Automatica-440

Productividad y eficiencia del diseño a la producción

Convertir, medir, monitorizar

440 / Mayo 2012

Automática e Instrumentación Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

La tecnología al servicio de la eficiencia Conseguir la eficiencia energética y el uso racional de energía está ligado al desarrollo de nuevas herramientas tecnológicas y, sobre todo, a nuevos paradigmas que están naciendo dentro del sector energético actual.

Pág. 52 | EK11-04ES |

Automática e Instrumentación

ENERGÍA

INFORME

Ethernet en Tiempo Real

Suministro eléctrico sin interrupciones

Tecnología de control basada en PC y EtherCAT de Beckhoff

Pág. 72

Directorio de empresas suministradoras

Hannover Messe 2012: Seguridad y eficiencia energética, los valores más presentes

Medición de corrientes y potencias

Gestión de flujos de trabajo en entornos industriales (BPM)

Phoenix Contact cuenta con una completa gama de equipos de medida y monitorización que le permiten controlar los parámetros eléctricos de su instalación tanto para la visualización local de éstos como para su adquisición remota centralizada.

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Mayo 2012, n.º 440

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Control basado en PC Conexión de bus directamente al puerto Ethernet Software en lugar de hardware: PLC y Motion Control sobre PC

EtherCAT-I/Os Ethernet en tiempo real hacia cada módulo de I/O Amplia gama para todos los tipos de señales

Accionamientos EtherCAT Servodrives de muy alta dinámica Integran tecnología de control en tiempo real

Componentes EtherCAT de Beckhoff: rápidos, flexibles, precisos, económicos Para el sistema Ethernet en tiempo real EtherCAT, Beckhoff ofrece componentes individuales así como un sistema completo de automatización mediante EtherCAT en tiempo real: PC industrial: Potentes PCs para cualquier tipo de automatización PC embebido: PCs modulares con interface de bus I/O directa Terminales EtherCAT: IP-20-I/Os para todos los tipos de señales EtherCAT Box: IP-67-I/Os para montaje directo en campo Accionamientos EtherCAT: servodrives de muy alta dinámica TwinCAT: software de automatización para Multi-PLC, NC, CNC TwinSAFE: Safety-PLC en el terminal I/O IPC

Panorama Máquina-herramienta: cuando el mercado es el mundo entero

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SUMARIO

Automática e Instrumentación

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Para el sistema Ethernet en tiempo real EtherCAT, Beckhoff ofrece componentes individuales así como un sistema completo de automatización mediante EtherCAT en tiempo real: • PC industrial: Potentes PCs para cualquier tipo de automatización • PC embebido: PCs modulares con interface de bus I/O directa • Terminales EtherCAT: IP-20-I/Os para todos los tipos de señales • EtherCAT Box: IP-67-I/Os para montaje directo en campo • Accionamientos EtherCAT: servodrives de muy alta dinámica • TwinCAT: software de automatización para Multi-PLC, NC, CNC • TwinSAFE: Safety-PLC en el terminal I/O Beckhoff Automation, S.A. es una filial de Beckhoff Automation GmbH y dispone de oficinas en Barcelona, Madrid y Bilbao.

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EtherCAT-I/Os Ethernet en tiempo real hacia cada módulo de I/O Amplia gama para todos los tipos de señales

Accionamientos EtherCAT Servodrives de muy alta dinámica Integran tecnología de control en tiempo real

www.beckhoff.es/EtherCAT-System Componentes EtherCAT de Beckhoff: rápidos, flexibles, precisos, económicos Para el sistema Ethernet en tiempo real EtherCAT, Beckhoff ofrece componentes individuales así como un sistema completo de automatización mediante EtherCAT en tiempo real: PC industrial: Potentes PCs para cualquier tipo de automatización PC embebido: PCs modulares con interface de bus I/O directa Terminales EtherCAT: IP-20-I/Os para todos los tipos de señales EtherCAT Box: IP-67-I/Os para montaje directo en campo Accionamientos EtherCAT: servodrives de muy alta dinámica TwinCAT: software de automatización para Multi-PLC, NC, CNC TwinSAFE: Safety-PLC en el terminal I/O IPC I/O

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Mayo 2012 / n.º 440

Sector fabricante de M-H: cuando el mercado es el mundo entero

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El reto logístico que plantea el colocar la producción lejos de los centros de fabricación, el camino que debe seguir la innovación o la búsqueda de soluciones avanzadas que ayuden a la mejora de la operatividad de las máquinas son las líneas de trabajo de una industria que tiene claro que la respuesta a su continuidad está más allá de nuestras fronteras.

El 46% del negocio de las ingenierías españolas procede ya del extranjero detalla DBK, la facturación de 32 Según las empresas españolas de ingeniería

retrocedió un 13% en 2011, y el volumen de negocio en el extranjero se cifró en 4.200 millones de euros, suponiendo ya el 46% de la facturación total.

TIEMPO REAL 14 Mes a mes • Nuevas formas de innovar: proyectos KIC-InnoEnergy • Informe anual sobre ciberseguridad • Smart Grids: uno de los principales campos de investigación y transferencia de tecnología en Catalunya 19 Empresas • Ingeteam participa en el mayor invernadero fotovoltaico del mundo • Dassault Systèmes crece un 18% en concepto de nuevas licencias • M2M, colaboración entre Digi International y Wind River 26 Eventos • AMB 2012: Toda la superficie de exposición ya está reservada • I Congreso de Smart Grids en Matelec • PCIM2012: electrónica de potencia en Nürnberg

SUMARIO

Mayo 2012 / n.º 440

Automática e Instrumentación

ENERGÍA Eficiencia energética y uso racional de la energía: El primer paso se ha dado, ¿qué sigue ahora?

Emulador de paneles fotovoltaicos para el ensayo de onduladores

Se abre un nuevo panorama en la 52 consecución de la eficiencia energética

Se ha desarrollado 62 una plataforma que

y el uso racional de energía que estará ligado a nuevas herramientas, nuevas tecnologías y, sobre todo, a nuevos paradigmas que están naciendo dentro del sector energético actual.

Automatización de una planta de generación eléctrica con dos microturbinas de biogás La empresa SIDE ha desarrollado 57 un proyecto para automatizar las

distintas unidades de una planta de generación eléctrica por combustión de biogás a unos costes asumibles.

El sistema de automatización diseñado está centralizado en el PLC V570 de Unitronics, dispositivo que lleva integrada una pantalla táctil muy fácil de configurar que constituye el cuadro de control de la planta.

S ELECCION DEL MES 44 Especial novedades presentadas en la BIEMH 2012 (Bienal de la Máquina-Herramienta)

I NFORME 72 Suministro eléctrico sin interrupciones Un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) asegura la continuidad del suministro de energía eléctrica a las cargas más críticas. También puede utilizarse para proteger los aparatos que alimenta de las perturbaciones que se transmiten por las líneas: sobretensiones, desequilibrios, armónicos y otros defectos.

F ERIAS 81 Crónica de la Hannover Messe 2012: Seguridad y eficiencia energética: los valores más presentes

tiene por objetivo ensayar los onduladores solares, comprobando su funcionamiento y su rendimiento, pudiendo emular cualquier punto de funcionamiento de una curva V-I de un panel fotovoltaico.

Gestión de energía en edificios y emuladores: una combinación perfecta Los edificios del futuro incorporarán nuevos sistemas que 68 les permitirán funcionar como pequeñas redes inteligentes dentro de la red de distribución. El desarrollo de un gestor integral que regule y organice el funcionamiento de estos edificios es uno de los principales objetivos de la investigación actual.

SOLUCIONES 91 Gestión de flujos de trabajo en entornos industriales Pese a que la industria ha estado ajena a la aplicación del Business Process Management, esta metodología se presenta como la respuesta idónea para resolver cuestiones críticas como la mejora de los ratios de producción o la eficiencia del funcionamiento de los equipos en planta.

97 Controlar la velocidad de las bombas con servoaccionamientos Es posible disminuir el consumo de las máquinas hidráulicas a una quinta parte y el nivel de ruido a la mitad, manteniendo el mismo nivel de rendimiento, gracias a la utilización de servobombas eléctricas, que combinan los beneficios de los sistemas de servoaccionamientos aplicados a la hidráulica y

5 la eficiencia eléctrica de los motores eléctricos.

APLICACIONES 100 Gestionando la calidad y la trazabilidad de planta Pernord Ricard, compañía dedicada a la fabricación de vinos y espirituosos, ha decidido implantar un sistema LIMS (Laboratory Information Management System) para gestionar las muestras y tests de calidad que se realizan tanto en laboratorio como en las líneas de producción.

100 Máxima velocidad y productividad en líneas de bobinado de papel El principal reto de este proyecto que aquí se presenta era mejorar los tiempos muertos por cambios de bobina, así como aumentar la velocidad de la línea.

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EDITORIAL

Automática e Instrumentación

La energía y la automatización

E

ficiencia energética, gestión de la energía, uso racional de la misma, sostenibilidad energética, ahorro energético... Todos ellos son conceptos repetidos actualmente hasta la saciedad en cualquiera que sea el entorno: económico, industrial, doméstico... Quizás esto es así porque se está empezando a comprender que el uso más racional de la energía se está convirtiendo en una de las piezas clave para el mantenimiento del modelo actual de sociedad industrializada.

Sin embargo, los pasos que se están dando para llegar a un futuro energético digno, citando las palabras utilizadas por uno de los autores que han participado en el dosier interior dedicado a la energía, siguen siendo muy lentos, demasiado lentos. Para acelerarlos es indudable que la automatización y, en general, la tecnología, han de jugar un papel determinante, y han de jugarlo en todas las etapas, desde la generación hasta su utilización en su gran diversidad de aplicaciones.

Desde el punto de vista de la generación de energía, una primera tendencia a potenciar es su diversificación, y son muchos los avances que se están produciendo en este sentido, especialmente en el caso de las energías solar y eólica, así como en el desarrollo de los biocombustibles. Mucho se ha trabajado, por ejemplo, en el desarrollo de nuevas células fotovoltaicas de las que hemos visto aumentar su eficiencia. También en dotar de mayor inteligencia a las turbinas eólicas donde la automática ha tenido mucho que decir.

Desde el punto de vista de la distribución y buscando la optimización de la misma, estamos viendo cómo la informática industrial está ofreciendo soluciones que permiten equilibrar mejor la oferta y la demanda entre productores y consumidores. Ahí están las llamadas smart grids, redes inteligentes que permiten resolver el problema que se ha presentado con la irrupción de las energías renovables, que han venido a cambiar notablemente los flujos de energía en la red eléctrica.

Son muchas las empresas que están desarrollando soluciones viables en este sentido.

Y seguimos. Desde el punto de vista del consumo doméstico, cada vez son más necesarias herramientas que ayuden a consumir menos energía o a hacerlo de forma más consciente, contabilizando y visualizando todo aquello que se gasta, lo que sin duda aumentará la consciencia de los consumidores que buscarán así disminuir sus consumos.

Y de las redes de distribución inteligentes podríamos pasar a las llamadas ciudades inteligentes que, gracias a las tecnologías de la información y a las nuevas tecnologías de conectividad, pueden funcionar mejor con menor consumo energético.

Las grandes firmas dedicadas a la automatización y control ya disponen de sistemas que pueden hacerlo posible, ahora es necesario que los gobiernos

municipales opten por ellos.

Hemos dejado a la industria para el final, cuando en realidad quizás debiera ir al principio, puesto que es precisamente en la industria donde más esfuerzos se han realizado en este sentido por parte de los usuarios, y son muy notables también los esfuerzos que están haciendo las empresas suministradoras del sector de la automatización para ofrecer soluciones que permitan incrementar la eficiencia energética industrial, no solo controlando la energía consumida, sino también para poder gestionarla de la mejor manera posible al utilizar equipos y sistemas que, además de permitir llevar a cabo los procesos automatizados de la forma más productiva y rentable posible, les posibilita hacerlo aprovechando al máximo sus recursos energéticos.

En el dosier antes citado hemos reunido algunos ejemplos de cómo las tecnologías de la automatización se están aplicando con éxito en el sector de la energía. Por un lado, ofrecemos información sobre un proyecto para la automatización de una planta de generación eléctrica con dos microturbinas de biogás. Interesante es también el artículo dedicado al desarrollo de un emulador de paneles fotovoltaicos para el ensayo de onduladores que se implementa a partir de una fuente conmutada controlada por un microprocesador programado mediante Matlab/ Simulink. Y, para finalizar, hemos incluido un artículo en el que se describe una aplicación informática que permite la gestión integral de la energía en edificios públicos, utilizando metodologías innovadoras capaces de gestionar el funcionamiento del edificio de una manera eficiente.

Otros artículos e informaciones que incluye también este número son el primer congreso de Smart Cities que se celebrará en el marco de Matelec, información sobre el intento de minimizar el consumo energético en las máquinas-herramienta ya desde la fase de diseño, sobre los proyectos de innovación llevados a cabo en Catalunya, uno de los cuales recibe el nombre de InnoEnergy, o sobre los trabajos realizados en el ámbito de las smart grids desde el IREC (Institut de Recerca en Energía de Catalunya). Sin olvidar la crónica de la Hannover Messe, en la que la eficiencia energética ha tenido un importante protagonismo.

La energía es en este momento uno de los principales objetos de atención en el mundo de la automatización. Esta es la razón por la que también en muchos de los números de AeI cuya temática no sea específicamente la optimización energética, pueden encontrarse artículos dedicados a uno u otro aspecto del tema. Decíamos al principio que los pasos hacia un futuro energético digno son todavía muy lentos, pero es un hecho que las diversas tecnologías implicadas en el mismo están llegando a un grado de madurez que hace esperar que se aceleren cada vez más. Que así sea.

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TIEMPO REAL

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Panorama

Sector fabricante de máquina-herramienta

Cuando el mercado es el mundo entero

Hoy, el 80% de los ingresos de la industria de la máquinaherramienta proviene de plazas internacionales, principalmente China, Alemania, México, India y Francia. En este escenario, los desafíos del sector tienen el común denominador de la competitividad: el reto logístico que plantea el colocar la producción lejos de los centros de fabricación, el camino que debe seguir la innovación para responder a cuestiones como la eficiencia energética y la búsqueda de soluciones avanzadas que ayuden a la mejora de la operatividad de las máquinas son las líneas de trabajo de una industria que tiene claro que la respuesta a su continuidad está más allá de nuestras fronteras.

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 CONSTANZA SAAVEDRA

P

ese a que el ejercicio se inició con buenas expectativas y buena entrada de pedidos, el último tramo del pasado ejercicio se vio deteriorado por la incertidumbre. No hemos podido alcanzar las cifras que esperábamos y el panorama que visualizamos para 2012 encierra muchas incógnitas.

Así de contundente se mostró el Presidente de la AFM Advanced Manufacturing Technologies, José Ignacio Torrecilla, en la presentación de resultados de la actividad del sector de la máquina-herramienta en España para 2011 y sus perspectivas para 2012.

Podría extrañar la dureza de la visión si se atiende únicamente a los resultados. Hasta marzo de 2012, los pedidos del sector –que agrupa a fabricantes de máquinaherramienta, accesorios y componentes– mejoraron un 22,7% con respecto al último trimestre de 2010, alcanzando una cifra global de negocio algo superior a los 1.250 millones de euros. Sin embargo, si la comparación se hace con el mismo

n Fuente: Siemens.

ejercicio del año anterior, el primer trimestre de 2011, el incremento sería de un 8,2%, cifra que pese a ser positiva está marcada por el práctico estancamiento del mercado nacional: el análisis muestra que más del 80% de la actividad de las empresas agrupadas en la AFM

tiene que ver con las exportaciones realizadas, llegando hasta el 90% en el caso de la máquina-herramienta de arranque y desgaste.

El arranque positivo de 2012 se verá todavía condicionado por los resultados de 2011. Somos un sector cuyos pedidos tienen un largo perío-

TIEMPO REAL

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Panorama

n Fuente: AFM.

n Fuente: Fuchs.

do de maduración, detallan desde la AFM. Y es que 2011 ha sido definido como un año desigual, con altibajos, que pese a cerrar con datos al alza aún se encuentra un 25% por debajo de la actividad de 2008, último ejercicio antes de darse por iniciada la crisis si se considera el desfase al que hacen referencia desde la patronal. En términos absolutos, durante 2011 las máquinas-herramienta facturaron algo más de 771 millones de euros, 22% más que en 2010, los componentes, accesorios y herramientas, alrededor de 320 millones de euros, casi un 11% más, y las otras máquinas y tecnologías, 180 millones de euros, un 56% más que en 2010.

El complicado escenario nacional y el desafío de la exportación Durante la presentación de las cifras del sector, José Ignacio Torrecilla hizo especial hincapié en la preocupación existente por la situación en el mercado nacional y

“Pese al incierto escenario que se plantea para los próximos meses, la AFM ha manifestado que el sector ‘encara con fuerza un complicado 2012’. Parte de esa calma tensa tiene su respuesta en la confianza de la capacidad tecnológica del sector”.

La visión de la industria auxiliar

L

os fabricantes de accesorios, componentes y tecnologías para la máquina-herramienta alcanzaron en 2011 una cifra de negocio conjunta que superó los 400 millones de euros. Según apuntan varias fuentes consultadas, las mayores demandas del sector vienen en relación a la necesidad de entregar productos de alto valor añadido. Así lo detalla Francisco Pérez de Lantek, quien apunta a que después de una primera exigencia basada solo en la reducción del coste para ofrecer precios más competitivos a mercados emergentes, ahora se prioriza la capacidad de entregar soluciones llave en mano y de alto valor para la industria. Coincide con él Mikel Imaz, de B&R, quien destaca que la demanda está en soluciones de automatización con una integración completa a todos los niveles, por ejemplo de tecnologías CNC y PLC, en línea con lo expresado por Aurea López, de Siemens Industry Software, quien hace mención a la incorporación de soluciones que permitan la gestión global del ciclo de vida del producto con el fin de mejorar la productividad y la eficiencia de la máquina-herramienta.

Sobre los subsectores más activos en cuanto a demanda, para Aurea López la industria, en general, avanza a buen ritmo. Desde B&R destacan que para su tecnología el motor de la demanda viene desde ámbitos en los que el dominio del proceso se convierte en factor diferencial clave, como el de los materiales compuestos. En el caso de Lantek afirman que la mayor demanda viene desde empresas exportadores, que ya han consolidado su actividad internacional, destacando entre ellas las que fabrican máquina-herramienta para sectores como las renovables, industria ferroviaria, minería y gran obra civil pero siempre para mercados extranjeros, puntualizan. Quienes han bajado su ritmo de demanda y lo están pasando peor son las industrias dedicadas a la máquina-herramienta con pocas prestaciones, explica Mikel Imaz, a lo que Lantek añade: todas aquellas dedicadas al ámbito de la estructura metálica y la construcción que aún no habían consolidado su proceso de internacionalización.

Las novedades que estos fabricantes ofrecerán al mercado en 2012 son tan variadas como tipos de productos existen en esta industria.

B&R destaca la integración de servocontroladores descentralizados, las múltiples opciones de la seguridad integrada, el software de desarrollo y la posibilidad de completar diseños mecatrónicos. En Lantek apuntan a la verticalización de sus soluciones ofreciendo tecnología diseñada para el mercado de la máquina-herramienta dedicado a las estructuras metálicas, y desde Siemens a la integración de varias tecnologías como CAD, CAM, CAE, PLM o MES en una única plataforma.

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Panorama

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las dificultades que entraña no solo “Los fabricantes locales, para mejorar la actividad interna ante la imposibilidad de del sector, sino para mantener la competir en precio, deben competitividad de cara a la demanda exterior. La mayor inquietud se basar su estrategia en el centra en los posibles recortes en posicionamiento ‘buscando políticas públicas de I+D y formasu oportunidad en las ción, ya que, en su opinión, sería muy difícil soportar las estructuras máquinas de gran tamaño internas de las empresas que hacen empujados por sectores posible que sean competitivas para emergentes como el de vender en China, India o Estados Unidos. la energía, aeronáutica o Otro ámbito que preocupa a la marino.” patronal es la reforma del Impuesto de Sociedades que se debate en Guipúzkoa, donde se concentran gran parte de las 135 empresas que integran la AFM, y que amenaza con una posible subida de la presión Europa a América y sobre todo a fiscal sobre la actividad económica Asia, el esfuerzo a realizar es muque se desarrolla en el territorio cho mayor, explica. A este desafío afectando de manera directa a la de índole marcadamente logística, capacidad exportadora de la inse suma la preocupación en redustria. Según explican, la medida lación a la política de restricción provocaría tensión en los estrechos del crédito que está imponiendo márgenes de beneficio que maneja el Gobierno de Pekín. Con una el sector, restándole competitividad inflación interanual que en julio de frente a otros productores.

2011 alcanzó el 6,5%, el ejecutivo Según datos manejados por el chino ha puesto en marcha una ICEX, España es hoy el tercer proserie de medidas macroeconómiductor y exportador de la Unión cas que han tenido como objetivo Europea y el noveno en el mundo. evitar una desaceleración brusca En 2011, un 90% de la producción producto de la escalada de precios. de máquina-herramienta tuvo como La solución, tal y como se esperaba, destino mercados internacionales, se está alcanzando —en marzo de siendo China por primera vez el este año la inflación se situó en mayor mercado al que se dirigió la el 3,6%— pero la consecuencia producción nacional, con 108 midirecta ha sido una contracción en llones de euros exportados, seguido la actividad manufacturera con una por Alemania, México, India y Francia como principales destinos.

