las redes inalámbricas a nivel de planta es la asociación con el líder en redes Cisco Systems.

Julián Sánchez Ballesteros Responsable de producto Wireless de Emerson Process Management

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Disminuir los costes de mantenimiento

Control remoto de instalaciones eólicas Se presenta una solución basada en switches industriales y servidores de puerto serie que otorgan a la instalación una gran redundancia y permiten el acceso remoto al PLC de control que está ya instalado en la cabeza del aerogenerador. Gracias al servidor de puerto serie, el cliente tiene acceso al PLC de manera remota e incluso redundante, ya que hasta 8 puntos de control (personal de mantenimiento y/o centro de control) pueden acceder de manera transparente y remota a los datos lanzados.

no de los grandes actores del mercado eólico tuvo la necesidad de implementar una mejora que añadiese funcionalidad a las instalaciones existentes, siendo norma de uso en posteriores instalaciones. De hecho, ya disponía de instalaciones de aerogeneradores que eran controladas de manera local, pero era necesario realizar tareas de supervisión preventiva para evitar averías. Se buscaba eliminar la falta de interoperabilidad, permitiendo un cierto control remoto de cada uno de los molinos para evitar costes en desplazamientos del personal de mantenimiento.

■ Diagrama de la instalación. Como se aprecia en el diagrama adjunto, el NPORT permite la conexión mediante puerto serie con el PLC, posibilitando que el centro de control actúe sobre el mismo como si estuviese en local. Este dispositivo se conecta al switch EDS408, que comunica con otro equipo en la base del molino, y que le permite al usuario conectar otros dispositivos Ethernet que ya tiene instalados en la cabeza del aerogenerador. En el pie del molino, con un segundo switch se conecta el pie de un aerogenerador con el siguiente, formando un anillo, que finalmente conecta con el centro de control.

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La firma Tempel propuso una solución basada en switches industriales y servidores de puerto serie que otorgaban a la instalación una gran redundancia y permitían el acceso remoto al PLC de control que estaba ya instalado en la cabeza del aerogenerador. Gracias al servidor de puerto serie, el cliente tendría acceso al PLC de manera remota, e incluso redundante, ya que hasta 8 puntos de control (personal de mantenimiento y/o centro de control) podrían acceder de manera transparente y remota a los datos lanzados. Por otro lado, los switches industriales, que permitían realizar arquitecturas en anillo, otorgaban a la instalación una redundancia a fallos, al enlazar todos los aerogeneradores de la instalación en un anillo con capacidad de recuperación en menos de 20 ms. Gracias a esta solución, en caso de que un nodo fallase, o una canalización fuese cortada, toda la instalación seguiría estando dispo-

nible en menos de 20 m. Igualmente, para evitar daños debidos a las perturbaciones electromagnéticas y poder cubrir las largas distancias que podría haber entre los puntos de la instalación, la comunicación entre switches debía ser implementada con fibra. Tempel propuso soluciones que podrían cubrir saltos de 10, 40, 80, e incluso 120 Km, lo que cumplía de sobra las necesidades de la instalación. Los equipos finalmente seleccionados fueron los NPORT de Moxa, servidores de puerto serie con acceso para múltiples controladores y supervisores, e interfaz Ethernet en fibra (evitando así perturbaciones electromagnéticas producidas por tormentas), además de los switches gestionables de la serie EDS-408A3M, con tres puertos en fibra (una para subir hasta la cabeza del aerogenerador y otras dos para el anillo de fibra) y que permiten recuperar anillos en menos de 20 ms.