La escasa demanda procedente del mercado interior influye en esta cifra, explica el presidente de la AFM José Ignacio Torrecilla. Evidentemente es nuestra competitividad internacional la que nos ha llevado a unas ventas en el exterior que son las segundas mejores de la historia. Con el alejamiento de una parte n Fuente: Ízaro. de la demanda desde

clara desinversión en bienes, lo que afecta directamente al mercado español de la máquina-herramienta.

Todo y que esta política coyuntural puede afectar de manera directa a la actividad exterior del sector, según se desprende en la nota sectorial del ICEX para esta industria, se espera que la máquinaherramienta española siga siendo de alto interés en plazas internacionales. Poseer gran flexibilidad y capacidad de adaptación a las necesidades de los clientes, contar una oferta de más de 2.000 modelos con altas capacidades tecnológicas o la marcada oferta de personalización del producto para cada sector con concepciones modulares y fiables, serían, según detalla el organismo oficial de comercio internacional, los activos que la industria debería conservar.

Una situación privilegiada que no es fortuita Pese al incierto escenario que se plantea para los próximos meses, la AFM ha manifestado que el sector encara con fuerza un complicado 2012. Parte de esa calma tensa tiene su respuesta en la confianza de la capacidad tecnológica del sector, cultivada durante años con la inversión sostenida en I+D+i, permitiendo que hoy la industria española de la máquina-herramienta sea un modelo de referencia que libra la batalla con mercados altamente avanzados como el alemán o el japonés.

Según datos del ICEX, el sector destina un 6% de su facturación a actividades de innovación y desarrollo, cifra que se sitúa muy por encima de lo que destinan otros sectores a esta partida y que triplica al gasto general del Estado en I+D+i para el global de las actividades económicas del país, que no llega al 2% del PIB. Más allá del mantenimiento de la inversión, las prioridades en relación al foco que debe tener la I+D+i son bastante

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Panorama

4 claves de innovación para la máquina-herramienta

S

egún detalla Gorka Eizmendi de Tecnalia, la tecnología de automatización para la máquina-herramienta aún tiene margen de innovación, incluso en industrias avanzadas en la materia: mejora de los utillajes, reducción del número de atadas, detección automática de desgaste de herramienta, inten Fuente: Tecnalia. gración de procesos de inspección en el proceso de corte, integración de varios procesos en una misma célula, integración de tratamientos superficiales en máquina o técnicas de mantenimiento predictivo para minimizar tiempos de parada, explica. En la misma línea, Javier Arzamendi de IK4-Tekniker destaca que la potenciación de la inteligencia de las máquinas debe ser una de las soluciones para mantener la cuota de mercado actual de los fabricantes nacionales, sobre todo para hacer frente a smart machines procedentes de Alemania, Japón o Suiza.

Por lo que se refiere a la normalización de la industria, en opinión de Tecnalia, a día de hoy, prevalece la normativa relacionada con la fase de recepción y puesta a punto de la máquina, aunque pensamos que de cara al futuro irá adquiriendo fuerza la estandarización de la fase de desarrollo de las máquinas, sobre todo en lo referente a la eficiencia energética y menciona como ejemplo la iniciativa Blue Competence de la patronal alemana que persigue que los fabricantes cumplan con las especificaciones de sus clientes con un mínimo de impacto medioambiental en base a un proceso de estandarización continua.

claras para el sector. En opinión de David Sánchez, director de Desarrollo de Negocio Manufacturing de la División de Industria y Transporte de Tecnalia, las inquietudes de los fabricantes están marcadas por los principales drivers en fabricación, esto es, productividad, calidad y flexibilidad, pero también con la demanda de soluciones cada vez más flexibles y con tiempos de entrega menores: Hay una clara tendencia

Si se habla de las exigencias de calidad de la máquinaherramienta, Tecnalia apunta a una demanda clásica del sector renovada: la precisión tanto dimensional como superficial. Además de la optimización de las condiciones de corte, selección de herramientas, refrigerantes, diseño de utillajes, se están incorporando numerosos elementos auxiliares al proceso para garantizar la calidad del producto. La integración de dispositivos de inspección no destructiva como visión, ultrasonidos, sensorial o convencional permiten monitorizar el proceso y el resultado de manera continua.

En relación a la apuesta de sostenibilidad del sector, ambos centros de innovación coinciden que el impacto medioambiental de una máquinaherramienta está relacionado en gran medida con su consumo energético. Para Tecnalia, hay una posición común del sector de la máquinaherramienta española de intentar minimizar al máximo el consumo energético del uso durante la fase de diseño, añadiendo que esta estrategia se debe complementar con el empleo de componentes de bajo consumo, así como sistemas de control para gestionar el consumo energético del conjunto de la máquina. Para IK4-Tekniker el hecho de que países como Alemania planteen altos requisitos medioambientales, obliga a los fabricantes nacionales a apostar por la eficiencia en consumos energéticos, el tratamiento de residuos o la reducción de virutas si quieren competir.

a una producción cada vez más customizada, con piezas de mayor valor añadido para el cliente y de series más cortas, añadiendo que

en los mercados a los que se dirige la producción nacional, los clientes quieren soluciones más que productos, por lo que la oferta de los

“La potenciación de la inteligencia de las máquinas debe ser una de las soluciones para mantener la cuota de mercado actual de los fabricantes nacionales, sobre todo para hacer frente a “smart machines” procedentes de Alemania, Japón o Suiza.”

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Panorama

“Los esfuerzos de la industria se encaminarán ‘a dar respuesta con la misma solvencia y precisión tanto a la producción de piezas muy grandes como de aquellas que son muy pequeñas”.

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fabricantes debe ir más allá de la máquina convencional.

En esa línea, Javier Arzamendi, subdirector de Tecnología de IK4Tekniker, pone el foco en que el sambenito de ‘máquina china barata y mala’ es una quimera. Por ello, apunta a que los fabricantes locales, ante la imposibilidad de competir en precio, deben basar su estrategia en el posicionamiento buscando su oportunidad en las máquinas de gran tamaño empujados por sectores emergentes como el de la energía, aeronáutica o marino.

Son máquinas unitarias, a las que los fabricantes asiáticos no han accedido, ya que dedican sus esfuerzos a la máquina serie.

En relación a este punto, –los sectores que más esfuerzos dedican al I+D+i– desde Tecnalia destacan que el aeronáutico y el eólico son los más necesitados de introducir innovación en la producción dada la complejidad del producto, con materiales particulares, en muchos casos de grandes dimensiones, sometidos a altas exigencias de calidad, con proceso de fabricación largos y complejos. Según detalla David Sánchez, la necesidad de innovación de estas dos industrias forzaría las exigencias de inversión tecnológica para toda la cadena de suministro, fabricante de máquina, fabricante de herramientas, suministrador de sistemas de guiado, motores, etc.

En opinión de Tecnalia, durante 2012, las principales innovaciones del sector de la máquina-herramienta estarán ligadas a nuevas arquitecturas de máquina. Centrarán la atención del sector los robots para

n Fuente: IK4 Tecniker.

mecanizado, máquinas multiproceso, maquinaria portable, así como a soluciones TIC encaminadas a ofrecer valor añadido al usuario en la fase de uso, destacando la monitorización de la estabilidad del mecanizado, las estrategias de mantenimiento predictivo o el ajuste automático de parámetros de regulación. Desde IK4-Tekniker, Javier Arzamendi completa esta idea añadiendo que los esfuerzos de la industria se encaminarán a dar respuesta con la misma solvencia y precisión tanto para la producción de piezas muy grandes como de aquellas que son muy pequeñas.

Más complejo es determinar los ámbitos que serán motor de la demanda. David Sánchez de Tecnalia apunta que en el horizonte aparece un sector de alto interés como es el de la industria de la ciencia, grandes instalaciones científicas tipo ITER o ESS son interesantes por el volumen de negocio que mueven y moverán desde el punto de vista técnico dada la complejidad de sus instalaciones y los retos de fabricación a los que hacen frente, explica Sánchez. Javier Arzamendi de IK4Tekniker dibuja un panorama en el que la cuota del mercado europeo está en clara decadencia con un mercado nacional en una situación aún más dramática. En su opinión,

es imprescindible incrementar el volumen de exportaciones de la industria con el fin de conseguir una viabilidad de supervivencia.

Conscientes de ello, las perspectivas de la patronal son prudentes pero confiadas. Hemos iniciado el año con aparente normalidad, pero todas las informaciones que tenemos de nuestros análisis de prospectiva apuntan a una leve ralentización del crecimiento mundial que se prevé que revierta a partir del segundo semestre del año, explica el presidente de AFM. Con la vista puesta en el comportamiento de países como China e India, y con las buenas perspectivas que se manejan para Estados Unidos, la máquinaherramienta trabajará durante 2012 para seguir manteniendo su ritmo de negocio fuera de las fronteras.

A nivel español, mientras no se vislumbre una recuperación del entorno económico capaz de despertar la inversión de la industria, todo el esfuerzo se centrará en seguir cultivando características altamente valoradas en mercados internacionales como son la apuesta por la investigación y la innovación del sector. Intentar recuperar el negocio local, a día de hoy, es una aspiración irreal. n AeI

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Ciberseguridad: informe anual 2011

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e acuerdo con los datos del informe sobre Incidentes de Seguridad Industrial (RISI), aproximadamente el 35% de incidentes de seguridad en sistema de control industrial se iniciaron a través de un acceso remoto.

Cabe señalar que según la encuesta de RISI, casi el 65% de las instalaciones estudiadas permiten el acceso remoto a sus sistemas de control.

Estos resultados y muchos más se publican en el Informe Anual 2011 sobre Incidentes de Seguridad Cibernética y tendencias que afectan a los sistemas de control industrial.

RISI es un repositorio de toda la industria para recolectar, analizar y compartir información sobre los incidentes de seguridad cibernética que afectan directamente al control industrial y control de supervisión y adquisición de datos (scada).

Desde 2009, los industriales proveedores de sistemas de automatización, los usuarios finales, los organismos internacionales gubernamentales y los institutos de investigación han estado confiando en RISIpara darles conocimiento de las tendencias que afectan a la seguridad. Los datos de RISI han sido utilizados para el análisis de riesgos y en una variedad de proyectos de investigación.

Un análisis detallado La seguridad de sistemas de control y sistemas scada ha sido motivo de grave preocupación desde hace más de una década, pero ha ido creciendo a raíz del descubrimiento del virus Stuxnet en el 2010 y el virus DuQu en 2011.

En 80 páginas, el Informe Anual 2011 incluye un análisis detallado de los 220 incidentes registrados en la base de datos de RISI desde 2001 hasta finales de 2011.

El análisis identifica dónde y cuándo ocurrieron los hechos, a la vez que identifica los tipos de incidentes amenazas,

incluyendo los métodos y las técnicas utilizadas para acceder a los sistemas. También se analiza el impacto financiero y operativo de las víctimas.

El informe también incluye los resultados detallados y el análisis de la primera encuesta anual de control de rendimiento del sistema de seguridad de RISI. Los datos de la encuesta dan una idea muy interesante sobre el

estado actual de la seguridad de los sistemas de control, especialmente cuando se compara con los datos relativos a incidentes reales.

Por ejemplo, los datos de RISI indican que el porcentaje de incidentes de control de seguridad del sistema causados por el malware, aunque sigue siendo muy elevada (28%), ha ido disminuyendo constantemente en los últimos cinco años. Esta tendencia se apoya en datos de encuestas que indican que más del 60% de los establecimientos han puesto en marcha parches y programas anti-malware de gestión. n AeI

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Smart Grids: uno de los principales campos de investigación y transferencia de tecnología en Catalunya

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CC1Ó, agencia catalana de apoyo a la competitividad de la empresa, impulsa desde el año 2010 la Xarxa Connect Eu, formada por quince redes sectoriales que reúnen a las empresas y entidades públicas punteras de sectores científico-tecnológicos e I+D en Catalunya y cuyo programa está destinado a incentivar la participación de Catalunya en el 7º Programa Marco de I+D de la Unión Europea, así como en Horizon 2020, futuro programa de la CE para impulsar la Investigación e Innovación europea entre 2014 y 2020.

En este sentido, CITCEA UPC (Centre d’Innovació Tecnològica en Convertidors

Estàtics i Accionaments de la Universitat Politécnica de Catalunya), centro perteneciente a TECNIO (red creada por ACC1Ó para agrupar a los agentes expertos en transfe-

rencia tecnológica de Catalunya), como miembro del Grupo Connect Eu ENERGIA conducido por IREC (Institut de Recerca en Energia de Catalunya), encabeza la comisión de trabajo en el ámbito de las Smart Grids, o Redes Inteligentes, uno de sus principales campos de investigación y transferencia de tecnología que aglutina a empresas del sector como Circutor, Schneider Electric, GTD, Comsa Emte, entre otras.

El subgrupo de Smart Grids llevó a cabo un primer en-

cuentro organizado por CITCEA UPC en sus instalaciones en mayo de 2011. A partir de entonces, se han ido desarrollando las principales líneas de actuación e interés para un futuro inmediato, entre las que destacan la investigación y el desarrollo de las Micro Redes, el estudio en el campo de las subestaciones activas, la calidad del suministro eléctrico, las infraestructuras para la integración del vehículo eléctrico a la red, las comunicaciones IEC 61.850, así como las tecnologías emergentes en gestión y lectura del consumo eléctrico. Durante este año se prevén nuevos encuentros que permitan ampliar y seguir consensuando esta agenda de trabajo en el área de las Redes Inteligentes.

Los grupos de la Xarxa Connect Eu están abiertos a la participación de todos los agentes públicos y privados (empresas, asociaciones empresariales, universidades, centros de investigación) que juegan un papel dentro del desarrollo científico tecnológico en Catalunya. El objetivo de la red es representar en la mayor medida posible al territorio, para que Europa responda a las necesidades reales de la I+D catalana. n AeI

Sistemas de climatización de todos los tamaños.

ENCLOSURES

POWER DISTRIBUTION

CLIMATE CONTROL

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Brazo robótico dotado de tacto

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ruto del proyecto DEXMART (Manipulación robótica dual brazo/mano diestra y autónoma con destrezas sensoriomotoras inteligentes: un puente entre la cognición natural y la artificial), financiado con 6,3 millones de euros mediante el tema Tecnologías de la información y la comunicación del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea, un equipo de científicos procedentes de Alemania, Francia, Italia y Reino Unido ha creado la mano robótica, ligeramente más grande que un brazo humano, utilizando un actuador de cadena, un tipo de motor que sirve para mover o controlar un mecanismo o sistema.

En este caso particular, los investigadores utilizaron pequeños motores eléctricos

para retorcer cadenas.

Queríamos conferir a nuestra mano robótica una amplia variedad de rasgos humanos, explicó Chris May, estudiante del Laboratorio de tecnología de actuación de la Universidad del Sarre (Alemania). Sus músculos artificiales deben ser capaces de aplicar fuerzas descomunales a través de medios sencillos y compactos, añadió.

Los investigadores están trabajando en el desarrollo de la tecnología necesaria para hacer que el brazo robótico sea lo más parecido posible a un brazo humano, tanto en términos de tamaño como de forma.

En general, los investigadores creen que los robots pueden acabar desempeñando un papel tan importante en los hogares como el que ya tienen en las fábricas. Lo que marcará la diferencia es que sean capaces de manipular objetos con mayor delicadeza y ofrezcan garantías de seguridad para las personas

IT INFRASTRUCTURE

n AeI

La calidad estimula la innovación

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e han presentado los primeros resultados de una encuesta realizada para determinar la relación causal entre los enfoques de calidad, representados por la certificación ISO 9001, y la innovación. Mediante el análisis de una muestra de más de 1.100 empresas francesas industriales con al menos 20 empleados, el estudio muestra que las empresas más exitosas son aquellas que están certificadas según la norma ISO 9001.

Esto es aún más evidente cuando estas mismas empresas han contratado otras medidas de calidad y sus proveedores están certificados.

Varios indicadores se pueden

extraer de estos resultados: aumento del gasto en investigación y desarrollo, el número de productos nuevos o mejorados introducidos en el mercado, el desarrollo de nuevos procesos de fabricación, etc.

Por el contrario, dedicar poca atención a la calidad no ofrece un entorno propicio para la innovación. El éxito del negocio solo llega si los propios dirigentes están convencidos de los méritos de las normas ISO 9001 e integran en su estrategia las prácticas de organización del ámbito de la norma: orientación al cliente, participación de los empleados, mejora continua, etc. n AeI

BREVES • El pasado 1 de mayo, Siemens puso en marcha un centro de competencia para la eficiencia energética que, junto con un sitio web específico y un centro de llamadas especializado, tiene como objetivo ayudar a los fabricantes en sus esfuerzos para economizar energía. Este centro de competencia proporciona documentación y herramientas para que las empresas puedan llevar a cabo una autoevaluación. Desde él se darán pistas para identificar los principales puntos de potencial ahorro de energía y los productos y configuraciones adecuadas a implementar, afirma Vincent Jauneau de Siemens Francia.

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Gestión de Activos con FieldCare FieldCare es la herramienta de configuración y gestión de activos de planta basada en tecnología FDT desarrollada por Endress+Hauser. Es una plataforma abierta que permite la integración de equipos de terceros por medio de DTM. FieldCare es el primer software certificado por el Grupo FDT. Compatible: FieldCare le asegura su correcto funcionamiento independientemente del sistema, del fabricante y del protocolo (HART, Profibus, FOUNDATIONTM fieldbus).

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TIEMPO REAL Empresas

Gestión energética eficiente en una fábrica de Danone

A

dasoft ha culminado con éxito un ambicioso proyecto de gestión eficiente de los recursos energéticos en la planta de producción de Danone en Salas (Asturias).

La planta está dotada de diferentes instalaciones que le suministran energía eléctrica, aire comprimido, frío, agua, etc. El éxito de la implementación radica en registrar todas las variables referentes a consumos y convertirlas en información útil que permita a los responsables de la fábrica

tomar decisiones focalizadas en el ahorro energético.

Las instalaciones implicadas en está implementación han sido: la cámara de frio, la sala de compresores de aire, la sala de compresores de frio (agua helada), la sala de bombeo (agua helada), las entradas de agua de la red, las bombas del agua de refrigeración, la sala de calderas y las salas de baja tensión y distribución. n AeI

Ingeteam participa en el mayor invernadero fotovoltaico del mundo 19

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ngeteam ha aportado sus inversores fotovoltaicos para el mayor invernadero fotovoltaico del mundo, ubicado en la isla italiana de Cerdeña. Concretamente, ha suministrado 14 subestaciones de 1,6 megavatios cada una, que incluyen un total de 28 inversores Ingecon Sun PowerMax, que cumplen la normativa internacional más severa y se adaptan a todas las potencias de los parques solares.

Con una potencia de 20 megavatios, el invernadero fotovoltaico Su Scioffu está ubicado cerca de Cagliari y cuenta con una extensión de más de 100.000 metros cuadrados, lo que equivale a más de 10 campos de fútbol.

Se dedicará a la producción de cultivo agrícola, por una parte, y a la generación de energía renovable, por otra. Así, permitirá cubrir las necesidades energéticas de 10.000 viviendas durante todo un año.

Cabe destacar también los beneficios medioambientales que aportará esta instalación, ya que gracias a ella se garantiza la reducción de 25.000 toneladas al año de emisiones de CO2 a la atmósfera.

Ingeteam Italia ha suministrado con esta instalación más de 70 MW de potencia en el último trimestre de 2011 y ha crecido el número de socios internacionales con los que la empresa colabora. n AeI

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Empresas

Danfoss, nueva Dassault Systèmes crece un 18% en concepto herramienta de nuevas licencias online para mos trabajando assault Systèmes ha para alcanzar D anunciado recientela selección nuestro objetivo mente sus resultados contade válvulas de proveer una bles IFRS correspondientes

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on apenas unos clicks, el selector de válvulas Danfoss ayuda a encontrar la válvula solenoide y la bobina correctas para aplicaciones estándar. Esta herramienta web elimina las suposiciones al seleccionar la correcta válvula solenoide y la bobina para su aplicación. Lanzado en junio de 2011, el selector fue diseñado para ayudar a mayoristas, instaladores y usuarios finales a configurar sus necesidades en cuanto a válvulas. Disponible en 16 idiomas, se puede acceder al selector de válvulas online o desde la web de los teléfonos móviles. n AeI

a su primer trimestre del año fiscal 2012, pendientes de auditoría y cerrados el pasado 31 de marzo. De estos resultados, se desprende que el beneficio por acción no-IFRS ha crecido un 13% hasta el 0,71 e, mientras que el IFRS ha obtenido un crecimiento de un 14% hasta el 0,58 e.

El informe de resultados también apunta que el cuatrimestre ha sido liderado por Asia, con un crecimiento del 15% en moneda constante.

Por otro lado, se han actualizado los objetivos financieros del primer trimestre del 2012 en rendimiento y en cambio de divisas y la Junta Directiva ha propuesto un aumento del 30% en los beneficios anuales

por participación.

Además, Dassault Systèmes ha creado una nueva marca, GEOVIA, expandiendo la plataforma 3DExperience hacia la industria de recursos naturales, y ha adquirido la compañía Gemcom Software International, especialista global en soluciones de software en la industria minera.

Como apunta Bernard Charlès, presidente y consejero delegado de DS, esta-

experiencia 3D capaz de armonizar productos, naturaleza y vida; de hecho, estamos anunciando nuestros planes para expandir nuestra plataforma 3DExperience con la creación de una nueva marca, GEOVIA, para modelar y simular nuestro planeta. Para ello, un primer paso importante es la adquisición de Gemcom.