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Propuestas de futuro Esta aplicación desarrollada ha sido empleada para actualizar instalaciones existentes, así como para mejorar las implementadas más recientemente. A pesar de esto, el usuario está planeando ya mejoras sobre la misma que posibiliten automatizar aún más determinadas tareas de mantenimiento en la cabeza del molino. Para conseguirlo, se instalaría un pequeño PC embedded en la misma, que actuaría como controlador y monitorización de primer nivel de la situación del molino. Gracias a este nuevo sistema, el cliente podría pasar de una monitorización pasiva a un sistema activo, que reportaría de manera programada la situación de la instalación, permitiendo tomar decisiones en función de los informes recibidos. Iván Ruiz Product Manager Ingeniería Tempel www.tempel.es

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ENERGIA 2009 (Especial)

Ya ha aparecido la Edición 2009 de nuestro Especial Energía, un número dedicado íntegramente a la eficiencia energética y al desarrollo de las energías alternativas como motor de la sostenibilidad.

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Iluminación para el tráfico aéreo y marítimo, y seguridad

Controlar una plataforma eólica en el mar Todos los sistemas que incorpora el proyecto Alpha Ventus –el primer parque eólico marítimo alemán–, incluyendo la iluminación de una plataforma para helicóptero, tienen que funcionar sin errores en condiciones adversas en alta mar. Esto es especialmente importante para la tecnología de control. No obstante, la fiabilidad no depende sólo de un hardware fiable, sino que el sistema operativo también tiene que ser adecuado para operación continua. unos 45 km sobre la isla de Borkum se está construyendo el primer parque eólico en el mar bajo la dirección de DOTI, un proyecto conjunto de E.ON, EWE y Vattenfall. En el transcurso del año, doce turbinas de 5 MW se conectarán a la red eléctrica para alimentar a cerca de 50.000 viviendas. Tal como estaba previsto, la plataforma con la subestación eléctrica para el sistema se finalizó a finales de septiembre del 2008. Un muelle para barcos, pista de aterrizaje para helicópteros, puestos de trabajo y habitaciones constituyen el centro logístico del parque eólico Alpha Ventus. Para que las embarcaciones y helicópteros puedan aterrizar en condiciones meteorológicas adversas sin problemas, la plataforma de 60 metros de altura que se sustenta a 30 metros bajo el agua fue equipada con un particular y fiable sistema de iluminación para trafico aéreo y marítimo, así como con una tecnología de monitorización para evitar la destrucción de los sistemas. Las señales de las balizas y del sistema de monitorización son recogidas, procesadas y enviadas a la sala de control del parque eólico en tierra firme usando un especial sistema

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de control basado en la tecnología de B&R. Por supuesto, las luces de las balizas para una pista de aterrizaje tienen que funcionar sin errores ni averías, explica Peter Klenk, fundador del Grupo Klenk y director general de Klenk-Airport-Equipment GMBH. No es tan obvio el hecho de que no se trata simplemente de encender y apagar las luces. Complejo equipamiento de control Al diseñar el sistema de control deben tenerse en consideración las regulaciones y estándares nacionales e internacionales, que varían según la categoría del aeropuerto y, por ejem-

plo, pueden incluir mediciones aisladas y mediciones de fallos de las luces como funciones para test del sistema. El controlador no sólo tiene que controlar centenares de luces y procesar un gran número de señales, sino que también tiene que garantizar que la torre recibe una notificación de error en un segundo, si hay la posibilidad de fallo. Además, en casos extremos,la carga debe ser transferida después de un fallo de red eléctrica, explica Peter Klenk. En consecuencia, el controlador implementado tiene que ser rápido y eficiente. Klenk describe los PC estándar como plataformas insuficientes: No consiguen llegar a la fiabilidad necesaria –incluso si se etiquetan como PC industriales. Después de un tiempo, los componentes de hardware fallan o el sistema operativo se satura y permanece inactivo. Esto es el caso incluso para sistemas que no están equipados con conexión a Internet y donde la instalación de virus es imposible. Expertos en tecnología de aeropuertos son escépticos sobre el uso de arquitecturas redundantes o com-

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■ Controlando el muelle, control de acceso y vídeo vigilancia: todas estas tareas se asignan al controlador con E/S X20.