Juntos, nuestro objetivo es ayudar a las compañías de recursos naturales a innovar en áreas críticas, incluyendo predicción, eficiencia, seguridad y sostenibilidad. n AeI

Pabell贸n 3 - Stand B 19

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Cambios en la dirección de Schneider Electric

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uy Dufraisse y Frederic Abbal han sido nombrados respectivamente presidente de Schneider Electric de Francia y director general mundial de las actividades de Media Tensión de dicha empresa. Sucediendo a Federico Abbal, Dufraisse tendrá la responsabilidad de asegurar el posicionamiento estratégico global del grupo en Francia y el desarrollo operativo de sus diversas actividades. También representará a la empresa frente a los poderes públicos, organizaciones privadas o públicas e interlocutores sociales.

Con 55 años de edad, Guy Dufraisse se unió a Schneider Electric en 1984 y en 1998

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Omron y RS Components, nuevo acuerdo europeo

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Inteligente, Integrada, Innovadora La nueva gama para el control de proceso. Válvulas ELEMENT. Con el nuevo concepto de diseño ELEMENT, Bürkert ha creado una notable gama de válvulas y sensores de atractivo

a división de Automatización Industrial de Omron Europa y RS Components (RS) fortalecen su relación estratégica a través de un nuevo acuerdo europeo. Este acuerdo cubre todos los mercados europeos y la zona EMEA (Europa, Oriente Medio y África para incluir Sudáfrica), incluyendo ventas y marketing, la gestión de stocks y el desarrollo de productos.

a Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), organización internacional a cargo de los protocolos CompoNet, ControlNet, DeviceNet y EtherNet/IP, ha anunciado que la suiza Endress+Hauser se ha convertido en miembro principal, uniéndose así a Bosch Rexroth, Cisco Systems, Omron, Rockwell Automa-

pueden ser combinados para adecuarse perfectamente a las necesidades del usuario. Con una modularidad ilimitada, Bürkert le ahorra tiempo ofreciéndole soluciones de control para una gran diversidad de fluidos: con partículas, agua desionizada, vapor, o muy agresivos... De esta forma su tranquilidad está asegurada con el conocimiento de que ha escogido spain@burkert.com www.burkert.es

Por otro lado, le permite a RS ampliar su cartera de productos en las áreas de automatización y control con la gama de componentes de Omron, que incluye componentes de conmutación, seguridad y control, autómatas programables, sensores, controladores de ejes, motores y terminales hombre-máquina.  AeI

E+H se convierte en miembro principal de la ODVA

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aspecto y grandes posibilidades, que

experiencia y calidad.

fue nombrado Director de Schneider Electric Rusia, continuando después su carrera en la División Internacional como Director de la Zona de África en 2002. En 2004, fue nombrado Presidente de Schneider Electric China y en 2008 se convirtió en el primer hombre de negocios extranjero para ser honrado con el Premio Empresa Líder del Año en China (China Business Network-CNBC).

En septiembre de 2009, se convirtió en Director de Soluciones y Eficiencia Energética en el seno de la dirección general de Estrategia y de Innovación.

tion y Schneider Electric. Se trata de la organización para fortalecer el despliegue de Ethernet industrial a nivel de campo en el proceso de automatización. Recordemos que Endress+Hauser es el primer fabricante que ha desarrollado un medidor de flujo con EtherNet / IP.  AeI

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M2M, colaboración entre Digi International y Wind River

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igi International y Wind River acaban de anunciar que se han unido para diseñar una nueva gama de soluciones inalámbricas para M2M (Máquina a Máquina) conectadas a través de tecnologías en la nube (servidores remotos accesibles a través de Internet o redes privadas). M2M Solution Builder kits reunirá componentes de hardware, software y de

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conectividad con la nube así como el acceso a los servicios de desarrollo personalizados M2M. Esta solución tiene como objetivo simplificar el diseño de la próxima generación de soluciones M2M. Permite el diseño de las interconexiones inteligentes entre los servicios y dispositivos basados en arquitectura Intel, el software de Wind River y iDigi Device Cloud.

La integración de iDigi Device Cloud permitirá a nuestros clientes crear soluciones seguras de M2M y listas para el cloud computing con el software Wind River e integrar a sus aplicaciones nuevas o existentes funcionalidades de cloud computing de análisis de los datos y la gestión de dispositivos remotos , dijo Roger Williams, vicepresidente de alianzas y de desarrollo de Wind River. El kit M2M Solution Builder estará disponible en junio de 2012. n AeI

Diseño de la cabina del mayor aerogenerador offshore

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l estudio de diseño Guimeràicinca ha diseñado la cabina de un nuevo molino de viento marino creado por Alstom y que supone un avance en el sector de las energías renovables. Tiene un diámetro de 150 m –el mayor del mundo–, un mayor potencial por el viento constante y un menor impacto paisajístico.

Sus palas de 75 m girarán 11 veces por minuto y generará 6 MW, un 40% más de energía eléctrica que los actuales modelos. El estudio de diseño ha colaborado desde el inicio del proyecto con los ingenieros de Alstom en el diseño de la góndola, aportando nuevos valores y mejoras en los procesos y resultados.

El reto de este proyecto era diseñar con criterios estéticos la cabina donde van los equipos del aerogenerador, con las premisas de contención de costes (material y ahorro de energía en la fabricación y el transporte), mejores prestaciones para el comprador (según la ecuación energía entregada y coste de mantenimiento) y la máxima rentabilidad de la inversión tecnológica.

El diseño final es una pieza esbelta de perfil icónico, de bajo impacto ambiental y paisajístico, que integra con armonía los volúmenes del motor y el helipad.

Guimeràicinca ha aportado simplicidad (de fácil acceso a las zonas y mantenimiento), consistencia (estructura resistente al entorno) y un diseño responsable (mínimos materiales y cumplimiento de los requerimientos técnicos y las normativas de seguridad y medioambientales). n AeI

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Eventos

AMB 2012, los días 18 al 22 de septiembre en Stuttgart

Toda la superficie de exposición ya está reservada

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egún han hecho saber en rueda de prensa los organizadores de la exposición internacional del mecanizado de metales AMB, medio año antes del comienzo de la feria ya está ocupada toda la superficie de la Messe Stuttgart. Un claro síntoma de que el sector, en Alemania, está totalmente recuperado.

Son más de 1500 los expositores que acudirán al

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encuentro, una cuarta parte procedente de 27 países distintos. Suiza constituye el país extranjero con una mayor participación, seguido de Italia, España y Japón, y también estarán presentes países como Australia, Brasil, la Confederación Rusa, Corea y los EE. UU. En cuanto a la presencia española, son ya 23 los expositores españoles inscritos, entre los que se

encuentran CMZ, Danobat, Nicolás Correa, MTE y Soraluce.

Por lo que respecta al número de visitantes esperado, se pretende superar las cifras récord del 2010 (86.000, de los que un once por ciento procedía del extranjero), alcanzando los 90.000 visitantes profesionales Hay que tener en cuenta que la AMB se celebra en el

estado federado de BadenWurtemberg, en el que se encuentran aproximadamente la mitad de las empresas alemanas de construcción de maquinaria y sus proveedores, así como muchos de sus clientes. Esto facilita el contacto de los expositores extranjeros con sus clientes potenciales en Baden-Wurtemberg.

A nivel general, la industria alemana ha experimentado durante los tres primeros meses del año crecimientos importantes, tanto en lo que se refiere al mercado interior como a la exportación.

AMB engloba toda la oferta en máquinas-herramienta con arranque de viruta, máquinasherramienta con desprendimiento de viruta, herramientas de precisión, técnicas de medición y aseguramiento de la calidad, robótica, técnica de manipulación de piezas y herramientas, sector de software e ingeniería, así como componentes, grupos constructivos y accesorios. Para facilitar la orientación a los visitantes, se han clasificado los sectores por temas. Los tornos y las fresadoras, así como los centros de mecanizado, se encuentran en los pabellones 3, 5, 7 y 9 que se encuentran seguidos. Las herramientas de precisión están alojadas en los pabellones 1 y 2, es decir, cercanos entre sí. Frente a los pabellones de máquinas-herramienta se encuentran las empresas que ofrecen periféricos: Software e ingeniería, controles y otros equipamientos o accesorios se encuentran en el pabellón 4; sierras, taladros y máquinas de tallado de engranajes, en el pabellón 6, y rectificadoras y desbarbadoras, en el pabellón 8. n AeI

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Eventos

Los próximos 22 y 23 de octubre en Matelec

I Congreso de Smart Grids

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urante la próxima edición del Salón Internacional de Soluciones para la Industria Eléctrica y Electrónica, Matelec, que se celebrará en Madrid del 23 al 26 de octubre, los días 22 y 23, en el Auditorio Sur de Ifema, se celebrará el I Congreso de Smart Grids, un foro de reflexión sobre redes inteligentes, su posible desarrollo y las estrategias para abordarlo, organizado por la Asociación Española de Fabricantes de Material Eléctrico, AFME, y el Grupo Tecma Red, a través de sus portales Casadomo y Eseficiencia.

Durante el Congreso se llevarán a cabo conferencias magistrales, mesas redondas y sesiones de ponencias sobre los aspectos claves relativos a las Smart Grids (redes inteligentes) y se profundizará en las carencias detectadas en materia normativa y de estandarización y los instrumentos

de financiación necesarios para abordar los retos tecnológicos.

En definitiva, el objetivo del Congreso es dar a conocer los proyectos innovadores futuros o en vigor, el cambio del sistema de gestión que supone la puesta en marcha de estas nuevas redes, sus costes y beneficios, así como el desarrollo futuro en los próximos años.

El Congreso invita a todas las empresas y profesionales implicados en el sector a presentar sus comunicaciones relacionadas con las temáticas: • Planes, Legislación y Políticas de Redes Inteligentes.

• Estándares y Cualificación.

• Modelos de Negocio y Financiación.

• La Gestión Inteligente de la Red (TIC).

• Energías Renovables y Autoconsumo Distribuido.

• Soluciones de Almacenamiento.

• Smart Metering.

• Smart Buildings.

• Vehículo Eléctrico en el Smart Grid.

• Experiencias, Proyectos y Casos Prácticos de Smart Grids.

Los interesados en presentar comunicaciones a este Congreso podrán remitir un resumen de su propuesta a

PCIM2012: electrónica de potencia en Nürnberg

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el 8 al 10 de mayo, se ha celebrado la edición correspondiente al 2012 de la feria más importante en Europa dedicada a la electrónica de potencia, la PCIM2012. A pesar de la crisis económica, este año ha crecido en superficie, ocupando un nuevo pabellón en la feria de Nürnberg. Para esta edición ha contado con 350 expositores y 45 empresas representadas, más que en ninguna edición anterior. Esto demuestra el buen estado del sector de la electrónica de potencia como tecnología novedosa y que en los últimos años va creciendo en número de aplicaciones.

PCIM2012, aparte de ser una feria comercial e industrial, sirve de punto de

encuentro para la comunidad científica que se dedica a hacer investigación en el campo de la electrónica de potencia. Junto a la feria se celebra el congreso con el mismo nombre, que para esta edición ha contado con 230 presentaciones, así como seminarios y tutoriales sobre temas específicos de la electrónica de potencia, como

pueden ser los convertidores resonantes, los convertidores multinivel o la fiabilidad de los semiconductores.

Como novedades importantes en la PCIM2012 cabe destacar los numerosos fabricantes de semiconductores que ofrecen, por un lado, los nuevos dispositivos basados en SiC (carburo de silicio), así como las nuevas topologías de convertidores multinivel, que necesitan de un gran número de semiconductores, pero que los fabricantes se apresuran en poner dentro de un mismo pack. El siguiente paso será la compatibilidad de los packs entre fabricantes.

En ambos sentidos, todos los esfuerzos van encaminados a aumentar la eficiencia de los convertidores. Los

través de la web del Congreso www.congreso-smartgrids. es, antes del 20 de junio de 2012.

Las propuestas recibidas serán evaluadas por el Comité Técnico para comprobar que se ajustan a los contenidos y temáticas del Congreso. A los autores se les informará sobre la aceptación de la propuesta de comunicación presentada. La fecha límite para la presentación definitiva de comunicaciones, una vez aprobada la propuesta, será el 3 de septiembre de 2012.

n AeI

dispositivos de SiC permiten conmutar a más frecuencia con menos pérdidas que los dispositivos de silicio tradicionales, reduciendo a su vez el tamaño de los componentes inductivos y la necesidad de filtros. Los convertidores multinivel permiten usar transistores de menor tensión y, por lo tanto, más eficientes.

Las aplicaciones más importantes para ambas tecnologías son aquellas en las que el incremento de la eficiencia puede suponer un ahorro económico importante en la factura energética, como pueden ser convertidores de frecuencia o sistemas de alimentación ininterrumpida.

Las aplicaciones de generación fotovoltaica, de poca o media potencia, también son un objetivo para los semiconductores de SiC y los convertidores multinivel. n AeI

HMI controller

Motion controller

Software SoMachine

Logic controller Drive controller

La nueva plataforma de control Flexible Machine ofrece un 100% de flexibilidad a sus máquinas Control optimizado y facilidad en la puesta en marcha Hoy en día las máquinas han de ser más rápidas, flexibles y tener capacidad para resolver funciones de automatización más complejas que nunca. Como fabricante, usted tiene que hacer un constante esfuerzo por hallar nuevas formas de construir máquinas que ahorren más energía, que tengan menores costes de desarrollo y que lleguen al mercado con más rapidez.

La plataforma Flexible Machine ha logrado que esto sea posible, puesto que incorpora SoMachine™, un único paquete de software que funciona en múltiples plataformas de control de hardware y que logra el 100% de flexibilidad en las máquinas: HMI controller, Motion controller, Drive controller y Logic controller. Con SoMachine, no necesita más que un software, un cable y una descarga para el diseño, puesta en marcha y gestión de sus máquinas desde un solo punto.

SoMachine reduce al mínimo su trabajo y aprovecha al máximo cada diseño.

La plataforma Flexible Machine es parte de nuestra nueva solución MachineStruxure™, diseñada para simplificar el trabajo. La solución MachineStruxure también incluye: Funciones y Arquitecturas Validadas y Probadas: Construya una sólida plataforma de automatización mediante nuestros archivos sobre funciones de aplicación y arquitecturas de automatización fáciles de comprender, fáciles de utilizar y de demostrada eficacia que se aplican con tecnología FDT/DTM. Nuestras arquitecturas de control están predefinidas y enfocadas hacia sus necesidades concretas para conseguir los mejores resultados.

Plataforma Flexible Machine Flexible, Optimizada y Simple

Un único software

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1 herramienta, 1 descarga, 1 conexión y un único archivo de proyecto.

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Múltiples plataformas de control de hardware

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Servicios de Ingeniería Conjunta: Diseñe las mejores soluciones para sus clientes con la innovadora ayuda de nuestros expertos. Aplicamos los últimos métodos tecnológicos y proporcionamos exclusivos conocimientos prácticos sobre aplicaciones del sector que contribuyen a ampliar su ventaja competitiva.

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©2012 Schneider Electric. All Rights Reserved. Schneider Electric, SoMachine, and MachineStruxure are trademarks owned by Schneider Electric Industries SAS or its affiliated companies. All other trademarks are the property of their respective owners. Schneider Electric España, S.A.U. Bac de Roda 52, edificio A – 08019 – Barcelona (España). Tel.: 93 484 31 00 • Bases del sorteo depositadas ante notario • 998-2693_ES

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Eventos

FERIAS Y CONGRESOS

Cursos SITRAIN

Barcelona

Madrid

Encuentro Beckhoff Technology Day sobre “Las últimas generaciones en hardware y software: Uso eficiente de las tecnologías del futuro”.

La asistencia a la jornada es gratuita, si bien los interesados en participar deben registrarse antes del 10 de junio en:

Del 4 al 8 de junio: SIMATIC Process Control: PCS 7 Nivel 1.

Del 11 al 14 de junio: SIMATIC S7: S7 Nivel 1. Del 18 al 22 de junio: SIMATIC S7: S7 Nivel 2 y SIMATIC HMI: WinCC Nivel 1.

www.beckhoff.es/techday Beckhoff www.beckhoff.es

Junio

27 de junio

Beckhoff Technology Day

CURSOS Y SEMINARIOS

Cursos SITRAIN Cornellá de Llobregat (Barcelona)

Barcelona

5 al 7 de julio

Perú Automation Lima (Perú) Feria internacional de utomatización, electrónica y comunicaciones.

Peru Group Events evelyng@perueventos.org www.perueventos.org

Intersolar North America

Indowater 11 al 13 de julio

Surabaya (Indonesia) Exposición y foro internacional sobre tecnologías de agua potable, agua residual y reciclaje.

18 al 20 de julio

Shanghai (China) Feria y conferencia internacional sobre productos y servicios relacionados con las pantallas táctiles: módulos y componentes, productos químicos especiales y maquinaria para la fabricación de pantallas táctiles.

Junio

Siemens www.siemens.es/sitrain

Zaragoza 11 al 15 de junio: SIMATIC S7: S7 Nivel 2. Del 18 al 21 de junio: SIMATIC S7: S7 1200

Siemens www.siemens.es/sitrain

Cursos SITRAIN Málaga Del 4 al 7 de junio: SIMATIC S7: S7 1200. Del 11 al 14 de junio: SIMATIC S7: S7 Nivel 1 y del 18 al 22 de junio:SIMATIC S7: S7 Nivel 2.

Siemens www.siemens.es/sitrain

Protocolos Industriales Bilbao y Madrid 10 al 12 de julio en Bilbao 6 al 8 de noviembre en Madrid

SPIE Optics + Photonics

Julio y Noviembre

San Diego (California)

SPIE CustomerService@SPIE.org www.spie.org

Del 4 al 7 de junio: SIMATIC HMI: WinCC Flexible

Cursos SITRAIN

Shanghai Kuozhan Exhibition Service Co., Ltd. shkuozhan@126.com www.shkf.cn

Feria de óptica y fotónica en la que se llevan a cabo conferencias, eventos y cursos. La conferencia técnica consta de cuatro programas: NanoScience + Engineering, Solar Energy + Technology, Photonic Devices + Applications y Optical Engineering + Applications.

Siemens www.siemens.es/sitrain

Sevilla

PT. Napindo Media Ashatama info@napindo.com www.napindo.com

C-Touch

4 al 7 de junio: SIMATIC S7: S7 1200

Cursos SITRAIN

Junio

Freiburg Wirtschaft Touristik und Messe GmbH info@messe.freiburg.de www.messe.freiburg.de

Siemens www.siemens.es/sitrain

Valencia

Junio

9 al 12 de julio

Exposición internacional sobre tecnología solar y fotovoltaica.

Se celebra conjuntamente con Semicon West, feria internacional de semiconductores.

Del 5 al 13 de junio: SIMATIC S7: S7 Nivel 1. Del 7 al 15 de junio: SIMATIC S7: S7 1200. Del 18 al 22 de junio: TIA Portal.

Programación 1. Del 25 al 28 de junio: Accionamientos: MICROMASTER. Del 25 al 29 de junio: SIMATIC S7: S7 200 y del 25 de junio al 6 julio: SIMATIC S7: S7 Nivel 2.

Cursos SITRAIN

San Francisco (California)

12 al 16 de agosto

30

Junio

20ª Conferencia Mediterránea de Control y Automatización.

Junio

3 al 6 de julio

MED 2012

Mediterranean Control Association http://med12.esaii.upc.edu

Siemens www.siemens.es/sitrain

Curso dirigido a personal involucrado en la implementación y puesta en marcha de soluciones de automatización y de sub-estaciones eléctricas y de telecontrol. Entre otros temas, se ofrecerá información sobre el protocolo de comunicaciones Modbus y los estándares IEC 61850 e IEC 60870-5101/103/104. La fecha límite de inscripción es el próximo 5 de julio.

Vitrainingcenter formacion@vitrainingcenter.com www.vitrainingcenter.com

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Mercados

La inversión tecnológica marca la agenda de la industria alemana, según IDC

n Fuente: www.bolido.com

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os resultados de una encuesta publicada por IDC Manufacturing Insights muestran que los fabricantes alemanes están llevando a cabo durante 2012 una agresiva estrategia de crecimiento dirigida a aumentar sus ventas, aprovechando la calidad del producto y la innovación, así como la mejora del servicio al cliente. En este escenario, las prioridades se

centrarán en la alineación tecnológica de las diversas actividades de sus negocios.

La clave estará en contar con sistemas flexibles que ayuden a manejar de manera coordinada los diferentes proyectos en los que están implicados sin perder de vista las prioridades corporativas.

Según señala el informe, los fabricantes alemanes perciben que no están recibiendo los niveles esperados de servicio tecnológico por parte de sus proveedores, sobre todo en lo que se refiere a servicio al cliente, capacidad de ejecución y las habilidades técnicas en relación a sus exigencias.

En los últimos años, los fabricantes alemanes han aumentado su gasto total en TI en casi un 4% en cada ejercicio, superando a todos

los demás países del continente y representando el 25% de la inversión TI de toda Europa occidental, explica Pierfrancesco Manenti de IDC, añadiendo que los resultados positivos de la industria manufacturera alemana tienen en parte su origen en el alto nivel de inversión tecnológica, lo que demuestra que esta es una herramienta esencial para el éxito del sector. Herramientas para la planificación de ventas y operaciones, soluciones MES y tecnología para la gestión del ciclo de vida de los productos son las tecnologías más demandadas por la industria germana. El cloud computing, en su versión híbrida, es otro de los asuntos que está centrando la atención de los fabricantes. n AeI

Industria abrirá en mayo su convocatoria de ayudas I+D+i con foco en las smart cities

E

l Ministerio de Industria, Turismo y Comercio abrirá una convocatoria de ayudas al I+D+i con una dotación de 50 millones de euros en subvenciones y 500 millones de euros en créditos.

Queremos que el plazo para esta convocatoria se abra en la segunda quincena de mayo y se cierre a finales de junio, ha puntualizado

el Secretario de Estado de Telecomunicaciones Víctor Calvo Sotelo.

Las líneas prioritarias de las ayudas serán, entre otras, los proyectos vinculados al desarrollo de las ciudades inteligentes, las soluciones para la mejora de la competitividad de las pymes, el desarrollo de aplicaciones en seguridad, cloud computing y contenidos

digitales. El objetivo es que todos lo proyectos aprobados recibirán una aportación a fondo perdido de al menos un 9,5% del importe total y una financiación hasta el 100% del presupuesto total a devolver en siete años, con tres años de carencia y un tipo de interés de cercano al 4%. n AeI

El 46% del negocio de las ingenierías españolas procede ya del extranjero

S

egún detalla DBK, la facturación de las empresas españolas de ingeniería retrocedió un 13% en 2011, situándose en 9.200 millones de euros, y el volumen de negocio en el extranjero se cifró en 4.200 millones de euros, suponiendo ya el 46% de la facturación total, cuatro puntos más que en 2009.

Por segmentos de actividad,

el de energía se mantuvo como el de mayor importancia, al suponer más de la mitad de la facturación total. No obstante, la facturación obtenida por este tipo de proyectos experimentó un retroceso del 12,7% en 2011, descendiendo hasta los 4.800 millones de euros. El negocio generado por los proyectos de ingeniería civil fue el que contabilizó la

evolución más negativa, con una caída del 16,3% y un valor de 2.200 millones de euros. Por su parte, el negocio generado por los proyectos de ingeniería industrial se situó en 2011 en 1.210 millones de euros, experimentando un retroceso del 11%.

Las previsiones para 2012 apuntan a una caída de la facturación agregada del 6,5%,

No hay mejora en el sector de tecnologías para el transporte europeo

D

espués de haber visto descender sus cifras de negocio a causa de la recesión económica mundial, el mercado mundial de sistemas de gestión de transporte se está recuperando aunque de manera desigual, según señala la consultora ARC Advisory Group. Mientras los ingresos en América del Norte se recuperan con fuerza todo y que la demanda se percibe algo deprimida, en Europa la recuperación todavía no ha llegado, y se espera que el continente pueda caer en una segunda recesión que merme aún más los ingresos para el sector en esa zona.

Definidos como sistemas que permiten la gestión del transporte para las empresas, según detalla el informe, estas soluciones deben facilitar la ejecución de la carga desde origen a destino de manera eficiente, fiable y rentable. Dos son los tipos de soluciones que acaparan la atención del mercado: por una parte las que se refieren a la planificación del envío y recepción, y por otra, las de ejecución y gestión de flotas. n AeI

hasta los 8.600 millones de euros, mientras que en 2013 podría experimentar un descenso de alrededor del 3%. La contracción de la demanda seguirá siendo más acusada en el mercado nacional, de manera que el volumen de negocio de las empresas podría descender en torno a un 10% en 2012. Por su parte, la actividad en mercados exteriores también mantendrá una trayectoria descendente, con un retroceso previsto en 2012 del 2,4%. n AeI

Distintivo de máxima calidad

Solution Partner Bajo el nombre de Siemens Solution Partner, un grupo selecto de integradores de sistemas opera como proveedor cualificado de soluciones a escala mundial implementando los productos de Siemens en los campos de la automatización, accionamientos, distribución de energía y gestión del ciclo de vida del producto.

Toda la información del Programa y de nuestros Solution Partners está disponible en nuestra web, o si lo prefiere, consúltenos vía e-mail en sitrain.es@siemens.com

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Opinión

La columna de Laura

¿Ya nadie se acuerda de la crisis energética?

Laura Tremosa Coordinadora del Consejo de Redacción Automática e Instrumentación

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 Metidos en este Gran Serial de la Crisis (así califica Vicente Verdú la situación actual en su reciente libro La hoguera del capital), han pasado casi al olvido problemas mucho más globales y que ocuparon la atención de los medios de comunicación, en ocasiones con planteamientos tanto o más angustiantes que los que ahora nos atacan cada mañana con solo abrir cualquier periódico. Me refiero al progresivo agotamiento de los combustibles fósiles y a los efectos climáticos debidos al efecto invernadero.

Que se está produciendo un incremento del calentamiento global es un hecho en el que todos los científicos están de acuerdo. Donde no existe tanto consenso es en que ello se deba fundamentalmente a la actividad humana. Más de uno lo niega, pero nunca se sabe si detrás de dicha negativa hay intereses inconfesables o no.

Algunos aducen que el principal motivo de dicho calentamiento global está en la actividad solar; sin embargo, por ejemplo, en un informe de la Academia de Ciencias francesa se afirma que a pesar de que los mecanismos que pueden jugar un papel en la transmisión y amplificación de la energía solar no son bien conocidos, la actividad solar disminuyó ligeramente en promedio desde 1975 y, por tanto, no puede ser razón dominante en el calentamiento observado durante dicho periodo.

Parece claro, pues, que el calentamiento global es debido, si no únicamente, sí principalmente por la mayor concentración de CO2 en la atmósfera y de otros gases de efecto invernadero, todos ellos provocados por la actividad humana.

Por una parte, los combustibles fósiles tienden a agotarse, pero es que aunque no fuera así, dado el espectacular crecimiento de la demanda global de energía (se dice que en el 2030 habrá un incremento con respecto al año 2000 del 60% y que más de un 50% de dicha demanda corresponderá a los países que hoy denominamos en desarrollo), utilizar dichos combustibles no sería viable por razones relativas al medioambiente.

Cuando estos problemas todavía estaban en un primer lugar, a los políticos les dio por hablar de sostenibilidad. Las llamadas políticas sostenibles parecía que podrían paliar los problemas. Sin embargo, ¿qué se entiende por sostenibilidad?

Por ejemplo, ahora cunde la moda de los alimentos ecológicos. ¿Son estos sostenibles?

Pues probablemente no, porque para cultivarlos se utiliza muchísima más agua y energía que en los huertos convencionales. Quemar madera de los árboles, como se hace en los países pobres, puede ser sostenible o no, pero lo que es seguro es que no evita la contaminación.

En todo caso, cuando se hablaba de políticas sostenibles se acostumbraba a hacer referencia al ahorro de energía y a la utilización de energías renovables (solar, eólica, etc.). Bueno es potenciar ambos, pero la pregunta es si con la demanda global de energía que se prevé, será posible sustituir realmente a los combustibles fósiles.

Ni siquiera los estudios más optimistas en este sentido se atreven a afirmarlo.

Parece que hay que buscar nuevas soluciones.

Hubo un momento, allá por los años 60, cuando yo terminé mi carrera de ingeniería, que se ponían todas las esperanza en las centrales de fusión nuclear, que eliminaban los problemas de las centrales nucleares de fisión relativos a los residuos radioactivos. Han pasado 50 años.

Se sigue trabajando en ello pero no se acaban de resolver los problemas relativos a las altas temperaturas que se precisan para la fusión de los isotopos de hidrógeno. También se ha hablado del hidrógeno como combustible, presentándolo como una buena solución para la tracción de los vehículos; sin embargo, para obtener dicho hidrógeno resulta que de momento en un 90% se consigue utilizando combustibles fósiles.

No me cabe duda de que la solución habrá que encontrarla con el desarrollo de la ciencia y la tecnología. Hay campos abiertos, pero habrá que dedicar tiempo y dinero para que acaben resultando eficaces y se abran otros. No parece, sin embargo, que ni las empresas ni los gobiernos estén realmente por la labor.

Se trata de problemas globales importantes, en cierta medida acuciantes, pero a pesar de que se celebran conferencias internacionales y todos los políticos los citan en sus programas, resulta que en la práctica actúan como si pensaran que tales problemas no son en realidad tan graves. O quizás es que dado que los periodos de gobierno son de 4 o 5 años, piensan que la gravedad en todo caso se la encontrarán otros...

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Generic Motion Control Generic ` Prestaciones y sincronización excepcionales permitiendo la máxima productividad del sistema ` Nuevas tecnologías de producción a través de la integración de CNC, robótica, Motion control y seguridad de máquina ` Fácil implementación de opciones de máquina gracias a la compatibilidad en toda la gama de accionamientos ` Libertad de topologías de máquina utilizando tecnología centralizada y descentralizada ` Reducción de costes en hardware y mantenimiento simplificado

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Entrevista con José María Borda, director general de Sisteplant

“Nuestro enfoque está totalmente implicado con la consecución de los objetivos de nuestros clientes” Sisteplant es una ingeniería dedicada a la excelencia operacional y soluciones de gestión en el ámbito de producción y mantenimiento.

Desde que la crisis comenzó, sus responsables tienen muy claro que lo que hay que conseguir es que las empresas sean más competitivas. En esta línea, han construido un nuevo paradigma industrial en el cual cobran peso los valores de inteligencia, tecnología, agilidad, precisión, robustez y armonía, reunidos bajo el nombre Tecno-i plant como eje dinamizador de una mejora competitiva significativa. De todo ello hablamos con José María Borda, su director general.

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Automática e Instrumentación (AeI). En tiempos de crisis, ¿cuál es la actitud de las empresas del sector productivo frente a la posibilidad de adquirir soluciones orientadas a la optimización de sus procesos y la gestión de mantenimiento?

José María Borda (JMB).

Según el informe del ONTSI (Observatorio Nacional de las Telecomunicaciones y la Sociedad de la Información), el ajuste de mercado que se produjo en el sector TIC en el conjunto de los años 2009 y 2010 alcanzó el 10,1%. Es decir, el impacto negativo de la crisis en este sector ha sido sensiblemente inferior al observado en otros ámbitos.

A partir de 2011 se ha iniciado una lenta pero constante recuperación.

En las plantas industriales se precisa incorporar rápidamente y de manera práctica las tecnologías de información a los procesos de producción y mantenimiento con el objetivo de disponer de un dominio del proceso exhaustivo, capacidad de resolución y capacidad de mejora de indicadores mediante la aplicación de sistemas MES (Manufactu-

ring Execution Systems) y GMAO o CMMS en sus siglas en inglés (Gestión del Mantenimiento Asistida por Ordenador). La difusión de estos sistemas es España es mucho más baja que la media europea.

AeI. ¿Cuáles son los argumentos que esgrimen las empresas desarrolladoras de estas soluciones, como es el caso de Sisteplant, para que las empresas sigan optando por mejorar sus procesos en todos los ámbitos?

JMB. Sisteplant es una ingeniería dedicada fundamentalmente a que nuestros clientes alcancen la excelencia en operaciones industriales.

Por ello, nuestro enfoque en el desarrollo y puesta en marcha de soluciones de gestión está totalmente implicado con la consecución de los objetivos industriales y económicos de nuestros clientes, apoyando de una manera explícita su consecución desde el conocimiento profundo de sus necesidades y los retos a los que se enfrentan en mejora de competitividad.

Implantar un sistema como quien pone en marcha el canal digital no sirve de nada. Los resultados hay que definirlos y perseguirlos hasta su consecución.

Este modelo de implantación organizativa, y no meramente informática, permite además evaluar el retorno de la inversión en términos cualitativos (inmediatez y precisión de la información, fábrica sin papeles, trazabilidad y facilidad de cumplimiento de normas, etc.) y cuantitativos, ya que la capacidad que ofrecen los sistemas para reaccionar ante incidencias de la demanda o de la producción, así como la efectividad de las dinámicas de mejora desarrolladas, con frecuencia resultan en periodos de pay-back en

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torno a los 18 meses.

Hay otro factor que está teniendo también un peso decisivo en el incremento de la implantación de soluciones de gestión de planta, y es la vocación de internacionalización de las pymes, que hasta ahora veían esta necesidad de manera un tanto distante.

Hasta hace no muchos años, establecer implantaciones productivas en mercados tan distintos como China, México o Brasil era una opción que podía dar vértigo a una pyme que no tuviese por detrás el respaldo de un gran grupo.

Hoy en día, las empresas son cada vez más conscientes de que para mantener empleos en España hay que estar presentes en otros mercados. Este crecimiento de la dimensión internacional de la industria lleva de la mano también robustecer los sistemas de gestión, y en consecuencia, las tecnologías de la información para entornos multinacionales.

En este sentido, los sistemas desarrollados por Sisteplant tienen el concepto “multicompañía” bien resuelto, y es posible acceder a la información en tiempo real desde ubicaciones deslocalizadas.

AeI. Sisteplant colabora con empresas de sectores muy diversos (aeroespacial y defensa, automoción, alimentación, químicofarmacéutico, bienes de equipo, etc. ¿Puede decirnos cuál de ellos tiene más peso en las operaciones de Sisteplant, en número de proyectos y facturación?

JMB. Efectivamente, la actividad de Sisteplant está muy diversificada, lo cual nos ha ayudado a minimizar el impacto en los momentos más complicados de la crisis, ya que el comportamiento de unos y otros sectores ha sido muy diferente.

En el ámbito de ingeniería de fabricación y excelencia operacional, hemos realizado un gran desarrollo tecnológico de aportación a compañías con actividades de series cortas de alto valor añadido (que denominamos SCAVA). En este sentido, los sectores aeronáutica, de defensa, energías renovables o

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“Hay que incorporar en las empresas sistemas y dinámicas de gestión que aporten mejoras económicas y de competitividad inmediatas. ” bienes de equipo han tenido un peso importante, pero hay otros sectores industriales que han tenido también buen comportamiento.

Así, los sectores alimentación y cosmética han tenido un incremento considerable en las operaciones de Sisteplant, debido fundamentalmente a los cambios en normativas y a la presión de la distribución por reducir costes.

En el campo de tecnologías de la información, la industria de automoción, energía y alimentación, así como facilities e infraestructuras, son actualmente los de mayor peso en las operaciones.

AeI. En la misma línea, ¿han detectado una disminución destacable de las inversiones en este tipo de soluciones en algún sector determinado?

JMB. Es evidente que vivimos un escenario de crisis generalizado pero no podemos hablar de que estén afectados ni todos los sectores ni todas las empresas de cada sector.

De esta manera, aunque muchas compañías han recortado presupuestos e inversiones, han reservado partidas importantes para aquellos proyectos que supongan un retorno de la inversión rápido, y es el ámbito en el que nos movemos.

AeI. ¿Puede explicarnos en qué proyectos de I+D está vinculada actualmente Sisteplant?

JMB. Sisteplant destina a I+D un porcentaje cercano al 30% del volumen de operaciones, desarrollando actividades de investigación en tres sentidos.

Por una parte, tenemos una línea constante de investigación y desarro-

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llo de metodologías que nos ayuden a trasladar a las empresas modelos de gestión innovadores del modo más eficiente posible.

Desde que la crisis comenzó, nos replanteamos la esencia de nuestra aportación a nuestros clientes y tenemos muy claro el foco: tenemos que lograr que sean más competitivos y rentables para mantener las empresas y empleos de calidad. En esta línea, construimos un nuevo paradigma industrial en el cual cobran peso los valores de inteligencia, tecnología, agilidad, precisión, robustez y armonía, reunidos bajo el nombre Tecno-i plant como eje dinamizador de una mejora competitiva significativa a sabiendas de que pequeñas mejoras no llevan a ningún sitio a medio plazo, y necesitamos dar un vuelco radical a la competitividad que asegure nuestra industria. El logro de Tecno-i plant es aportar un salto drástico en el valor añadido a lo largo de toda la cadena de valor, y a todos los niveles de competitividad de nuestros clientes.

Por otra parte, participamos en proyectos de investigación en colaboración con partners industriales y centros de investigación europeos, que sirven de antena tecnológica para identificar opciones de futuro.

Y, por supuesto, de forma alineada con nuestra estrategia de aportación con Tecno-i plant, dedicamos un importante esfuerzo de innovación en el entorno de nuestras soluciones de gestión CAPTOR (Manufacturing Execution System) y PRISMA (GMAO Computer Maintenance Management System), incorporando funciones que nos permiten asegurar el OEE, lograr la eficiencia energética, garantizar la performance de los procesos mediante sistemas de control predictivos, controlar el ciclo de vida de las inversiones productivas optimizando su mantenimiento y automatizando la toma de decisiones apoyándonos en inteligencia artificial.

No podemos pararnos; cada sector tiene sus retos, y nuestra obligación es adelantar las soluciones.

AeI. ¿Cuál es la situación actual de los sistemas MES? En la ac-

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tualidad, las grandes empresas del sector de la automatización y control están dedicando importantes esfuerzos a conseguir la denominada convergencia, es decir, conseguir integrar la informática de planta con la de gestión. ¿Cómo puede afectar este hecho a los sistemas MES propiamente dichos?

JMB. Es cierto que algunos fabricantes de sistemas ERP están extendiendo el alcance de sus aplicaciones, pero por lo que hemos podido comprobar, no están bien resueltas las necesidades, tanto a nivel de gestión de planta como de mantenimiento.

En la mayor parte de los casos, las funcionalidades de gestión que aportan están más relacionadas con las necesidades de reporte o controlling corporativo que con habilitar capacidad de análisis y gestión de las instalaciones productivas.

En Sisteplant trabajamos ayudando a nuestros clientes a mejorar indicadores a través de sistemas que les aconsejan activamente para lograr los mejores resultados.

Los sistemas multipropósito están hoy muy lejos de alcanzar estas prestaciones pues son muy generalistas.

En mi opinión, este gap está muy relacionado con algo que ya he comentado anteriormente: no se trata solo de ser capaces de desarrollar software. Hay que vivir el proceso, conocer las necesidades reales de gestión y el destino que tendrá cada uno de los datos recogidos o de los informes generados.

Por nuestra parte, compartimos la visión definida en el estándar ISA 95 de integración de los sistemas de control y gestión.

AeI. En cuanto al software para el mantenimiento, ¿se están ofreciendo a las empresas soluciones adaptadas a la realidad de cada una de ellas para que sigan invirtiendo en mantenimiento?

JMB. De manera general, el papel fundamental de un sistema de gestión de mantenimiento y activos es ayudar a la empresa a desarrollar políticas de mantenimiento más

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etc., absolutamente dispares. Nuestra vocación es ayudar a cada una a mejorar sus resultados.

Actualmente, con una mayor sofisticación de los equipos, y recursos ajustados, cobran peso los sistemas de ayuda a la decisión: gestión por excepción, sistemas expertos, cuadros de monitorización integrando variables internas y externas a los propios activos que propongan actuaciones en políticas de mantenimiento y estrategia de activos en línea con los postulados de las normas PAS 55.

“Hoy en día, las empresas son cada vez más conscientes de que para mantener empleos en España, hay que estar presentes en otros mercados.” eficientes, gestionando el ciclo de vida de los activos de acuerdo a los principios Lean Maintenance o Facilities Management.

Pero cada sector (y cada empresa) tienen sus propias necesidades a resolver en gestión de mantenimiento: no podemos mezclar la industria (ni cada uno de sus subsectores) con flotas de transporte, inmuebles, hospitales o redes de electricidad, ni tampoco pensar que la realidad se ve de igual manera desde las empresas propietarias de los activos o desde las empresas que les prestan servicios.

Cada cual tiene sus requerimientos y hay que cubrirlos superando expectativas.

Por ejemplo, a nivel industrial, con el mismo nivel de gasto, dos empresas que gestionen un modelo reactivo (más peso en el mantenimiento correctivo) o proactivo (más peso en prevención, predictivo y mejoras) obtendrán resultados de disponibilidad, calidad, rendimiento,

AeI. En la actualidad, ¿cómo se encuentra posicionada su compañía dentro de España y en el exterior?, ¿se están cumpliendo sus expectativas?

JMB. El volumen de operaciones de Sisteplant en el año 2011 se acercó a los 7MMe, casi un 20% superior al ejercicio anterior.

Esperamos que este año 2012 el incremento sea más moderado, pero superior al 10%.

Como ya he comentado antes, los sectores que han cobrado más peso en el último año han sido automoción, energía, alimentación, y a nivel de soluciones de gestión de mantenimiento también tenemos una fuerte presencia en el sector facilities y en empresas de servicios de mantenimiento.

Actualmente Sisteplant da trabajo a cerca de 150 profesionales en España y en el exterior con oficinas en Bilbao, Barcelona, Madrid y Sevilla, Shangai, Querétaro y Sao Paulo.

Respecto a implantaciones exteriores, la primera que abrimos fue la oficina de México hace cinco años, y nos permitió dar servicio no solo a plantas de matriz española o multinacionales con las que trabajábamos en otros países, sino también a destacados grupos industriales mexicanos, como Mabe, Herdez del Fuerte o Lala.

Con esa misma estrategia de desarrollo progresivo de mercados nos instalamos en Brasil y China y los tres países son en este momento nuestro eje de crecimiento en el exterior.

Cristina Bernabeu

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Accurax Gďż˝ servo system

EtherCAT the ONE machine network

NJ-Series the ONE machine controller

EtherNet/IP the ONE factory automation network

Sysmac Studio the ONE software

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Entrevista con Diego Hergueta y Manuel Bollaín, directores del programa y del proyecto del Máster ISA/Repsol de Instrumentación y Control de Procesos respectivamente

“Los contenidos de nuestro Máster se adaptan a la evolución del sector” El Máster ISA/Repsol de Instrumentación y Control de Procesos (MIC), organizado conjuntamente por el Centro Superior de Formación Repsol (CSFR) y la Sección Española de la ISA, convoca su octava edición para el curso 2012-2013. Diego Hergueta y Manuel Bollaín nos cuentan el porqué del éxito de un curso de estas características.