plejos sistemas con funciones RAID y medidas de seguridad adicionales: A parte del hecho de que el problema de tener un sistema cerrado no queda resuelto, los grandes costes iniciales y el complejo mantenimiento en la instalación son también problemáticos. Esto es justificable para un gran aeropuerto con un personal apropiado, pero para un aeropuerto regional o para una plataforma en el medio del mar, donde cada servicio puede costar varios miles de euros, esto es inaceptable. La fiabilidad absoluta y el mínimo mantenimiento a un coste razonable son los criterios indispensables. Con estos requerimientos, los responsables de Klenk buscaron una plataforma de hardware alternativo a su Airport Control System (ACS) y se decidieron por una solución basada en Power Panel con sistema de entradas/salidas –ambos de B&R. Peter Klenk explica: Esta solución ofrece todo lo que es importante para nosotros: un alto nivel de fiabilidad, flexibilidad cuando se incorporan elementos de periferia e importantes opciones de visualización, hasta cuando hay que cubrir largas distancias entre el armario eléctrico y la estación de control. Espíritu pionero y flexibilidad Alpha Ventus es un proyecto novedoso que requiere un alto nivel de flexibilidad y dedicación de todas las personas implicadas en el mismo. Tal como enfatiza Peter Klenk, hay pla-

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■ El primer parquet eólico marítimo alemán se está construyendo cerca de la isla de Borkum.

taformas de petróleo en el Mar del Norte equipadas con zonas de aterrizaje para helicópteros, pero la tecnología que requieren es diferente a la que requerida por Alpha Ventus. Para mantener la iluminación requerida para las zonas de aterrizaje de helicópteros y para realizar el control obligatorio de balizas de navegación que alertan a las embarcaciones del tráfico ha sido necesario utilizar el controlador de Klenk y no una solución compartida. Con los años, nuestra experiencia en los estándares nacionales e internacionales en el campo de la aeronáutica nos ha ayudado a desarrollar nuestro ACS, añade el director de negocios de Klenk. También existen otras circunstancias que diferencian las plataformas de petróleo de una plataforma como la que nos ocupa. Las plataformas para generación de energía eólica funcionan sin tripulación, únicamente acude personal de tripulación para llevar a cabo el servicio de mantenimiento. Las leyes internacionales obligan a que exista un acceso para el posible rescate de personas y la estructura no puede ser acordonada para irrumpir en ella. La solución pasa por crear un acceso de seguridad y por utilizar un sistema de monitorización equipado con sensores de movimiento y alarmas que indican si la tripulación se encuentra en la plataforma o no. Las alarmas son recibidas mediante un sistema X20 de entradas/salidas de B&R y enviadas posteriormente al controlador Klenk

para ser evaluadas. En definitiva, se informa del potencial de riesgo en la seguridad y de las situaciones peligrosas. Además, si se producen distorsiones en la alimentación de la plataforma se pone en marcha el UPS, la autogeneración de energía de emergencia, asumiendo el suministro del sistema eléctrico; entonces, el controlador envía el correspondiente mensaje de error a la sede principal. Una solución integrada Como la plataforma no está tripulada, integramos además una estación meteorológica que informa a los pilotos sobre las condiciones del tiempo mediante mensajes de radio automáticos antes de su llegada, añade Peter Klenk. Además del equipo de la plataforma de aterrizaje del helicóptero, de las balizas, del sistema MET (estación meteorológica) y de los sistemas de video y vigilancia, Klenk también entregó e instaló los sistemas de comunicación de radio de barcos y aviones, así como sus patentadas mangueras recubiertas para llenar los tanques de combustible. Con este proyecto hemos demostrado nuestra reputación como proveedor cualificado y flexible de soluciones completas en el área de la navegación y la aeronáutica estándares, explica Peter Klenk. Junto con B&R, hemos creado los cimientos para una futura colaboración de máximo calibre. www.br-automation.com

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El sector de la automatización y el control, muy bien representado