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oncebido como respuesta a las necesidades de formación en instrumentación y control de procesos de los profesionales relacionados con estas disciplinas, desde su inicio, en el curso 2005-2006, ha contado con una participación creciente y se ha consolidado como referente de formación en el área de instrumentación y control. Este reconocimiento ha traspasado el ámbito nacional, siendo galardonado con el Premio Internacional Section Performance Award, de ISA, en Houston en el año 2007.

El director del programa, Diego Hergueta González de Ubieta, y el director del proyecto, Manuel Bollaín Sánchez, analizan la evolución del programa en la víspera de su octavo aniversario.

AeI. ¿Qué formación adicional aporta el Master ISA a la formación universitaria reglada?

Diego Hergueta (DH). Sin duda alguna, el elemento clave de la formación ofrecida es la experiencia. El profesorado del Máster está conformado por profesionales en activo o recientemente retirados que conocen la materia no solo desde el punto de vista teórico, si no desde la perspectiva que da la aplicación práctica de conceptos relacionados con la instrumentación y el control, en la actividad diaria dentro del sec-

tor. Sin duda, es este un elemento diferenciador del programa. Con esta visión, la propia organización de los contenidos y la metodología del Máster se han enfocado hacia la capacitación del alumno para el desarrollo de labores relacionadas con la instrumentación y el control. El Máster se organiza en once módulos presenciales monográficos, cada uno de ellos de cuarenta horas lectivas de duración que, tras establecer los fundamentos básicos de instrumentación y control, se orientan a distintas competencias (instrumentación, sistemas instrumentados de seguridad, sistemas de control, control avanzado multivariable).

Diseñados con contenidos teóricos y prácticos, los alumnos tienen a su disposición simuladores, sistemas de control, elementos de calibración

“Hemos incorporado un módulo, denominado Control de procesos energéticos, dedicado a los procesos, equipos principales y controles más típicos que se pueden encontrar hoy en día en los procesos de generación térmica y eléctrica”.

e instrumentación de campo que contribuyen a una mejor transmisión y adquisición del conocimiento. Es más, durante el desarrollo del Máster, los asistentes deben realizar un proyecto completo de ingeniería de instrumentación sobre una planta similar a una instalación real.

Esto les permite enfrentarse a una aplicación práctica de los conocimientos adquiridos en cada módulo realizando actividades similares a las que podrían desempeñar en el mundo laboral.

AeI. ¿Cuál es el módulo que los alumnos valoran o reconocen especialmente?

DH. Es probable que el módulo más reconocido hasta ahora haya sido el número 10, dedicado al Control de Equipos de Proceso. Está enfocado al estudio de los esquemas de control utilizados en equipos de proceso comunes en la mayoría de las industrias (torres de destilación con diferentes modalidades, reactores, compresores alternativos y centrífugos, cambiadores, hornos, calderas) y realización de diferentes tipos de prácticas en simuladores. Los ejemplos de aplicación presentados proceden de sectores diversos y son válidos para solucionar problemas de la gran mayoría de los sectores industriales. El especial interés por este módulo ha hecho que en la próxima edición se haya decidi-

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n Diego Hergueta, director del programa del Máster ISA/Repsol de Instrumentación y Control de Procesos.

do desdoblarlo en dos programas independientes, incorporando en el módulo 11, Control de procesos energéticos, los procesos, equipos principales y controles más típicos que se pueden encontrar hoy en día en los procesos de generación térmica y eléctrica. Esperamos que este nuevo módulo responda al interés demandado por estos temas y contribuya a una formación integral de los alumnos en esta área.

AeI. ¿Cuál es el perfil habitual de los alumnos que asisten al Máster ISA/Repsol?

Manuel Bollaín (MB). El perfil del alumnado ha ido evolucionando desde la creación del Máster. En un inicio, lo más habitual era encontrar técnicos con entre tres y cinco años de experiencia laboral en el sector de la instrumentación y el control.

Actualmente, existe una tendencia incremental a la participación de

n Manuel Bollaín, director del proyecto del Máster ISA/Repsol de Instrumentación y Control de Procesos.

profesionales con mayor trayectoria en disciplinas relacionadas (procesos, electricidad, ingeniería), que encuentran en el Máster una alternativa interesante para complementar su conocimiento en otras materias.

La posibilidad de realizar módulos independientes del Máster permite esta opción. Por ejemplo, es habitual encontrar ingenieros de proceso experimentados interesados en el módulo 6, dedicado a instalaciones en atmósferas explosivas y sistemas instrumentados de seguridad.

DH. También asisten recién titulados y nuevos profesionales que

“Sin duda alguna, el elemento clave de la formación ofrecida en este Máster es la experiencia”

quieren orientar su carrera hacia esta especialidad. De manera general se estima que la formación de un recién titulado que se incorpora al entorno laboral está en torno a los dos años. Muchas empresas deciden considerar el Máster dentro del plan de formación de las nuevas incorporaciones, ya que permite acelerar el proceso de adquisición del conocimiento y desarrollo de competencias. Mediante la modalidad de bono de empresa, pueden inscribir a uno o distintos alumnos en función de las necesidades específicas de formación, al Máster completo o a módulos independientes.

El Máster cuenta, a su vez, con un programa de ayudas para miembros de las secciones de estudiantes de ISA, que se conceden cada año.

Si hacemos el análisis con respecto a sectores industriales, decir que en las primeras ediciones los asistentes provenían fundamentalmente de

Automática e Instrumentación

empresas relacionadas con Repsol e ISA Sección Española, principales fundadores del programa. El reconocimiento adquirido por el Máster hace cada vez más habitual encontrar solicitudes de otras compañías. Tenemos alumnos que trabajan en firmas de ingeniería, fabricantes de equipos, instaladoras o usuarios finales procedentes de cualquier sector (alimentación, farmacia, tratamiento de aguas, militar, química, petroquímica,…).

Gracias al conocimiento práctico del profesorado, se procura que los ejemplos sean aplicables a cualquier proceso y que las materias no se limiten a un campo determinado de la especialización industrial, lo que lo hace adecuado para cualquier sector industrial.

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AeI. ¿Qué requisitos se solicitan a los alumnos que deseen asistir?

DH. Ninguno en particular, aunque es recomendable que dispongan de una titulación reconocida y aptitudes para la realización del Máster.

Son perfiles ideales los licenciados en química, física o ingenierías (industrial, química, minas). Desde su concepción, y a pesar de la tendencia a la enseñanza virtual, el Máster es de tipo presencial, por lo que se requiere asistencia y disponibilidad total, como mínimo durante las semanas que dura la impartición de cada módulo.

AeI. ¿Cuál es la formación y de dónde proceden los profesores del Máster?

DH. Como se ha comentado anteriormente, la formación y la experiencia de los profesores es el mayor valor de este Máster. Son profesionales de primera línea, procedentes de diferentes ámbitos empresariales y con trayectoria demostrada en empresas emblemáticas de sectores diversos, con especialización en procesos químicos, petroquímicos, alimentarios, farmacéuticos. Es un Máster realizado por profesionales para profesionales.

AeI. ¿Qué novedades contiene el temario para esta nueva edición?

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“La formación y la experiencia de los profesores es el mayor valor de este Máster.

Son profesionales de primera línea, procedentes de diferentes ámbitos empresariales y con trayectoria demostrada en empresas emblemáticas de sectores diversos.”

DH. El contenido de los diferentes módulos del Máster y la documentación asociada han sido revisados y actualizados considerando las sugerencias de los alumnos a lo largo de las distintas ediciones y con objeto de ir adaptándolo a la evolución de la instrumentación y control.

Conscientes de la importancia de la ciberseguridad en el entorno de los sistemas de control, se incluyen referencias a esta temática en el módulo 8, por ejemplo. La novedad más reseñable es la comentada referente al desdoblamiento del módulo 10, Control de Equipos de Proceso, en dos módulos con objeto de dar formación dedicada al control de procesos energéticos en respuesta a necesidades del mercado y a la solicitud del alumnado.

Como motivo de la octava edición, se prevén actos adicionales de conmemoración. Se está trabajando en la organización de conferencias especiales sobre áreas como ergonomía, ciberseguridad, control avanzado, encuentros con referentes a nivel mundial en el mundo científico.

Una vez más, la colaboración de Repsol, ISA Sección Española y el profesorado del Máster en estos actos de promoción y divulgación es indispensable.

AeI. ¿De dónde proceden y cómo explicaría la participación de alumnos extranjeros?

DH. El Máster es un punto de encuentro de personal diverso relacionado con el sector industrial,

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con un interés común en el conocimiento de la instrumentación y el control, no solo a nivel local si no también internacional. Es habitual encontrar solicitudes de técnicos de Portugal y de Latinoamérica, donde el mercado es muy competitivo y el prestigio que avala al Máster, al ser único programa tan completo dentro del área de instrumentación y control a nivel mundial, hace que se sea considerado como cantera de futuros profesionales.

AeI. ¿Cuáles son los aspectos principales a destacar del Máster ISA frente a otros programas de formación?

MB. El Máster aporta la visión directa del profesional en activo, del conjunto de todo lo que implica la instrumentación y el control de procesos, y es un curso de referencia de todos los profesionales y compañías del sector.

En ningún programa universitario se enseña a realizar un proyecto de instrumentación. Es a través de la práctica en el propio entorno laboral donde se produce este aprendizaje.

El Máster proporciona esta formación, al contar con profesionales de dilatada experiencia en el sector industrial que transmitirán al alumno su propio conocimiento basado en situaciones reales y le guiará en el desarrollo del proyecto de instrumentación, contribuyendo a la aceleración del desarrollo de las competencias requeridas en el entorno laboral dentro del sector de la automatización.

DH. Este tipo de información no se encuentra en ningún libro ni puede ser adquirida a día de hoy en ninguna institución académica. Numerosos centros universitarios nacionales y europeos se han interesado por nuestro programa con motivo del Plan Bolonia. Su inquietud no ha podido materializarse, ya que disponer del profesorado y recursos que garanticen la formación práctica de profesionales en el área de instrumentación y control requiere no solo un acercamiento, si no una gran involucración del mundo empresarial.

La labor de Repsol, ISA España y sus patrocinadores ha contribuido a este

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acercamiento en el caso del Máster ISA/Repsol, llegando a un nivel de participación sin precedentes que resulta clave para la evolución futura del mismo.

AeI. Hablando del futuro, en estos momentos de crisis, ¿cómo se plantean el futuro del Máster?

DH. Desde su concepción, la filosofía del Máster ha sido proporcionar una formación de calidad, de profesionales en el sector de la instrumentación y el control, cubriendo la carencia que existía en España de una enseñanza específica en esta materia. El incremento de solicitudes y de alumnado a lo largo de las distintas ediciones, alcanzando el máximo permitido, durante este curso, ha sido una grata sorpresa para todo el profesorado y alienta a seguir trabajando en la esta línea en los próximos años.

Ante una situación de crisis económica, las opciones lógicas para combatirla son la disminución de los gastos o el aumento del rendimiento de los recursos disponibles. Una formación de este tipo genera una rápida adquisición del conocimiento y, por tanto, un aumento de la productividad. Así es considerado por las empresas que envían a sus técnicos al

Automática e Instrumentación

“Ante una situación de crisis económica, las opciones lógicas para combatirla son la disminución de los gastos o el aumento del rendimiento de los recursos disponibles.

Una formación de este tipo genera una rápida adquisición del conocimiento y, por tanto, un aumento de la productividad.”

Máster, ya que les permite disponer de recursos más competitivos y con mayor productividad en un corto periodo de tiempo. Para aquellos que aún no han tenido oportunidad de incorporarse al mercado laboral, la realización de este programa les aportará un elemento diferenciador apreciado por el sector.

MB. Tener profesionales en una ingeniería que sepan analizar un diagrama P&ID, por ejemplo, revierte en un mejor entendimiento de las necesidades del cliente final con el que trabajan y en una adecuada especificación de los requerimientos a solicitar al suministrador de instrumentación y control. Por tanto, la inversión realizada en la formación revertirá, al final, en una mejora de la calidad y un crecimiento del rendimiento en el sector, y de cada uno de sus integrantes.

DH. Garantizar el mantenimiento de la calidad de la enseñanza e incorporar nuevas iniciativas de interés que permitan mejorar e incrementar las competencias de los profesionales del sector son los objetivos para los próximos años. La participación y colaboración de ISA España y las empresas patrocinadoras, líderes tecnológicas de mercado en muchas ocasiones, resulta fundamental en este proceso de evolución y mejora continua perseguido.

La adaptación de los contenidos de acuerdo con la evolución del sector y de la tecnología, sin olvidar la filosofía inicial con la que fue creado el programa, ha de tenerse en consideración para continuar proporcionando una enseñanza de calidad que garantice la capacitación de profesionales dentro del sector de la instrumentación y el control.

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Soluciones para el control de máquinas

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 Rockwell Automation ha ampliado su oferta de Arquitectura Integrada para aplicaciones más pequeñas con una serie de controladores de automatización programables escalables (PAC) Allen-Bradley CompactLogix, servodrives compactos Kinetix, E/S escalable y visualización del versátil PanelView Plus 6 y otras herramientas de software.

Rockwell Automation ofrece ahora a los usuarios la posibilidad de estandarizar sobre una plataforma de control única. La Arquitectura Integrada ayudará a los fabricantes de maquinaria a estandarizar en una única arquitectura de control, mientras se aprovecha una programación de aplicación y un entorno de configuración común, independientemente de los tipos de aplicaciones que necesitan gestionar o la complejidad de la maquinaria que construyen.

Al poner el procesador del ControlLogix L7 en el CompactLogix, Rockwell Automation puede ofrecer a los fabricantes de maquinaria unas características de rendimiento tales como el control de movimiento integrado en EtherNet/IP - para servodrives y variadores CA. Esto ofrece a los usuarios una única red, un entorno de desarrollo único y un porfolio de ejes completo e integrado.

Nuevos controladores y software En el corazón de la solución mejorada se sitúan tres nuevas plataformas de controlador de automatización programable (PAC) Allen-Bradley CompactLogix L1, L2 y L3, las cuales, como sistemas basados en ControlLogix, utilizan el mismo entorno de visualización y configuración de redes.

La L1 se presenta en tres modelos, L16ER, L18ER y L18ERM. La L1 PAC ofrece una variedad de capa-

cidades de memoria, expansión local y de dispositivo remoto para que los usuarios elijan exactamente la solución a sus necesidades con un controlador de alta capacidad, mientras que la variante ERM también ofrece la posibilidad de controlar dos ejes en EtherNet/IP. El rango L2 también se compone de tres modelos, L24ER-QB1B, L24ER QBFC1B y L27ERM QBFC1B. Cuentan con más memoria que el rango L1, E/S integrada, mayores capacidades para conexiones remotas y, en el caso de la L27ERM, la capacidad de controlar hasta cuatro ejes de en EtherNet/IP. Por último, la gama L3, que se compone de seis modelos, L30ER, L30ERM, L30ER NSE, L33ER, L33ERM y L36ERM, amplía la oferta aún más allá, ofreciendo una memoria incluso mayor que el rango L2, mayores capacidades de módulos de E/S, un mayor número de conexiones posible y tres modelos

Sensor de mediciones 3D de alta resolución  Infaimon presenta en la BIEMH la familia Gocator 2300 de sensores de mediciones 3D de alta resolución, del fabricante LMI 3D. Flexibles, potentes y muy rentables, incorporan una interfaz web y funciones de fácil manejo, pudiendo resolver aplicaciones 3D sin necesidad de utilización de ningún software adicional. Se pueden conectar, configurar y poner en marcha en minutos y casi inmediatamente es posible medir especificaciones como anchura, espesor y ángulos con extrema precisión.

Gocator puede conectarse a un puerto Ethernet y funciona como sensor independiente, sin necesidad de ningún controlador externo. Todos los datos son visualizados en tiempo real. Es fácilmente integrable por sus conexiones digital, analógica, serial RS-485 y Ethernet y permite también operar con salidas simultáneas, funcionando como plataforma puente.

Para resolver aplicaciones más complejas o más amplias, es posible configurar 2 o más sensores simultáneamente. infaimon@infaimon.com www.infaimon.com

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que ofrecen la capacidad de controlar 4, 8 y 16 ejes EtherNet/IP. El software de configuración y diseño RSLogix 5000 ofrece un único entorno de desarrollo para el sistema de Arquitectura Integrada de Rockwell Automation, incluyendo el actual porfolio de gama media recientemente mejorada. Esta variedad de opciones más amplia ofrece alternativas más ajustadas para las aplicaciones, mientras que los nuevos componentes reducen significativamente el coste de implementar una solución de automatización.

Dispositivos adicionales Como complemento a la nueva gama PAC y RSLogix 5000, se presenta un conjunto de dispositivos adicionales que incorporan la misma escalabilidad e interconexión, mientras utiliza un entorno operativo único. Los nuevos servos Allen-Bradley Kinetix 350 con conectividad EtherNet/IP simplifican la arquitectura de red, eliminando la necesidad de una red independiente para el control de movimiento, proporcionando un alto rendimiento y una solución rentable para máquinas de pocos ejes. PanelView Plus Compact y PanelView Plus 6 (HMI) proporcionan interfaces de operador rentables con una integración avanzada con controladores basados en Logix.

Los switches Stratix están desarrollados en base a tecnología de Cisco y ofrecen un elevado rendimiento en capacidad de conmutación que ayuda a simplificar la integración en su infraestructura. La tecnología también ofrece una estrecha integración con los controladores Logix Allen-Bradley y herramientas de Arquitectura Integrada familiares para los profesionales de la automatización. Esto permite a los fabricantes de maquinaria integrar fácilmente sus máquinas en sus instalaciones de fabricación de los clientes y ofrecer soporte y gestión remota mejorados.

Automática e Instrumentación

El ArmorBlock con doble puerto EtherNet/IP ayudará a mejorar la flexibilidad y la eficiencia de los procesos de fabricación. Quick Connect es una funcionalidad añadida de EtherNet/IP que permite una rápida conexión entre el controlador y el módulo ArmorBlock. Por último, desde el punto de vista del producto, el adaptador Ethernet AENTR ayuda a reducir el tiempo necesario para migrar los controladores programables SLC a los PAC CompactLogix mediante la reutilización de E/S existente y el cableado de campo. Las herramientas de migración también incluyen toolkits, lo que ayudará a convertir fácilmente las soluciones existentes y/o migrar plataformas más antiguas CompactLogix, mientras se mantiene el cableado de campo existente.

Mecatrónica Además de una amplia gama de productos de automatización, Rockwell Automation también ofrece una serie de productos y herramientas mecatrónicas. Su porfolio de diseño mecatrónico comprende el software Motion Analyzer 6.0, servomotores rotativos de accionamiento directo RDD-Series, servomotores lineales LDC-Series y LDL-Series, cilindros eléctricos MPSeries y TL-Series, y plataformas lineales integradas MP-Series. Completando la oferta de gama media, se encuentra un conjunto de herramientas y servicios que ayudarán a los usuarios a aprovechar todo el potencial de su instalación de gama media. Estas herramientas de diseño incluyen el Drives and Motion Accelerator Toolkit (DMAT), que usado en combinación con el Allen-Bradley Kinetix 350, complementa una amplia gama de herramientas de diseño, incluyendo Accelerator Toolkits, Product Selection Toolbox y Sample Code Library. www.rockwellautomation.es

Conector rectangular para ambientes severos y compatibilidad electromagnética  Los nuevos conectores rectangulares de Lapp se han fabricado con una nueva carcasa, denominada Epic Ultra, altamente resistente a las influencias externas.

Ideal para su uso en aplicaciones industriales, torres eólicas marinas, plantas de biogás y otras aplicaciones de alta exigencia, este nuevo diseño ofrece una perfecta protección EMC, lo que permite que no hayan interferencias, resistencia frente a la corrosión y en entornos salinos, larga duración y protección contra la descarga de tracción gracias a la integración del prensaestopas Skintop Brush, ya incorporado en la carcasa. De montaje rápido, presentan un sellado óptimo y grado de protección IP65.

Junto con el sistema de marcado Fleximark Ultra, el conector puede ser etiquetado de forma efectiva y permanente sin peligro a la pérdida o ilegibilidad de la etiqueta. www.lappgroup.com

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Cámara inteligente de altas prestaciones

Servomotores compactos: más pequeños, más ligeros, más dinámicos

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 La gama de servomotores 8LV de B&R se ha ampliado con unos nuevos motores en los que, con el objetivo de incrementar la potencia y reducir el espacio, todos los elementos mecánicos y eléctricos se han integrado en una unidad extremadamente compacta. Equipados con un encoder absoluto con una resolución de 262144 (=218) posiciones por revolución, estos motores consiguen una muy alta precisión en un espacio muy reducido.

Con el fin de reducir peso y espacio, los reductores se montan directamente en el motor. Esta nueva forma de ensamblar el sistema ha sido posible gracias al rediseño de la brida del motor, que se adapta perfectamente a los reductores. El centro del engranaje se acopla directamente en el eje del motor, no haciendo necesario de este modo el eje de entrada del reductor. Este tipo de montaje hace que el adaptador de la brida, sus abrazaderas y el eje de entrada del reductor sean innecesarios. Además de reducir en un 20% el peso y el tamaño del motor instalado, también se ha reducido la cantidad de masa que mueve el motor.

Gracias a su rígida estructura y a la menor masa que mueven, es posible cerrar los lazos de control con un alto rendimiento para aplicaciones dinámicas, incluso en espacios reducidos.

Dentro de este nueva gama de servomotores con reductores, existe la serie de los motores más económicos 8GM30, los estándar 8GM40 y los reforzados 8GM50.

Los reductores de las series estándar están disponibles en unidades de una y dos etapas con una holgura de entre 8 y 15 arcominutos.

La serie 8GM50 utiliza unos cojinetes que son ideales para resistir las fuerzas axiales y radiales que permiten mantener la compatibilidad con los productos Wittenstein. www.br-automation.com

 La cámara inteligente BOA PRO suministrada por Infaimon combina la robustez de la cámara inteligente BOA con la flexibilidad del software avanzado de inspección Sherlock. Se ofrece con una amplia gama de resoluciones. El software incluido se configura a través de una conexión de PC local conectado a la cámara a través de Ethernet. Una vez configurados para la ejecución, el enlace Ethernet se puede desconectar o se utiliza para comunicarse con otros dispositivos en la fábrica, tales como PLC, robots y HMI. Además de Ethernet, las cámaras BOA ofrecen conexiones directas RS-232, discreto I/O y control de iluminación. infaimon@infaimon.com www.infaimon.com

Compact Class: nuevo Sinumerik 828D para máquinas de fresado y torneado  Mediante el diseño de Sinumerik 828D, Siemens ha desarrollado 828D, una interface CNC hecha a medida para su uso en máquinas de fresado y torneado. El producto combina CNC, PLC, operación y funciones para seis circuitos de medida CNC en una unidad compacta, diseñada para adaptarse a cualquier pupitre de operador. De compactas dimensiones, este CNC está equipado con funciones CNC premium, tales como la capacidad de ejecutar transformadas cinemáticas o una gestión de herramientas muy potente. Ideal para taller gracias a su interface gráfica de usuario, este puede manipularlo rápidamente, programarlo y hacer tareas de servicio y mantenimiento de las máquinas sin necesidad de una formación especializada.

Está disponible en dos versiones que ofrecen diferentes niveles de rendimiento. También hay diferentes versiones de software para aplicaciones de fresado y torneado. Estas proporcionan un número máximo de posibles configuraciones de máquina, lo que contribuye a realizar la puesta en marcha en el menor tiempo posible. Está equipado con la última tecnología de puertos de comunicación. Compact Flash Card (CF), USB y los puertos están localizados tras la tapa del panel frontal del operador, desde donde se puede acceder directamente. La tapa puede incluso estar cerrada una vez que la CF este insertada. www.siemens.es

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Sistema inteligente de distribución de corriente

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 Murrelektronik ha desarrollado la familia de producto MICO, un sistema inteligente de distribución de corriente para 24 V DC. Monitoriza corrientes de salida y en caso de producirse un error, desconecta inmediatamente el canal afectado de forma segura.

Al desconectarse solo el canal afectado, el resto de cargas permanecen intactas, lo que optimiza la disponibilidad de la máquina y aumenta su eficiencia. MICO está disponible con dos, cuatro y ocho canales de salida. Un sistema puente combina los aparatos de forma sencilla y sin necesidad de cableado. Las terminales dobles para 24 V DC y tierra permiten conectar en cadena la tensión de alimentación de 24 V DC en caso de que el sistema puente no se utilice.

Todos los equipos disponen en cada canal de un interruptor giratorio que ajusta la tensión máxima de salida que debe ser monitorizada. Cada canal de MICO ofrece 4 configuraciones diferentes que pueden ajustarse según la versión. Están disponibles en rangos de corriente de 1-4 A, 1-6 A y 4-10 A. El último miembro de la familia MICO, el MICO 4.4.10 actuator-sensor de cuatro canales, presenta dos canales para proteger actuadores y dos canales para proteger

a los sensores. Los dos canales de corriente en el lado derecho pueden ajustar para rangos de 4-10 A, los canales a la izquierda, de 1 – 4A. Un solo MICO sustituye a cuatro fusibles diferentes, lo que supone una reducción de costes importante.

Otra gran característica de MICO es la tapa claramente visible que protege a los interruptores que regulan la corriente.

MICO monitoriza constantemente todos los canales de salida según la corriente máxima predeterminada.

Si por un espacio de tiempo la corriente de salida de uno de los canales supera la carga máxima en milésimas de segundo, MICO desconecta inmediatamente el canal afectado. Lo mismo ocurre en caso de cortocircuitos. Por otro lado, MICO es un fusible inteligente que detecta capacidades activamente, sin desconectarlas. Los módulos MICO permiten capacidades de entrada de hasta 20000µF por canal.

El nuevo miembro de la familia MICO, MICO 4.10 Speed-Start permite incluso capacidades de hasta 30000 µF por canal. Pueden poner en marcha y monitorizar diferentes cargas capacitivas como controles para servomotores. www.murrelektronik.es

Premium Class: Sinumerik 840Dsl para máquinas de alta precisión y alta exigencia  La familia Sinumerik 840Dsl, de Siemens, ofrece un completo abanico de funciones para cubrir cualquier tipo de máquina-herramienta. Este control universal puede utilizarse para máquinas convencionales (fresadoras, tornos, rectificadoras, taladradoras, mecanizado por láser, punzonadoras, remachadoras, etc.) así como para máquinas que tengan que realizar diferentes tecnologías de mecanizado, también conocidas como máquinas multitasking, como puedan ser centros de fresado-torno o centros de torno-fresado. Con el nuevo software de manejo y operación Sinumerik Operate se consigue integrar la tecnología de torno en una fresadora o la de fresado en un torno, soportado en todo momento por un entorno gráfico animado y muy amigable que permite al operario tener control de la programación en todo momento. Además, este software posibilita la programación dialogada en tecnología de fresado (shopmill), torneado (shopturn) y programación en alto nivel (program-guide).

Otra ventaja del nuevo Sinumerik Operate es su

capacidad de gestión de herramientas para cualquier tecnología, incluyendo las nuevas herramientas multi-tools. La simulación gráfica en 3D permite ver el mecanizado en tiempo real, incluyendo el mecanizado en plano inclinado en el caso de tecnología de fresado y el mecanizado en dos canales en caso de tecnología de torno.

Como punto innovador a resaltar en Sinumerik Operate es que dispone de interfaz de usuario para evaluación de consumos energéticos en la máquina y gestión eficiente de la energía con la funcionalidad Ctrl-Energy. www.siemens.es

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Sistemas de control y visualización  Larraioz presenta las nuevas versiones de su sistema de control y visualización MIPC (Modular Industrial PC). El nuevo MIPC incorpora ahora una visualización con pantalla Multitáctil de 7”. Dos opciones de sistema operativo: Linux RT o W7 embedded permiten su uso como sistema de control y visualización o como ordenador. La pantalla multitáctil posibilita la detección de hasta 10 pulsaciones simultáneas, soportando asimismo los comandos Gesture ya populares en dispositivos móviles.

Como complemento al sistema de control MIPC, Larraioz ofrece ahora capacidad de interconexión local. La nueva tarjeta LEIADM-01 ofrece 16 entradas digitales, 16 salidas digitales, 3 entradas analógicas y 3 salidas analógicas. Su especial manejo por medio de un hardware dedicado permite utilizar sus I/O digitales como rápidas (evaluación de encoder en µSegundos, PWM, etc.) y sus I/O analógicas para realizar comparadores de reacción ultra-rápida. Todo ello sin cargar a la CPU con exigentes algoritmos.

Esta nueva tarjeta I/O es de configuración modular y se puede instalar en toda la línea de MIPC existentes.

www.larraioz.com

EtherCAT Box: módulos de acero inoxidable con protección IP 69K para su uso directo en máquina

 Los nuevos módulos EtherCAT Box EQxxxx de Beckhoff con carcasa de acero inoxidable V2A cumplen con el tipo de protección IP 69K. De este modo, están concebidos para su uso directamente en la máquina en ámbitos de utilización en los que rijan elevados estándares higiénicos como, por ejemplo, en la industria alimentaria, química o farmacéutica. Una amplia gama de componentes digitales y analógicos satisface los requisitos típicos de I/O. Con el alto rendimiento de EtherCAT es posible registrar, evaluar y controlar directamente en la máquina incluso procesos y señales en áreas delicadas en lo que a higiene respecta. Se cumple con todos los requisitos del Hygienic Design: la carcasa, incluyendo todas las uniones roscadas, está hecha por

completo de acero inoxidable. Las uniones roscadas están montadas a ras sin contornos inconvenientes.

Los módulos se montan mediante una escuadra de fijación guardando cierta distancia de la máquina y/o a la instalación. De esta forma se evita que queden huecos y ranuras no deseados en los que se pueda depositar suciedad, permitiendo a su vez una limpieza segura.

Gracias a la impermeabilidad de la carcasa, correspondiente al tipo de protección IP 69K, estos módulos de acero inoxidable garantizan la resistencia a la corrosión y la impermeabilidad frente a la humedad, y se pueden limpiar con aparatos de limpieza de alta presión. La serie EtherCAT Box EQxxxx está cualificada para el rango de temperaturas ampliado de -25…+60 °C (temperatura de almacenamiento -40…+85 °C), con lo que puede emplearse en zonas con condiciones climáticas extremas.

La interfaz EtherCAT integrada permite conectar los módulos directamente a una red EtherCAT sin necesidad de utilizar un Coupler Box adicional. Así se mantiene el elevado rendimiento de EtherCAT en cada uno de los módulos. Cada módulo es un dispositivo EtherCAT al 100% y un esclavo EtherCAT independiente que puede conectarse directamente a cualquier otro aparato EtherCAT mediante un cable Ethernet con 100BASE-TX. www.beckhoff.es

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MachineStruxure y funciones de seguridad

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 Schnneider Electric presenta en la BIEMH la solución para el fabricante de maquinaria MachineStruxure, haciendo un especial enfoque en sus sus funciones certificadas de seguridad Preventa para la seguridad en máquinas. La compañía expone en el stand de la Asociación de Fabricantes de Material Eléctrico, de la cual es miembro, su solución, haciendo especial hincapié en a las Funciones Certificadas de Seguridad Preventa.

Como es sabido, MachineStruxure es la aplicación de EcoStruxure diseñada específicamente para los fabricantes de maquinaria. Esta plataforma responde a la creciente necesidad de crear máquinas más eficientes, productivas y fiables con un coste menor. Gracias a la amplia gama de productos y soluciones que se encuentran bajo este paraguas, Schneider Electric facilita a los fabricantes de maquinaria un diseño integrado, eficiente energéticamente y rentable.

Las Funciones Certificadas de Seguridad Preventa incluidas en MachineStruxure son soluciones que cubren aproximadamente el 80% de las arquitecturas de seguridad más utilizadas habitualmente por los fabricantes de maquinaria.

Estas soluciones pueden ser tomadas como base para poder trabajar sobre ellas y obtener la aplicación específica de cada fabricante. Mediante las Funciones Certificadas, se obtiene una reducción en el tiempo de diseño, y en los costes, ya que no es necesaria la intervención de un organismo externo para la verificación de la arquitectura de seguridad implementada. www-schneiderelectric.es

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Fast Hot Connect: un cambio de herramienta más rápido incrementa la productividad  Hot Connect es una propiedad EtherCAT para topologías cambiantes mediante acoplamiento o desacoplamiento directo durante el funcionamiento de la instalación. Con el nuevo acoplador EtherCAT EK1101-0080 y la derivación EtherCAT EK1122-0080 con Fast Hot Connect, de Beckhoff, se reduce el tiempo de conexión a menos de 1 segundo, incrementándose así la productividad. Esta tecnología se emplea, por ejemplo, durante el cambio rápido de herramienta en robots, de manera que se disminuye el tiempo de ciclo y aumenta el volumen de producción.

Las piezas de la instalación se acoplan y desacoplan con Hot Connect mediante Plug and Play a través de EtherCAT. Con la tecnología Fast Hot Connect se reduce el tiempo de integración a menos de 1 segundo. Esto permite, por ejemplo, realizar un cambio de herramienta extremadamente rápido en máquinas de procesamiento de metales. El tiempo necesario para realizar el cambio de herramienta es directamente proporcional al tiempo de ciclo; una reducción del tiempo de cambio de herramienta disminuye en consecuencia también el tiempo de ciclo, con lo que aumenta el volumen de producción.

La suite de automatización TwinCAT es compatible, del lado maestro, con el funcionamiento Fast Hot Connect.

El sistema de terminales EtherCAT es un sistema de I/O modular, compuesto por terminales electrónicos de serie. La compatibilidad con las características tecnológicas de EtherCAT es óptima gracias a que el protocolo EtherCAT se mantiene completamente hasta los terminales individuales. Hay terminales EtherCAT disponibles para todos los tipos de señales analógicas y digitales existentes en el mundo de la automatización. Los sistemas de bus subordinados se integran mediante terminales maestro/esclavo descentralizados.

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Mayo 2012 / n.º 440

Eficiencia energética y uso racional de energía

El primer paso se ha dado, ¿qué sigue ahora?

Se abre un nuevo panorama en la consecución de la eficiencia energética y el uso racional de energía que estará ligado a nuevas herramientas, nuevas tecnologías y, sobre todo, a nuevos paradigmas que están naciendo dentro del sector energético actual.

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n Fuente: APC by Schneider.

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stá claro que en los últimos años la conciencia frente al mejor uso de la energía, unido por supuesto al problema de la seguridad de suministro y sobre todo al impacto ambiental provocado por la utilización indiscriminada de recursos fósiles para mover nuestra sociedad, ha hecho que diversos sectores de opinión, académicos y, en general, la sociedad en su conjunto, hayan empezado a comprender que la eficiencia energética y el uso racional de la energía es quizás la única respuesta veraz y factible en la búsqueda de la viabilidad de nuestra sociedad.

Sin embargo, los pasos para llegar

a un futuro energético digno siguen siendo muy lentos; en este momento necesitamos grandes esfuerzos que permitan –de una forma rápida pero certera– iniciar modificaciones tecnológicas y culturales que lleven a una eficiencia energética y un uso racional de la energía acorde a las necesidades actuales y futuras, llegando a disminuir los impactos ambientales y, por qué no, a remediar los males que nuestra sociedad viene provocando en el ambiente desde hace ya varios siglos.

La armonía entre la sostenibilidad y el bienestar puede necesitar grandes esfuerzos de todo tipo, pero hemos dado el primer paso.

Ahora debemos identificar nuevas actividades que permitan viabilizar los futuros puntos sobre los que debemos hacer actuaciones y de esta forma llegar, en un horizonte de unos pocos años, a los niveles de eficiencia y sostenibilidad que todos deseamos para nuestro futuro y el de los nuestros.

A continuación se describen de forma muy general diversos puntos de actuación que podemos empezar a desarrollar en la búsqueda de un mundo sostenible, algunos de los cuales se tratan en detalle en la feria Genera 2012.

Eficiencia energética en viviendas y construcción sostenible El tema de las viviendas y edificación sostenible y eficiente pasa por mejorar el uso de la energía disponible, orientando las actuaciones a una demanda energética responsable, así como por alcanzar edificios con balance energético cero o casi cero. Sin embargo existen puntos importantes en los cuales hay que trabajar.

La integración de la generación energética renovable es un punto muy importante. Los compromisos nacionales e internacionales establecidos en convenios como el de Kioto han impulsado de forma importante el uso de las energías renovables en diversos países. Sin embargo, la integración de baja potencia a pequeña escala en zonas aisladas (o no) sigue siendo una actividad parcialmente resuelta. Existen problemas relacionados tanto con aspectos técnicos como operativos que deben resolverse en el horizonte próximo. La gestión de la energía generada, así como el comportamiento de la demanda, requiere escenarios completamente diferentes en los que la gestión de todos los actores conectados a las redes de transporte y distribución van a necesitar un alto nivel de comunicaciones y automatización que aún hay que resolver.

En cuanto a los aspectos constructivos, la certificación de las edificaciones (por ahora establecida en España para nuevas construcciones) ha permitido que el lenguaje de

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eficiencia energética en este sector sea algo común. Envolventes, pisos, espacios, ventanas, etc. con prestaciones para hacer más eficientes los edificios en su totalidad son empleados para que su certificación cumpla con los requisitos establecidos. Pero esto es apenas el primer paso en la búsqueda de mejorar la eficiencia energética en edificios y construcciones: se requiere que los materiales con las que están construidas las edificaciones sean inteligentes y tengan comportamientos diferentes dependiendo del clima o la irradiación solar presente. Se deben generar nuevos modelos de climatización de viviendas y de forma general buscar la mejor relación de esta con el entorno.

Por su parte, la domótica ha desarrollado soluciones importantes para mejorar el confort y, en general, para hacer que los espacios se acomoden mejor al uso para el cual fueron diseñados. Esta práctica hay que unirla a los esfuerzos que se están realizando, por ejemplo, para hacer que la iluminación sea más eficiente. El objetivo es lograr no solamente que los electrodomésticos cumplan su nivel de certificación, sino que estos se adecuen a los ritmos de consumo y a diferentes aspectos relacionados con el comportamiento de la energía. Ejemplo de esto es el seguimiento de los costes de la energía para identificar los momentos adecuados de conexión o desconexión de las cargas.

Por otra parte, el control y automatización de la iluminación natural para su mejor utilización (lightday), tener distribución en corriente continua y hacer envolventes inteligentes son aspectos en los cuales hay que trabajar e innovar. Igualmente, también debe priorizarse el avance de la poligeneración y el uso de hidrógeno.

Eficiencia en la industria y el sector productivo Hasta ahora, las auditorias energéticas, los planes de eficiencia energética y en general las formas en que las áreas administrativas y técnicas desarrollaban sus programas de eficiencia energética respondían solo a

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iniciativas no estandarizadas sobre las cuales se tenían resultados exitosos o no de acuerdo a la experiencia y capacidad de los que actuaban en ellos. Esta forma de desarrollar los proyectos de eficiencia energética en la industria se ha modificado gracias a los estándares internaciones que se han desarrollado en los últimos años. La norma ISO 50001 para la creación de sistemas de gestión energética y la UNE 216501 de auditorías energéticas se convertirán en herramientas imprescindibles para el nuevo desarrollo de proyectos de eficiencia energética en cualquier sector, pero más en la industria, donde se convertirán en un sello de la calidad en los productos que se desarrollen.

La aplicación de tecnologías eficientes constituye un aspecto crítico. No se va a desarrollar un nuevo equipo o proceso sin tener en cuenta sus efectos en los consumos energéticos de la industria, y por tanto, en la sostenibilidad de la misma. El ciclo de vida del producto integrará la necesidad de prescindir de herramientas que impacten la sostenibilidad del planeta. Por otra parte, la utilización de la electrónica de potencia, así como del control y la automatización, permitirán tener equipos con nuevas prestaciones y mucho más eficientes. Ejemplos de esto pueden ser los nuevos sistemas de comunicación inalámbrica, que permiten viabilizar procesos industriales tecnológicamente complejos, o la utilización de convertidores de frecuencia para realizar variaciones de velocidad en motores con requerimientos normales o especiales.

Por último, la electrónica a medida con nuevos diseños de componentes y con materiales más eficientes, son elementos que permitirán un desarrollo industrial de acuerdo a los requerimientos de la era en que nos movemos.

Movilidad eficiente El paradigma de movilidad actual se verá claramente modificado con la llegada de forma masiva del coche eléctrico y toda la plataforma asociada a su desarrollo. El efecto del coche eléctrico en la infraestructura

eléctrica se traducirá en la aplicación de tecnologías asociadas a las micro-redes en cualquier punto de la red eléctrica. El coche eléctrico no solo cambiará el aspecto tecnológico del sistema de distribución actual, sino que también requerirá de nuevos esquemas de gestión de la energía (Vehicle to Grid-V2G) y, por supuesto, nuevos esquemas de negocio. Todo ello requerirá de nuevas normativas y regulación, aspecto sobre el que se están dando los primeros pasos.

Por otro lado, el modelo actual de movilidad dentro de las ciudades debe ser replanteado; teniendo en cuenta que hoy en día la tasa de ocupación del transporte privado particular en un vehículo está alrededor de 1,3 personas, es necesaria la aplicación de sistemas de transporte masivos, estilo bus rapid transit (BRT), tren ligero o metro, de calidad, que obliguen a migrar a los pasajeros de sus vehículos privados subutilizados hacia el transporte público. De esta forma se logrará remplazar la utilización de decenas de vehículos particulares por un solo vehículo, con todos los beneficios que esto significa.

Conseguir que un usuario de transporte privado particular sea consciente del necesario equilibrio entre la utilización de su vehículo y el consumo energético mínimo para lograr sus objetivos es una labor ardua. Para ello es necesario poner en marcha medidas que favorezcan a los usuarios que aplican medidas eficientes por encima de los usuarios que no las aplican. En este sentido, una posible herramienta es la implementación de carriles de alta ocupación en autopistas.

Esta medida consiste en utilizar

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tecnologías que permitan medir la ocupación dentro de los vehículos que transitan por un determinado carril de una autopista y así evitar la circulación de vehículos con menos de 2 pasajeros o aplicar un cobro por la utilización de dicho carril (a vehículos con un solo pasajero). En muchas ocasiones se ha demostrado que el flujo total de pasajeros por el carril de alta ocupación se incrementa con respecto a los demás carriles gracias a que existen menos vehículos circulando (mayor velocidad de circulación) y, además, una tasa de ocupación más alta, lo que logra una relación entre consumo energético por pasajero mucho menor.

Otra medida posible es la tarificación por congestión. Es aplicada principalmente en zonas de baja densidad viaria y alta atracción de pasajeros, lo que sucede principalmente en las zonas céntricas de las ciudades, donde se tienen vías estrechas en un entorno con gran cantidad de oficinas y comercio; son ambientes donde por lo general se puede acceder fácilmente sin coche desde puntos limítrofes. De esta forma, se aplica un cobro a todo aquel que decida ingresar a dichas zonas con la intención de disminuir la congestión que se genera allí. Así, las personas utilizan una proporción más alta de su viaje en modos a pie o bicicleta, los cuales son energéticamente mucho más eficientes que el uso del vehículo privado particular.