Hispack/Bta.: una acertada edición conjunta La edición conjunta del Salón Internacional del Embalaje de Fira de Barcelona, Hispack, y Barcelona Tecnologías de la Alimentación de Alimentaria Exhibitions, Bta, propició la visita de 55.000 profesionales del packaging y del sector tecnoalimentario, así como la presencia de 3.000 empresas expositoras que ocuparon 70.000 m2 netos en los seis pabellones del recinto de Gran Via. n palabras del director de Hispack, Xavier Pascual, la primera convocatoria conjunta de Hispack&Bta ha confirmado la idoneidad de aglutinar en el mismo recinto y en las mismas fechas a empresas de maquinaria y soluciones para la industria del packaging y tecnologías de la alimentación, ya que ha tenido una muy buena acogida por parte de expositores y visitantes. Esta suma ha permitido, a la vez, aprovechar las sinergias entre ambas ferias, ya que la industria alimentaria es la principal consumidora de envases y embalajes, y ha demostrado su capacidad de atraer visitantes con poder de compra nacionales e internacionales. En esta edición de Bta. e Hispack, el 20% de los expositores fueron extranjeros, procedentes sobre todo de países de la Unión Europea, principalmente Italia, Alemania y Francia. Esta destacada participación se debió, en parte, a la campaña de promoción conjunta para aumentar la dimensión internacional de ambos eventos. Por otro lado, del total de visitantes acreditados en Hispack&Bta, 49.173 eran nacionales, principal-

mente procedentes de Catalunya, la Comunidad Valenciana, Madrid, Andalucía, País Vasco y Aragón. Se registraron 3.711 visitantes internacionales, procedentes sobre todo de Portugal, seguido de Francia, Italia, Alemania, Grecia, Países Bajos, Reino Unido, Bélgica, Marruecos y Túnez. Durante la celebración de ambos salones y en colaboración con la Asociación Multisectorial Empresarial (Amec), se realizaron cerca de 150 encuentros de negocio entre expositores y compradores extranjeros de los principales mercados potenciales para la industria del packaging y de las tecnologías de la alimentación como los países de la Europa del Este, Asia,

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■ Como es habitual, Infaimon mostraba en su stand ejemplos de aplicación de la visión artificial en el sector del packaging.

■ Una de las primicias presentadas por Schneider Electric fueron las nuevas arquitecturas basadas en las diferentes plataformas de automatización que cuentan con la integración de bloques de funciones específicas para aplicaciones de embalaje.

Oriente Medio y la zona del Mediterráneo. A través de tres áreas monográficas –Tecnocárnica, Ingretecno y Tecnoalimentaria– Bta incluyó una importante oferta tecnológica, de maquinaria y de producto intermedio. En Tecnocárnica, las empresas expositoras mostraban a los asistentes maquinarias y tecnologías para la industria cárnica y afines. El sector cárnico ocupa con diferencia el primer lugar de toda la industria española de alimentos y bebidas, representando una cifra de negocio de unos 19.000 millones de euros, un 20% de todo el sector alimentario español, que es a su vez el primer sector industrial del país. En España, el sector cárnico supone el 20,3% del total de la producción alimentaria –una quinta parte del sector– y representa el 19,85% del empleo de la industria de alimentación y bebidas. Según datos de FIAB, más de 4.469 firmas y 85.408 trabajadores operan en el campo de la actividad cárnica en este país. Una de las tendencias que se observaron en Bta fue la utilización creciente de sistemas de trazabilidad que permiten conocer todas las etapas de los productos de la industria alimentaria. En Bta. 2009 se mostraron innovadoras aplicaciones dirigidas a aportar a los procesos eficiencia, aumento de la productividad, control de los procesos, optimización de la trazabilidad, mejora de la