Por otro lado, la utilización de los sistemas de información ha ayudado a que los viajes se distribuyan de forma más homogénea por la red, a optimizar rutas desde puntos de vista de distancias, tiempos o costes y a reducir los tiempos de búsqueda de estacionamiento o abastecimiento de combustibles. A medida que se mejore la información que fluye por los sistemas accesibles al usuario del transporte (GPS, Internet, etc…), será más eficiente la utilización de la red viaria, gracias a que la información relativa a la disponibilidad de plazas de estacionamiento,

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congestión por vías principales y secundarias y problemas de cierres u obstrucción de vías le llegará en el momento adecuado al usuario, pudiendo optimizar su viaje ayudando a que su consumo energético disminuya.

En la actualidad, todas las medidas que se toman respecto a incrementar la eficiencia energética de la movilidad dentro o alrededor de las ciudades son aplicadas desde la Administración, que desea el bienestar de la sociedad asumiendo el menor impacto y riesgo posible. Sin embargo, en algunas ocasiones existen medidas necesarias que no son tan claras y necesitan de decisiones firmes y en ocasiones polémicas.

Para ello es necesario eliminar las paradojas, como la que se presenta a continuación.

En Seúl, Corea del Sur, la Universidad Hongik, después de varios años de estudios y de constatar que existían ciertas anomalías del comportamiento de la movilidad en una de las principales autopistas de la ciudad (la Cheonggye Expressway), se dio cuenta de que allí se presentaba un claro ejemplo de la paradoja de Braess, la cual en forma simple puede entenderse como: la apertura de la nueva autopista alargará el viaje para todos los conductores, y que, por lo tanto, la solución más factible era eliminar la autopista.

Además de mejorar la movilidad, ello permitiría recuperar un río que pasaba por debajo de la estructura y así restaurar un espacio urbano que la ciudad había perdido a manos del tráfico vehicular. Al final, y después de mejorar su sistema de transporte público para ayudar a

los usuarios a adaptarse a la eliminación de la autopista, el resultado obtenido fue la migración de centenares de usuarios hacia medios de transporte como la bicicleta, a pie o transporte público colectivo y una mejora en todo el territorio colindante con el eje del río, donde se obtuvieron disminuciones en las temperaturas del suelo de hasta 3.6°C y el viento incremento su velocidad hasta en un 50%. Además se redujo la circulación vehicular en la zona de 160.000 vehículos diarios a menos de 60.000.

Empresas de servicios energéticos Otro aspecto transversal dentro de este horizonte de nuevos elementos para el desarrollo de la gestión de la energía es la creación de las denominadas empresas de servicios energéticos, que deben convertirse en el nuevo agente primordial dentro del sector energético. Deberán, por lo tanto, verificar la contratación y el uso eficiente de la energía de la mejor forma posible. Por lo tanto, tendrán que redefinir esquemas de negocio y la inclusión de otros servicios dentro de su actividad.

Reflexión final El desarrollo de la eficiencia energética está en plena efervescencia, pero son necesarias nuevas herramientas e instrumentos para que esto no sea solamente una moda pasajera, sino que en general sea un instrumento permanente para la sostenibilidad de nuestro planeta.

Existen diversas necesidades dentro de los sectores que hemos analizado. Las principales pasan por requerimientos tecnológicos que van a cambiar completamente la forma con la que hemos entendido y desarrollado el sistema energético actual: demanda activa, distribución en DC, movilidad eficiente y sostenible, son solo ejemplos de esto.

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En colaboración con Micropower, suministradora en España de las microturbinas Capstone

Automatización de una planta de generación eléctrica con dos microturbinas de biogás La empresa SIDE ha desarrollado un proyecto para automatizar las distintas unidades de una planta de generación eléctrica por combustión de biogás a unos costes asumibles. El sistema de automatización diseñado está centralizado en el PLC V570 de Unitronics, dispositivo que lleva integrada una pantalla táctil muy fácil de configurar que constituye el cuadro de control de la planta.

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n nuestra sociedad, la enery contenidos altos de ácido sulfhíde maquinaria sopladora PET. Por gía es uno de los pilares de drico. En el caso que nos ocupa, su parte, Micropower Europe es la nuestro sistema de activiel biogás proviene de un vertedero firma representante de Capstone dad, y la forma más típica de energía de residuos orgánicos situado en Turbine Corporation para España es la electricidad. Esta rodea nuesGalicia. El biogás obtenido de estos Portugal. Capstone es el líder muntra vida cotidiana y continuamente residuos almacenados se quema dial en la fabricación de microturusamos multitud de servicios que en las microturbinas para obtener binas de gas para la generación de la consumen, como por ejemplo electricidad. El proceso utilizado energía. Ha suministrado más de la iluminación, los ordenadores o para su obtención es el denominado 6.500 unidades en todo el mundo, en forma de frío para conservar con más de 25 millones de horas de metanogénesis, en el que se produce los alimentos. Pero los recursos de metano y dióxido de carbono. Los funcionamiento documentadas. energía primaria son escasos, por lo residuos están almacenados debajo que la tecnología se enfrenta día a Descripción de la planta de una cubierta impermeable que día a nuevos retos para desarrollar La fuente de energía primaria de no deja escapar el biogás, que es otras fuentes de energía primaria la planta es el biogás. El biogás recogido a través de unos pozos. no utilizadas hasta el momento. La se caracteriza porque puede ser Pero esta fuente de energía priempresa SIDE ha participado de obtenido de multitud de procesos, maria no puede entrar de cualquier este reto automatizando un conpero tiene un bajo poder calorífico forma a las microturbinas. Para que junto de equipos de la el proceso sea seguro y ópfirma Micropower para la timo, las condiciones a las combustión de biogás en que debe estar el biogás microturbinas. deben ser controladas por SIDE es una empresa una unidad de tratamienfundada en 1975 que se to (UTB). Esta unidad dedica al desarrollo e inrealiza un pre-proceso en geniería de automatismos el que cambian las condieléctricos, siendo una de ciones termodinámicas las primeras firmas nade temperatura y presión cionales en diseñar y del biogás que entra a comercializar su propio la microturbina. Si, por PLC. En la actualidad, las variables que se mola empresa consta de 3 nitorizan, es necesario divisiones: automatizaevacuar parte del biogás, ción industrial, electróse abre una electroválvula nica-comercialización de controlada que lo desvía productos y fabricación parcial o completamente n Vista la pantalla del PLC observando la microturbina 1.

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El router eWON

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n Esquema de funcionamiento del router eWON y la conexión con el servidor Talk2M.

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l eWON es un router industrial que ofrece todo tipo de soluciones de conectividad para el sector industrial: teleservicio y conectividad remota a través de VPN. La gran ventaja del router eWON es que es capaz de establecer comunicaciones a nivel tanto local como remoto con los PLC de manera fácil y segura. Este router incorpora desde pasarelas Ethernet a RS-232/422/485 y viceversa, hasta las más complejas soluciones de conectividad a Internet+LAN utilizando todo tipo de redes PSTN, RDSI, GPRS, UMTS, HSDPA, HSUPA y ADSL entre otras. eWON incorpora en sus modelos todo un conjunto de soluciones orientadas al control de procesos gracias a que tiene integrados los protocolos nativos de autómatas industriales. De esta manera, a parte del teleservicio, se puede monitorizar variables, gestionar alarmas, hacer notificaciones por SMS o email, hacer histórico de datos, visualización scada, etc. Además, está dotado de una memoria EPROM para capturar los datos que sean de interés. Así, por ejemplo, es posible recibir un email a las 9 de la mañana con el consumo de distintas unidades. Una de las grandes bondades del eWON es que ofrece la posibilidad de establecer conexiones VPN de forma sencilla y segura.

Siguiendo la filosofía del Cloud Computing, se creó el servidor Talk2M para facilitar este tipo de conexiones. El router eWON establece una conexión de salida con el Talk2M a través de VPN encriptando los datos y el usuario se conecta al servidor Talk2M a través de su programa para poder consultar la información que necesite. Con el router eWON se puede tener acceso a todos los equipos que tengan Ethernet en la planta de destino, así como consultar la información que interese de forma sencilla y segura.

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a una antorcha que quema el gas en la atmósfera. Esto es así porque el biogás es muy tóxico y no puede liberarse a la atmósfera.

Una vez el biogás reúne las condiciones de operación, ya puede entrar a la microturbina. Las microturbinas transforman la energía química del biogás en un proceso de combustión en el que se obtiene energía mecánica y, acoplando un alternador al eje de la microturbina, se obtiene energía eléctrica. El ciclo térmico de Brayton que posibilita esta conversión está ampliamente utilizado en turbinas de aviones o grandes plantas generadoras de electricidad, donde la potencia obtenida es muy elevada. La firma Micropower ofrece ahora este proceso reduciendo sus dimensiones para que sean aplicables a pequeños generadores y favoreciendo la generación distribuida. Además, estas mismas microturbinas también pueden utilizar combustibles convencionales para centrales de cogeneración o equipos de emergencia. La cogeneración permite una alta eficiencia energética en casos donde se precisa tanto energía eléctrica como térmica. Típicamente son casos como hoteles, hospitales, edificios y otros. Las microturbinas como equipos de emergencia son útiles para el suministro de electricidad en centros aislados de la red eléctrica o en casos donde si falla la red no se puede detener el suministro eléctrico. Las microturbinas Capstone pueden trabajar en modo dual; pueden estar acopladas a la red y en caso de fallo de esta se detienen y arrancan en modo aislado de forma autónoma. En cuanto a la composición del biogás, las microturbinas Capstone pueden trabajar con contenidos de metano desde el 35% y con un máximo de 70.000 ppm de H2S. Esta planta está diseñada como una planta híbrida capaz de recuperar el calor de los gases de escape y, por lo tanto, es una planta de cogeneración. De esta manera, la planta se enmarca en el Régimen Especial de Electricidad porque se maximiza la eficiencia con el sistema de cogeneración y se utiliza un

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El PLC de Unitronics

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l PLC con HMI permite una magnífica integración del equipo con la solución de automatización, mejora la experiencia del usuario al desarrollar la aplicación sobre una sola plataforma y, además, dispone de asistentes para facilitar las tareas. Unitronics dispone de una gama con equipos pequeños de dos líneas de texto hasta equipos gráficos táctiles de 12.1” de color. Esta amplia gama permite soluciones modulables.

n Cuadro eléctrico del sistema.

combustible renovable. La clasificación de la planta es en el subgrupo a.1.3. (b.7.1) según el RD 661/2007.

El calor recuperado en forma de agua caliente se envía al evaporador de una planta de tratamiento de lixiviados que se producen en el propio vertedero. Con 2 microturbinas de 65 kW eléctricos se recuperan hasta 210 kW térmicos en agua a 95ºC. Como últimos detalles de las microturbinas, destacar la posibilidad de modular la carga con el uso de varias unidades y el hecho de que el rendimiento eléctrico no se vea afectado por el poder calorífico inferior (PCI) del biogás.

Las innovaciones que presentan las microturbinas frente a las turbinas convencionales son tanto mecánicas, por su simplicidad, como eléctricas, ya que incorporan electrónica de potencia. Las turbinas convencionales constan de un compresor de varias etapas, de una cámara de combustión y varias etapas de turbina. El movimiento rotatorio de las turbinas de generación convencionales oscila entre las 15.000 y las 20.000 rpm. Para poder realizar el acoplamiento a un generador, se usa un reductor mecánico que ajusta la velocidad a 1.500 rpm.

Por el contrario, las microturbinas son bastante diferentes en este sentido. El compresor y la turbina

son de una única etapa sobre una única pieza móvil que forma parte del alternador. Las velocidades de rotación de este eje pueden llegar hasta las 96.000 rpm y la adaptación de la frecuencia generada a la frecuencia de la red se realiza a través de la electrónica de potencia. De manera que la electricidad generada se convierte a continua y posteriormente se convierte de nuevo en alterna mediante un inversor.

De este modo, la frecuencia de la microturbina es independiente de la frecuencia de la red. Para conectarse a la red no es necesario ningún elemento intermedio, pues se sincroniza directamente al conectarla a un cuadro de baja tensión.

Sistema escogido para la automatización del proceso El sistema de automatización diseñado está centralizado en el PLC V570 de Unitronics. Este dispositivo lleva integrada una pantalla táctil que es muy fácil de configurar y constituye el cuadro de control de la planta. El objetivo del PLC es consultar las diferentes unidades que actúan coordinadamente para asegurar el buen funcionamiento de las microturbinas y así garantizar la seguridad del proceso. El PLC consulta los equipos de la planta y, según unos condicionantes, realiza

unas determinadas secuencias. Las unidades monitorizadas son las microturbinas, la antorcha, la UTB, el analizador de biogás, el analizador de redes, el contador de biogás y el calorímetro.

El PLC se comunica con los diferentes agentes a través de distintas redes. Para el analizador de redes, el contador de biogás y el calorímetro se utiliza una red Modbus RTU en RS485. Las microturbinas llevan integrada una placa electrónica propia y se conectan con el PLC vía Modbus-RTU en RS-485 a través del conversor Moxa. Para la comunicación entre el PLC y el analizador de biogás se utiliza un puerto Modbus RTU vía RS232, y para la comunicación entre el PLC y la UTB se utiliza el bus Unican; un bus CAN propio de Unitronics, ya que la UTB lleva incorporado un PLC de esta marca. La comunicación con la antorcha se realiza mediante conexiones digitales de entrada y salida directas entre la antorcha y el PLC. Para el acceso remoto entre el PLC y los ordenadores que supervisan la planta se utiliza un sistema basado en una wifi interna. Todas estas conexiones se realizan punto a punto. Actualmente, el proyecto se encuentra en fase de puesta en marcha por parte de Micropower.

En caso de ser necesarias modifi-

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caciones en el programa del PLC, estas se realizan a través de un router eWON (ver recuadro), que permite conectarse remotamente de forma sencilla a través de Internet, y de forma segura gracias al establecimiento de conexiones VPN mediante el servidor gratuito Talk2M. En cuanto a la automatización de las distintas maniobras que se programan entre las unidades cabe destacar la red Modbus que une el analizador de redes, el contador de biogás y el calorímetro. El analizador de redes, que es de cuatro cuadrantes, analiza únicamente el consumo de las dos microturbinas actuales, aunque el proyecto está dimensionado para poder instalar 2 microturbinas más. Los datos recogidos se muestran en la pantalla del PLC para que el operario pueda comprobar que todo funciona correctamente y, a la vez, el analizador de redes guarda los datos en una memoria SD para poder extraer los datos almacenados. La función principal de la conexión entre el PLC y el contador de biogás es consultar la temperatura, el caudal y el volumen consumido de biogás. Además, si se superaran unos valores límite de temperatura, la planta entraría en parada de emergencia. Los datos consultados del calorímetro hacen referencia al intercambiador de la microturbina y son el caudal de gas, la energía intercambiada y las temperaturas de entrada y salida de los gases.

En cuanto a las características termodinámicas del biogás, el PLC consulta los datos que obtiene el analizador de biogás. Esta conexión se realiza a través de Modbus RTU via RS232 y si en algún momento se perdiera la comunicación, la planta iniciaría una parada controlada. En cuanto a la seguridad de la planta, existe un índice de riesgo para los parámetros analizados del biogás que no se pueden superar. Superar estos índices de riesgo significaría iniciar una parada controlada de la planta. El proceso previo que realiza la UTB se consulta a través del Unican comentado anteriormente.

El biogás obtenido se caracteriza por

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n Esquema de la planta de generación eléctrica.

su contenido de metano y de dióxido de carbono, pero las condiciones termodinámicas del biogás no son adecuadas para las microturbinas.

El biogás obtenido tiene una humedad relativa del 80%, la presión es muy baja y los contenidos de componentes orgánicos volátiles (COV) son demasiado altos y podrían ocasionar daños a la microturbina.

Para asegurar que el biogás entra en condiciones adecuadas es necesario colocar la UTB. Las funciones de la UTB son el secado del biogás por su alto porcentaje de agua en la obtención, la compresión para aumentar su presión de entrada a la microturbina y el filtrado para eliminar los COV. El PLC consulta los datos de temperatura y presión del biogás a la entrada y la salida de la UTB y así nos aseguramos que el biogás entrará correctamente. Por lo que hace referencia a los COV, los más importantes son los siloxanos, que son muy perjudiciales para cualquier máquina térmica porque dejan precipitados de silicio. La UTB es un elemento autónomo y la misión del PLC es determinar cuándo se pone en marcha o, por el contrario, si se debe detener según las condiciones establecidas. Uno de los detalles más característicos de la UTB es que hay unos márgenes de tiempo entre la parada y la siguiente puesta en marcha.

Y finalmente, el PLC consulta a las microturbinas. Las microturbinas son elementos autónomos que llevan una placa electrónica propia

que, vía un convertidor Moxa, se conectan al Modbus RTU RS485.

Conclusiones Con este proyecto, la empresa SIDE ha logrado automatizar un proceso en el que la seguridad y el buen funcionamiento de la planta deben estar garantizados. Por otra parte, la participación del biogás en los sistemas de generación distribuida y régimen especial gana terreno día a día. Uno de los motivos es que las microturbinas ofrecen rendimientos del 26% en potencias de 30 kW y a partir de potencias de 200 kW ofrecen un rendimiento del 33%. De esta manera, se aprovecha una energía hasta ahora no utilizable. Además, las microturbinas Capstone han demostrado un buen funcionamiento y su diseño modular posibilita ampliaciones de la planta para poder desarrollar el proyecto por etapas, evitando así grandes inversiones o retornos de la inversión más lejanos. Por otro lado, estas microturbinas permiten que posibles productores de biogás de pequeña escala puedan beneficiarse del aprovechamiento energético de sus recursos. De aquí la importancia de este proyecto desarrollado por SIDE de automatizar las distintas unidades de la planta de generación eléctrica por combustión de biogás a unos costes asumibles.

Pol Olivella, Toni Sudrià, Roberto Villafáfila CITCEA-UPC

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Programación del microprocesador mediante Matlab/Simulink

Emulador de paneles fotovoltaicos para el ensayo de onduladores Se ha desarrollado una plataforma que tiene por objetivo ensayar los onduladores solares, comprobando su funcionamiento y su rendimiento, pudiendo emular cualquier punto de funcionamiento de una curva V-I de un panel fotovoltaico. Este emulador fotovoltaico se implementa a partir de una fuente conmutada que es controlada por un microprocesador programado mediante Matlab/Simulink.

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n el futuro, las fuentes de energía renovables deberán tener un papel muy importante, entre ellas, la energía solar fotovoltaica. En este marco, es necesario mejorar la eficiencia de los equipos que conforman este nuevo sistema desde la generación hasta el consumo. En este sentido, se ha implementado un emulador fotovoltaico que permite el ensayo de los onduladores que se instalan en un sistema fotovoltaico, pudiendo comprobar el cumplimiento de las especificaciones dadas por su fabricante.

En el mercado se pueden encontrar dos tipos de emuladores fotovoltaicos: los emuladores de luz solar y las fuentes de potencia programables. Los emuladores de luz solar tienen su principal inconveniente en la necesidad de disponer de paneles fotovoltaicos reales y el bajo rendimiento global del sistema; como gran ventaja, pueden recrear el comportamiento real de estos. En cambio, con las fuentes de potencia programables no se depende de las condiciones climatológicas, pues se pueden modificar mediante el software, a pesar de que el comportamiento no es el real de un panel fotovoltaico pues se caracteriza a partir de un modelo matemático.

En este proyecto se propone un convertidor de potencia de hasta 10 kVA usando un puente trifásico

de diodos seguido de un convertidor CC/CC en semipuente con tecnología de IGBT, conectando a su salida un filtro LCL. Las tareas de control se llevan a cabo mediante una plataforma donde el elemento principal es un DSP que es programado desde Matlab/Simulink.

Con la implementación de este emulador fotovoltaico se buscan dos objetivos: por una parte, desarrollar una plataforma que emule el comportamiento de un panel fotovoltaico para el ensayo de onduladores; y, por otra parte, desarrollar una aplicación donde se lleve a cabo la programación del microprocesador en un entorno Matlab/Simulink.

Respecto a la parte hardware, los requisitos a cumplir son los siguientes: • Emular una curva V-I de un panel fotovoltaico.

• Bajo ratio espacio/kW generados.

• Independencia de condiciones climatológicas.

• Bajo ratio coste/kW generados.

• Buena respuesta dinámica.

De esta forma, las especificaciones del emulador implementado son: • Trabajar como fuente de corriente programable: – Emulando cualquier punto de una curva V-I en caso estático (donde las condiciones medioambientales permanecen constantes si no son variadas por el propio usuario).

– Emulando cualquier punto de una curva V-I en caso dinámico (las condiciones medioambientales, previamente definidas, varían en el tiempo).

– Además, se establecen ensayos estándares que se encuentran en el Estándar Europeo EN 50530 para el ensayo de inversores fotovoltaicos y determinación de su rendimiento global.

• Desarrollo de una HMI: – Descargar todo tipo de curvas a partir de modelos teóricos o desde diferentes tipos de archivos (.txt,.dat).

Convertidor CC-CC con tipología de semipuente

Rectificador de diodos Bus de continua

Filtro LCL

L1

L2

Red eléctrica

+

~

C -

D

n Puente trifásico de diodos seguido de un convertidor CC/CC más un filtro LCL.

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– Representación gráfica de la curva V-I que está emulando.

– Obtener datos del emulador en tiempo real.

Para satisfacer los requisitos anteriormente presentados, la alternativa propuesta es la que se muestra en la figura de la página anterior.