rotación de activos, disminución de los costes energéticos y de operación, así como soluciones enfocadas al aumento de seguridad de producto. Controlando los procesos de E+E El sector de la alimentación se mantiene con un buen índice de ventas frente a otros muchos sectores, de modo que la industria alimentaria se ha convertido en un sector con una alto potencial para la automatización. Fueron numerosas las empresas especializadas en el control y la automatización industrial las que escogieron este certamen para dar a conocer sus soluciones específicas para el ámbito del envase y embalaje y la industria alimentaria en general. Por ejemplo, ABB presentó uno de los terminales táctiles más pequeños del mercado (de 40 mm de profundidad y 90 mm de altura), sus nuevos módulos de comunicación Profinet y Ethercat y su nuevo sistema inalámbrico de comunicaciones WISA para bus de campo, que permite transmitir la información y la potencia de los sensores de campo a distancia, entro otras interesantes soluciones. Por su parte, Beckhoff exponía en su stand toda su tecnología de control basada en PC que permite automatizar todo el proceso de una línea de embalaje, desde el llenado, conformado, cerrado, etiquetado, acu-

mulado y reembalado hasta la paletización. La capacidad de escalado de los componentes de hardware y software permite soluciones confeccionadas a medida. El rango de productos Beckhoff engloba PC industriales de altas prestaciones, una diversidad de terminales I/O, el bus de campo de alta velocidad EtherCAT y el software de automatización TwinCAT, así como la tecnología de servoaccionamientos de aplicación flexible. Eplan presentó en la feria su plataforma Eplan, que incluye Eplan Electric P8, Eplan Fluid, Eplan Cabinet, y Eplan PPE, productos que permiten optimizar la planificación a través de la aplicación de nuevos estándares de tecnología. Se trata de una plataforma de ingeniería que garantiza un intercambio uniforme de datos para todos los sistemas integrados a partir de la misma base de datos. Además, gracias a la herramienta Data Portal, Eplan Software and Service ha recogido y certificado los datos en colaboración con los principales fabricantes de componentes. El resultado es que los últimos datos verificados de dispositivos procedentes de fabricantes de prestigio como Rittal, Phoneix Contact, Rockwell Automation, Schneider Electric, entre otros, son directamente integrados en la plataforma Eplan y constantemente actualizados y ampliados. Otro de los grandes de la automa-

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tización y el control industrial presente en esta edición de Hispack/Bta. fue Schneider Electric, que presentaba novedades de producto y soluciones dirigidas a satisfacer las necesidades del sector del embalaje. Una de las primicias fue la presentación de nuevas arquitecturas basadas en las diferentes plataformas de automatización de la oferta de la firma, que cuentan con la integración de bloques de funciones específicas para aplicaciones de embalaje: Grouping/ungrouping, film control tension analog, film control tensión digital, film lateral position control, control de temperatura, etc. Otra de las arquitecturas presentadas fue la basada en controladores de movimiento, con la integración de bloques de funciones específicas también para aplicaciones de embalaje. Entre estas funciones destacan el corte al vuelo, el control de cuchillas giratorias, apriete con control de par, Pick & Place, etc. También fue importante la presencia de empresas de robótica que ofrecían soluciones robotizadas para el envase, el embalaje y el paletizado. Entre ellas destacaba Fanuc Robotics, que presentaba una solución completa de encajado y paletizado con un robot Fanuc M-410 iB/700 y dos M420 iA, la Line traking de alta velocidad con el sistema de visión de la empresa iRvision, una célula de demostración de pick & place que alcanza los 120 ciclos/minuto y un sis-

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Alim Tec, II Forum de la industria alimentaria rganizado por Eplan, Festo, Klüber Lubrication GMBH Ibérica

O y Siemens y moderado por Laura Tremosa, coordinadora del Consejo Asesor de nuestra revista, en el marco de Hispack/Bta tuvo lugar el el II Forum de la industria alimentaria, “Alim Tec”, en el que se analizaron las claves para afrontar los grandes retos del sector. Las ponencias estuvieron agrupadas en cuatro grandes temas: la flexibilidad, estandarización y racionalización; la reducción de costes a través de la productividad (gestión de la vida de producto); la eficiencia energética; y la estrategia financiera en tiempos de crisis.

tema de paletizado de sacos de pienso con un R-2000 iB/100H, entre otros equipos. La firma austríaca B&R, que ha participado activamente en organizaciones como OMAC-PackML para estandarizar el desarrollo de maquinaria en la industria de envase y embalaje, también estuvo en Hispack/Bta. Reconocidos fabricantes de maquinaria como ULMA y Carugil en España se han beneficiado de los trabajos de esta organización. PackML ha desarrollado un modelo de estados basado en el contexto de envase y embalaje cuya misión es establecer una serie de lineamientos para las comunicaciones entre la maquinaria de producción dentro de esta industria. Para alcanzar su objetivo, PackML se ha dedicado a recolectar términos de uso común como nombre de estados y definiciones, elementos, estructuras, tipos de dato, valores y rangos, de mane-

■ ABB fue una de las empresas de robótica presentes en el certamen. Además, presentaba las últimas novedades desarrolladas específicamente para el sector de packaging en el ámbito de la automatización y el control.

ra que se tenga una interface convencional que pueda ser vista y entendida fácilmente dentro de la industria de envase y embalaje. Además del modelo de estados, PackML ha definido una serie de variables destinadas básicamente a controlar los estados y transiciones dentro de dicho modelo. Carugil ha desarrollado una máquina de final de línea de producción para empaquetado de regaliz implementando el modelo de estados de acuerdo a PackML. Con ella es posible envolver simultáneamente hasta 10 productos de manera continua con una velocidad de hasta 10 m/min independientemente de la longitud de producto dentro de su rango de operación. La referencia de velocidad puede ser local, configurada por el operador desde pantalla, remotamente vía PC o sincronizarse a la cinta transportadora de una la línea previa. Siemens presentaba en su stand el

■ Sick Optic presentó las novedades de producto bajo el abanico del “Innovation Marathon”. Sus nuevas gamas de encoders y sensores para visión artificial y seguridad llamaron la atención de los visitantes.

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automático controlaconcepto de optimizado por visión para la ción de líneas de emlocalización y cálculo paquetado, mientras de la posición real en que Rockwell daba a el espacio corrigiendo conocer su entorno las coordenadas del completo de configurobot en el Pick & ración y programación Place, un sistema de de aplicaciones robotidetección e identifizadas. cación automática de En los últimos años, envases mediante allos sistemas de visión goritmos avanzados de artificial se han implevisión por computamentado y estandaridor, una máquina de zado en la mayoría de factorías españolas control de calidad de para operaciones de envases a alta veloci■ Rockwell Automation daba a conocer su entorno completo de configuraverificación de clasifidad, etc. Infaimon ción y programación de aplicaciones robotizadas. cado, empaquetado y también aprovechó el etiquetado, convirtiéncertamen para predose en un complemento más. Ales el caso de Infaimon, que presensentar una nueva versión de Halcon gunas empresas especializadas en el tó distintos ejemplos de aplicacio9.0, de MVTec, el entorno de prodesarrollo de estos sistemas también nes industriales en el sector del pacgramación para el desarrollo de apliestuvieron en Hispack &Bta., como kaging: un robot de paletizado caciones de visión más extendido a nivel mundial. Como es ya habitual, Festo colocó Excelencia tecnológica desde la provincia en el salón su Expotainer, en el que se exponían los sistemas de autode Salerno matización de esta firma, como las aplicaciones de posicionamiento y ntertrade (organismo pertemanipulación mediante ejes eléctrineciente a la Cámara de Cocos, entre los que se encuentra el mercio de Salerno) presentó en EGC, de dimensiones inferiores a los Bta. a siete pequeñas y mediaejes convencionales pero con una canas empresas de la provincia de pacidad de carga y velocidad más Salerno (Sur de Italia) del secelevadas. Cabe mencionar además tor de la maquinaria y las instalas innovaciones en el campo de los laciones para la transformación terminales de vávulas, entre los que de productos alimentarios y para destaca la modularidad del CPX-MPA, el embalaje industrial. los nuevos generadores de vacío Estas empresas proceden del OVEM o los componentes acordes al corazón de una de las regiones nuevo marco legal de seguridad como más productivas de Italia en el la válvula MS6-SV. sector conservero y especialEn el ámbito de Bta, la firma Carmente del tomate, Campania. Aquí existen 80 empresas que operan en buros Metálicos presentó las apliel sector de la fabricación de maquinaria para el sector alimentario, 47 caciones alimentarias que ofrece esta de las cuales proceden de la provincia de Salerno. Su know-how va descompañía para el envasado en atde la recogida de la materia prima hasta el packaging final, pasando por mósfera protectora (EAP), la conla transformación y esterilización del producto. gelación y refrigeración de alimentos, Las siete empresas que llegaron a Bta. de la mano de la Cámara de Cola carbonatación de bebidas o su sermercio Italiana de Barcelona, fueron: el Consorzio Tecnoalimentare Itavicio de entrega inmediata de CO2 a liano, que se dedica a la promoción de maquinaria y tecnologías para el la hostelería. sector alimentario; CTI Foodtech, especializada en deshuesadoras de meEn definitiva, puede afirmarse que locotones; Tecnolat, dedicada a la fabricación de maquinaria para la inHispack&Bta. constituye una buena dustria quesera y alimentaria en general; Rocme, especialista en desplataforma para dar a conocer las úlhuesadoras para albaricoques; Manzotech, de tecnologías de procesos timas tendencias de la industria alipara la industria del tomate y de las confituras; Mec. P.R., de sistemas mentaria y del packaging. de embalajes y manipulación; y Gambardella Inox, dedicada a la producción de juntas en acero inoxidable para los sectores alimentarios. Cristina Bernabeu Fotos: Enric Vernet

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Nuevo sensor de visión

u Banner Engineering, representada en nuestro país por Elion, presenta un nuevo sensor de visión, modelo iVu , controlado mediante pantalla táctil integrada, lo que permite resolver las aplicaciones de inspección a pie de máquina. No requiere de PC ni para la configuración de la aplicación ni para su funcionamiento. Incluye tres herramientas de inspección en un solo paquete: un sensor de coincidencia que compara una imagen con un patrón preestablecido, un sensor de área que detecta la presencia o ausencia de una característica determinada, y un sensor de área que se ajusta al movimiento de las partes a inspeccionar. www.elion.es

Interruptores magnéticos miniatura u La gama de equipos finales de carrera magnéticos sin contacto para Categoría 4 (EN 954-1) de Omron se ha visto ampliada con las nuevas unidades en tamaño miniatura (36x26x13 mm) F3S-TGR-N, disponibles con o sin codificación. Se trata de equipos que no requieren de módulo dedicado, por lo que son compatibles con cualquiera de los módulos de seguridad Omron. Además, se pueden conectar en serie hasta 6 dispositivos magnéticos al mismo módulo. Los modelos en miniatura se comercializan con carcasa de plástico si bien los de mayor tamaño se presentan en carcasa de plástico o acero SUS316, por lo que están indicados para mercados como alimentación, envase y embalaje o farmacéutico. Disponen de salida auxiliar NA de 100 mA permitiendo un rápido y fácil reconocimiento de la apertura de la puerta mediante LED indicador o remotamente a través de PLC, NS o cualquier otro dispositivo. www.omron.es

Nuevo módulo estándar E/S u Vipa ha presentado un nuevo sistema de E/S, denominado SLIO, con un diseño extremadamente compacto. El bloque de terminal básico con conexión al bus backplane y la electrónica construida con protección contra inversión de polaridad se instalan de forma modular mediante un mecanismo deslizante y enchufable. La caja del módulo estándar E/S, de tan sólo 12,5 mm de ancho, permite conectar de dos a ocho sensores y/o actuadores (cable de 2,5 mm2). En cuanto a las opciones de comunicación, además de los comunes interfaces de bus de campo como CANopen, Profibus, Modbus, entre otras, también es posible la conexión vía Ethernet industrial. www.vipa.es

La pasión elevada a

7415

...y el entusiasmo por la tecnología caracterizan a los productos de ifm electronic. Con nuestros sensores y sistemas usted podrá dar un paso adelante hacia el futuro tecnológico. Elija dentro de nuestros 7415 productos el equipo que más se adapta a su aplicación. Disponemos de una amplísima gama para un gran número de sectores, consúltenos. La variedad de productos tiene un nombre: ifm electronic

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ANUNCIANTES

Automática e Instrumentación

EN EL PRÓXIMO NÚMERO

Panorama Industria farmacéutica Sistemas operativos para automatización

Informe Software de mantenimiento

Automática e Instrumentación Director general Antonio Piqué

Julio 2009 / n.º 409

Anunciantes

Página

ABB...............................................................................23 B&R .............................................................................27 Beckhoff Automation. S.A. ........................Portada y 19 Emerson Process Management ....................................3 Filtros Cartés .......................................................16 y 34 Hirschmann ...................................................................6 Infaimon .......................................................................35 IFM Electronic, S.L. ....................................................85 Ingeteam Corporation, S.A. ........................................13 Instrumentos Testo, S.A. ............................................15 Lapp Kabel España, S.L.U. .........................................25 Mesurex .........................................................................4 National Instruments ..................................................31 Omron Electronics Iberia, S.A. ..................................49 Pepperl + Fuchs, S.A. ................................................. 75 Phoenix Contact, S.A. ..........................Interior portada Pneumax, S.A. .............................................................62 Polylux, S.L. ................................................................78 Premium, S.A. .............................................................39 S.A. Sistel .................................................................... 14 Schneider Electric España, S.A. ................................67 SIDE .............................................................................72 Siemens, S.A. ..........................................Contraportada Vega Instrumentos, S.A. .............................................17 Weidmüller, S.A. .................Interior contraportada y 83

Agencia sectorial de noticias Automática e Instrumentación Digital Directora Delegación en Catalunya Mari Cruz Álvarez

Atención al suscriptor Ingrid Torné, Elisabeth Díez Tel.: 902 999 829 suscripciones@tecnipublicaciones.com Precio del ejemplar España: 19 € Extranjero: 27 €

Editora jefe Patricia Rial

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Directora Cristina Bernabeu (bernabeu@cetisa.com)

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Redacción permanente Carlos García, Eva Montero, Cristina López, Laura López, Nuria Calle (Madrid)

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ISSN: 0213-3113

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Consejo de Redacción Xavier Alcober, Jordi Ayza, Antoni Sudrià, Francesc J. Suelves, Laura Tremosa

Edita

Publicación mensual (se editan 11 números año) Tirada y difusión controlados por

CEA (Comité Español de Automática) Miguel Ángel Salichs (Presidente), Guillermo Ojea (Vicepresidente), Alberto Sanfeliú (Secretario), Alfonso García Cerezo (Vocal) Coordinadora de cierre Eva Montero (montero@cetisa.com) Maquetación Elisabet Ramos Director de informática Adriano García

Oficinas Avda. Manoteras, 44 28050 Madrid Tel.: 912 972 000. Fax: 912 972 154 Enric Granados, 7 08007 Barcelona Tel.: 932 431 040. Fax: 933 492 350 Lendakari Aguirre, 11-5º Dpto. 8B 48014 Bilbao www.tecnipublicaciones.com

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Miembro fundador Organo delComité Español de la I.F.A.C. (International Federation of Automatic Control

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Montserrat Grima, de ABB Automation ProductsAccionamientos “Ya se ha asumido que el variador es un elemento fiable en la instalación”

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Julio 2009, n.º 409

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