El sistema de potencia está formado por un rectificador no controlado seguido de un bus de continua al que se conecta en paralelo un convertidor CC/CC en semipuente que es controlado mediante un ciclo de trabajo D. Para que los niveles de rizado de corriente y de tensión se ajusten a las necesidades de la aplicación se coloca a la salida del convertidor CC/CC un filtro LCL. A la salida de este filtro se conecta el ondulador al cual se desea realizar el ensayo.

Respecto a la parte software se propone llevar a cabo la programación del microprocesador mediante Matlab/Simulink. De esta forma, se simplifica el trabajo del programador pues no se requiere de un conocimiento de lenguaje de programación a bajo nivel. Además, permite que algoritmos de control que previamente han sido simulados, se ejecuten de forma directa en una planta real.

Así, se ha utilizado la herramienta Simulink para simular el algoritmo de control de la planta y, posteriormente, se ha ejecutado en la plataforma real. Asimismo, se utiliza Matlab para crear una GUI (Interfaz gráfica de usuario) que permita descargar curvas V-I en tiempo real, cambiando las condiciones de trabajo del emulador, y observar el efecto producido.

Programar con Matlab/Simulink Una de las tareas más arduas de una aplicación es la programación del microprocesador que supervisa y ejecuta las tareas de control del convertidor. En este caso, el microprocesador utilizado es el TMS320F2808 de la familia C2000 de Texas Intruments.

En este proyecto, se plantea la posibilidad de implementar el código haciendo uso del programa Matlab/ Simulink. Con la ayuda de Texas

Automática e Instrumentación

n Algoritmo de control para el funcionamiento como emulador fotovoltaico.

Instruments se tienen librerías implementadas donde una serie de bloques permiten realizar, de una forma muy sencilla, un programa descargable y ejecutable en el DSP. Además, algoritmos de control que previamente se han simulado con Simulink se pueden ejecutar en la realidad sin realizar ningún tipo de modificación.

Asimismo, se pueden crear canales de comunicación entre el DSP y el PC a través del protocolo JTAG, de forma que mientras se ejecuta el programa se puede ver el valor de las variables en el ordenador o cambiar dicho valor. Para ello se utilizan los canales RTDX (Real Time Data eXchange) disponibles en el DSP. Por el contrario, cabe comentar que el código C generado a partir de los bloques Simulink no resulta óptimo desde el punto de vista de ejecución del microprocesador. Este aspecto se debe tener en cuenta en situaciones donde se requiera de la ejecución de código a una elevada frecuencia.

Algoritmo de control Para que la plataforma actúe como emulador fotovoltaico se llevan a cabo una serie de pasos previos, ajustando mediante controladores PI el tiempo de respuesta de la planta.

Tal y como se puede ver en la figura superior, se dispone de un algoritmo de control en cascada donde se controlan todas las variables de estado de la planta. De esta

forma se consigue reducir el tiempo de respuesta global de la planta diseñando de una forma correcta los controladores PI de cada lazo. A la hora de ajustar los PI, entre otras consideraciones, se debe tener en cuenta que lazos de control internos sean más rápidos que los lazos de control externo.

Primeramente, se cierra el lazo de control de corriente de la primera bobina. Para este caso la planta es de primer orden y, de una forma sencilla y haciendo uso de un método analítico, se pueden ajustar las constantes kp y ki del controlador para que el tiempo de respuesta sea de 1 ms.

De forma secuencial, se cierran los lazos de control de la tensión en bornes del condensador del filtro LCL y de la corriente que circula por la segunda bobina de dicho filtro. De esta forma, se tiene un control en corriente a la salida del equipo. Para que la planta actúe como emulador fotovoltaico se debe dar como consigna de corriente la que le corresponde en una curva V-I cualquiera al leer la tensión en bornes de la carga, tal y como se muestra en la citada figura.

Resultados experimentales Los resultados experimentales obtenidos en el prototipo construido son muy parecidos a los resultados obtenidos en la simulación. Para comprobar el tiempo de respuesta de los lazos de control de corriente y de tensión se conecta como carga

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Resultados de la simulación

T

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anto en las simulaciones como en las pruebas experimentales que se han realizado, se presentan los resultados obtenidos en cuanto al cierre de los lazos de control y el funcionamiento como emulador fotovoltaico conectando como carga un inversor solar.

Para llevar a cabo la simulación se hace uso de la herramienta Simulink del programa Matlab. Dentro de las diferentes librerías disponibles en Simulink se hace énfasis en la de SimPowerSystem, que permite simular dispositivos eléctricos y electrónicos. El control de la planta, en este caso, las señales de disparo de los IGBT que controlan el convertidor CC/CC, se realiza en tiempo discreto, tal y como lo hará el microprocesador, mientras que la planta se simula en tiempo continuo.

Además, se debe tener en cuenta que el microprocesador realiza los cálculos de forma óptima en coma fija, y para ello se utilizan bloques que permiten trabajar en formato IQ. En la figura inferior izquierda se presenta el modelo Simulink implementado para simular la planta. Observar que con la librería SimPowerSystem se modela toda la parte de potencia (bus de continua, convertidor CC/CC y filtro LCL), además de disponer dispositivos de medida de tensión y corriente. El algoritmo de control se ejecuta dentro del bloque “DSP control” a 20 kHz, la misma frecuencia de conmutación de los interruptores.

En primer lugar, se cierra el lazo de control de la corriente por la primera bobina. Aplicando una consigna escalón de 3,5 A se obtiene un tiempo de respuesta de 1 ms y un 23% de sobrepico, aceptable para esta aplicación, tal y como se muestra en la figura superior.

A continuación, se cierra en cascada el lazo de tensión del condensador de forma que la salida del controlador de este lazo da la consigna del lazo de corriente de la primera bobina. Igual que en el caso anterior se aplica una consigna escalón de 200 V, obteniendo una respuesta de 4 ms y sin sobrepico tal y como se puede ver en la figura inferior derecha.

Finalmente, se cierra el lazo de corriente por la segunda bobina, de forma que la salida del controlador

n Modelo Simulink utilizado para simular la planta.

n Respuesta temporal de la tensión en el condensador.

una resistencia. En cambio, para corroborar el correcto funcionamiento del emulador fotovoltaico se dispone de un ondulador fotovoltaico comercial. Este equipo es de la marca SMA, modelo Sunny Boy 2000 HF, de potencia nominal 2 kW. Tal y como se ha explicado anteriormente el uso de Matlab/Simulink permite rápidamente programar el DSP, de forma que los algoritmos simulados previamente se pueden descargar y ejecutar directamente en el microprocesador.

n Respuesta temporal de la corriente por la primera bobina.

Así, el primer paso a realizar es conectar al emulador fotovoltaico una resistencia y cerrar el lazo de corriente por la primera bobina. Al aplicar un cambio de consigna de 2,5 A se tiene un tiempo de respuesta de 1,5 ms y con un sobrepico del 20%, tal y como se muestra en el gráfico superior de la página 66. En todos los gráficos la curva verde se corresponde con la señal consigna y la curva amarilla con la lectura analógica de la señal real obtenida a partir del DSP.

A continuación, se cierra el lazo de control de tensión en el condensador. Tal y como se hace en el caso previo, se aplica un cambio de consigna escalón de 200 V, obteniendo un tiempo de respuesta de 5,5 ms y no presenta sobrepico, como muestra otro de los gráficos de la página 66.

En este caso, además de ver la evolución de la tensión del condensador se muestra la corriente real que circula por la primera bobina (curva lila). Es importante ver que

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Automática e Instrumentación

n Respuesta temporal de la corriente por la segunda bobina.

de este lazo da la consigna del lazo de tensión. Con este método se tiene controlada la respuesta dinámica de toda la planta, consiguiendo un tiempo de respuesta correcto para la aplicación. En este caso, para un cambio de escalón de 3,5 A se obtiene un tiempo de establecimiento de 8 ms y apenas presenta sobrepico, tal y como se muestra en la figura superior izquierda.

En estos momentos la planta simplemente funciona como una fuente de corriente que tiene una respuesta dinámica concreta. Para que actúe como emulador fotovoltaico la consigna de corriente debe provenir de una curva V-I fotovoltaica, habiendo leído previamente la tensión en bornes de la carga, es decir, a la salida del filtro LCL. Para llevar a cabo esta simulación se hace uso del Estándar Europeo EN 50530, donde se define un modelo teórico de un generador fotovoltaico a partir de parámetros eléctricos, tecnológicos y medioambientales, que permiten encontrar una relación entre la tensión y la corriente del generador. Una vez definidas las características eléctricas del panel fotovoltaico a emular, la evolución de la curva V-I de un panel fotovoltaico depende de la irradiación. Para ello, se dispone de una curva de irradiación cualquiera en la ciudad de Barcelona.

A la hora de ajustar el tiempo de respuesta de los lazos de control se dispone como carga una resistencia. En cambio, para simular el funcionamiento del emulador

el pico de corriente es muy elevado (14 A, aproximadamente) debido a la elevada dinámica del lazo de tensión del condensador.

Ahora, se cierra el lazo de control de corriente por la segunda bobina.

En este caso, aplicando un escalón de 0 A a 2,5 A el tiempo de respuesta es de 9 ms y sin sobrepico, tal y como se muestra en el último gráfico.

Analizando el gráfico se puede ver cómo la dinámica de la corriente por la primera bobina es muy distinta al caso cuando se cierra el lazo de

n Variabilidad de la irradiación simulada en el modelo.

n Evolución temporal de la corriente y la tensión a la salida del emulador.

fotovoltaico se coloca un ondulador a la salida del equipo, el cual es modelado como una fuente de corriente con un cierto retraso y con un algoritmo de control de MPPT de Perturbación y Observación modificado.

En las dos figuras superiores se muestra la variación temporal de la irradiación introducida durante una simulación que dura 30 s, pudiendo observar cómo la tensión y la corriente a la salida del equipo varían en busca del punto de máxima potencia.

Es importante notar que tanto la tensión como la corriente a la salida del emulador presentan un rizado debido al algoritmo del MPPT, provocando que el sistema oscile en torno al punto de máxima potencia.

tensión. Ahora, como se tiene un control externo de corriente, el pico de corriente por la primera bobina es mucho menor.

Finalmente, para la ejecución de la planta como emulador fotovoltaico se ha desarrollado una HMI con el software Matlab. Específicamente, la herramienta utilizada ha sido Matlab guides (GUI), que permite implementar interfaces de usuario de la misma forma que se hace en otros lenguajes tales como Visual Basic.

En la figura inferior de la página 66 se refleja un ejemplo de los diferentes ensayos que se pueden realizar en el emulador fotovoltaico.

En este caso, se muestra la definición de sombreados parciales en un generador fotovoltaico formado por dos ramas de 3 paneles conectados en serie. Los parámetros eléctricos de los paneles fotovoltaicos son comunes y se indican en la HMI. En cambio, para cada panel se puede definir una irradiación distinta pudiendo recrear el fenómeno de

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n Respuesta temporal de la corriente por la primera bobina en la plataforma real.

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n Respuesta temporal de la tensión en el condensador de la plataforma real.

máximos relativos en la – Evolución temporal curva V-P del generador de la irradiación definida fotovoltaico resultante. A por el usuario donde la partir de estos parámecurva V-I se define según tros y haciendo uso del el Estándar Europeo EN modelo teórico de panel 50530. fotovoltaico definido en – Evolución de la irrael Estándar Europeo EN diación según el Están50530 y la asociación sedar Europeo EN 50530 rie – paralelo de paneles (10%-50% de G estándar , fotovoltaicos se obtiene la 30%-100% de Gestándar, 2%curva V-I del generador 10% de Gestándar) donde la fotovoltaico resultante. curva V-I se define en este El objetivo de esta interEstándar. n Respuesta temporal de la corriente por la segunda bobina en faz es que se descarguen Una vez el usuario ha la plataforma real. curvas V-I de forma peelegido el tipo de ensayo riódica en el DSP, pero que desea ejecutar sobre que el control de las curvas se lleve el emulador fotovoltaico, debe de– Recreación de sombreados para cabo en el PC. Para ello, se crean finir los parámetros eléctricos y ciales de un conjunto de paneles canales RTDX mediante el prototecnológicos del panel fotovoltaico fotovoltaicos obteniendo una curva colo JTAG, que permiten la transque se desea emular (como ejemV-I resultante, pudiendo simular ferencia de datos del PC al DSP y plo, ver figura inferior en página máximos de potencia relativos. viceversa. anterior). En el caso de que las • Ensayos dinámicos: Con el uso de esta HMI el usuario puede ejecutar diferentes tipos de ensayos en el emulador fotovoltaico. Además, se pueden ejecutar otros tipos de ensayos estáticos y dinámicos donde se pueden definir condiciones medioambientales no predefinidas.

Así, a continuación, se indican los diferentes ensayos que se pueden ejecutar con el uso de esta HMI, incluyendo aquellos que se encuentran predefinidos en el Estándar Europeo: • Ensayos estáticos: – Introducción de la curva V-I según el modelo teórico incluido en el Estándar Europeo EN 50530. n Imagen de la HMI donde se configuran sombreados parciales en un generador fotovol– Introducción de la curva V-I taico formado por 2 ramas en paralelo de 3 paneles fotovoltaicos en serie. Los parámetros eléctricos y climatológicos se indican en la HMI. mediante una tabla de puntos.

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condiciones climatológicas también deban ser definidas por el usuario, estas también se especificaran antes de ejecutar el ensayo.

Finalmente, se pasa a una interfaz donde el usuario debe transferir el programa al microprocesador, y una vez se haya descargado y guardado en él se ejecuta. Además, dispone de ventanas donde se puede ver la evolución en tiempo real del punto de funcionamiento del emulador y del estado de la planta, advirtiendo de posibles anomalías en el sistema.

A modo de ejemplo se muestra el funcionamiento del emulador fotovoltaico con unos parámetros eléctricos característicos (c-Si, Isc_ std=5 A, Voc_std=300 V y T=25ºC), cuando se aplica el ensayo dinámico de la norma del 30% al 100% de la irradiación en condiciones estándar teniendo conectado como carga el inversor solar.

En primer lugar, en este ensayo hay un tiempo de espera de 300 s para que el sistema se ponga en marcha, durante el cual el emulador se queda trabajando en el punto de circuito abierto hasta que el ondulador solar comienza a trabajar. A partir de ese momento, el punto de funcionamiento evoluciona hasta que se alcanza la potencia máxima extraíble del emulador fotovoltaico según la curva V-I que está emulando.

En la figura superior, se puede ver el transitorio de tensión y corriente que sigue el ondulador solar hasta que alcanza el punto de máxima potencia. Cuando llega a este punto el ondulador cambia la tensión de salida del emulador oscilando la potencia de salida del equipo entorno al punto de máxima potencia.

A partir de los 300 s, la irradiación varía según se indica en la normativa tal y como se puede ver en la figura inferior. De esta forma, el ondulador adapta su punto de funcionamiento para que siempre se extraiga la máxima potencia. Al variar la irradiación, el punto de

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n Evolución temporal de la tensión, la corriente y la potencia a la salida del emulador cuando se pone en marcha la instalación.

n Evolución de la tensión, la corriente y la potencia a la salida del emulador una vez se alcanza el régimen estacionario.

n Evolución temporal de la irradiación al aplicar el ensayo dinámico del 30% al 100%, y del punto de funcionamiento real y teórico del emulador fotovoltaico.

máxima potencia cambia de forma más significativa en su nivel de corriente mientras que la tensión prácticamente no varía. En la siguiente figura, se compara el punto de funcionamiento teórico (curva azul) y el punto de funcionamiento real (curva verde). Los datos reales

Agradecemos a SMA la cesión del ondulador modelo Sunny Boy 2000 HF para poder realizar las pruebas del emulador. Los resultados obtenidos permiten demostrar que el equipo es capaz de emular paneles fotovoltaicos bajo condiciones climatológicas variables pudiendo determinar la eficiencia global del inversor.

se leen en el PC a través del microprocesador que a su vez realiza la lectura mediante sondas de efecto Hall colocadas en el circuito de potencia y son transmitidas del DSP al PC mediante los canales de comunicación RTDX. Carlos Miguel, Daniel Montesinos, Gabriel Gross, Daniel Heredero, Guillermo Martín CITCEA-UPC

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Proyecto SORIA

Gestión de energía en edificios y emuladores: una combinación perfecta Los edificios del futuro incorporarán nuevos sistemas que les permitirán funcionar como pequeñas redes inteligentes dentro de la red de distribución. El desarrollo de un gestor integral que regule y organice el funcionamiento de estos edificios es uno de los principales objetivos de la investigación actual.

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s ampliamente conocido que en los últimos años, la Comisión Europea ha dedicado grandes esfuerzos en impulsar medidas relacionadas con el cambio climático y la energía, estableciendo importantes objetivos para dirigir a Europa hacia un futuro sostenible en el año 2020.

Sus principales objetivos se centran en reducir tanto las emisiones de efecto invernadero como el consumo energético en un 20 %, además de que la generación de energía se lleve a cabo mediante un 20% de fuentes de origen renovable.

En términos de consumo energético a niveles europeos, aproximadamente un 40 % de la energía se utiliza en edificios, concretamente en iluminación y climatización, una proporción muy a tener en cuenta.

En este sentido, varios estudios demuestran que este consumo podría reducirse sin necesidad de rebajar el confort ni la seguridad de las instalaciones, por lo que resulta lógico impulsar el desarrollo de estrategias que permitan hacer de estos estudios una realidad.

Durante el diseño, construcción y aprovechamiento de un edificio se debe cambiar el concepto clásico de verlo únicamente como un consumidor pasivo, por uno más moderno

que incorpore elementos de generación y acumulación de energía, así como una coordinación global de los distintos sistemas que faciliten una gestión inteligente, para facilitar un uso eficaz y eficiente de la energía.

En España ya se están dando pasos en esta línea con el Real Decreto 1699/2011, que regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia, y que en su disposición adicional segunda especifica una futura regulación del suministro de la energía eléctrica producida en el interior de la red de un consumidor para su propio consumo, todavía pendiente de aprobación.

Para llevar a cabo esta idea, es necesario que entidades públicas y privadas, y la Administración a todos los niveles, se impliquen y colaboren en la evolución hacia el nuevo

escenario energético en que nos encontramos a través de impulsar la investigación, el desarrollo y la innovación, además de explicar y difundir estos conceptos a la sociedad.

Una gestión sostenible de los recursos técnicos y económicos que se requieren proporciona un beneficio global. En esta línea, las Administraciones locales impulsan iniciativas en busca de este objetivo, tanto desde una visión integral en las ciudades inteligentes (smart cities) como también a nivel concreto de edificios. En este último caso se encuentra el proyecto SORIA (+×–), del programa nacional de cooperación públicoprivada INNPACTO, donde participan las empresas sorianas EMEÁ Ingeniería e ITS Duero y los centros de investigación CEDER-Ciemat y CITCEA-UPC, y que cuenta con la colaboración del ayuntamiento de la ciudad de Soria.

Mediante este proyecto se pretende desarrollar una aplicación informática que permita la gestión integral de la energía en edificios públicos, utilizando metodologías innovadoras capaces de gestionar el funcionamiento del edificio de una manera eficiente. Dicha herramienta basa su funcionamiento en una plataforma multiagente, que es una

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estructura de inteligencia artificial distribuida que permite organizar y controlar el funcionamiento de sistemas complejos como el de un edificio. A partir de la interacción con el edificio mediante los sensores instalados, los agentes interpretan los datos adquiridos y toman decisiones que se transforman en órdenes que deben ejecutar los actuadores emplazados en el edificio.

Cada agente desarrolla una funcionalidad específica dentro del sistema para proporcionar una respuesta coordinada de todo el conjunto de consumos, generación y almacenamiento del edificio. Los datos característicos de la instalación y su funcionamiento se almacenan en la base de datos para posteriormente posibilitar a cada agente convertirlos en información útil y proporcionar la respuesta adecuada. Además, esta estrategia permite seguir la evolución del sistema, pues aprende y se adapta dinámicamente al comportamiento de los consumos y de la generación que pudiera existir.

Esta estructura de inteligencia artificial distribuida actúa como plataforma para el desarrollo de los algoritmos que se encarguen de gestionar los diferentes sistemas que componen el edificio, en función de la información almacenada en la base de datos, el estado actual del sistema y una previsión de lo que ocurrirá en el futuro, de manera que se optimicen los recursos del edificio reduciendo el consumo en la medida de lo posible y aumentando la eficiencia global del conjunto. Así, este proyecto propone como principal innovación un sistema de gestión que tome decisiones en tiempo real y pueda actuar de forma autónoma.

Además, se pretende que también permita sugerir mejoras en relación con el funcionamiento del sistema y proponer la instalación de nuevos elementos, tanto consumos como generación o de almacenamiento, en caso de que resulte rentable en términos de ahorro energético.

Plataforma de emulación Paralelamente al desarrollo de la herramienta de gestión, se plantea la creación de una plataforma de

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n Diagrama conceptual de los elementos de la emulación conjunta de generación, almacenamiento y consumos.

emulación. Un emulador se define como un dispositivo de electrónica de potencia que a nivel eléctrico se comporta de la misma manera que el sistema real que se desea representar sin necesidad de disponer de los elementos reales. Por ejemplo, se puede emular la carga de vehículos eléctricos sin necesidad de disponer de un vehículo de este tipo o emular la generación fotovoltaica sin necesidad de instalar paneles fotovoltaicos y conociendo únicamente la irradiancia y la temperatura. Así, la plataforma emuladora resulta muy útil durante el desarrollo del proyecto y durante su fase de implantación, a fin de validar el comportamiento de la plataforma multiagente y acelerar su aprendizaje.

Su aprovechamiento es también útil para el desarrollo de la base de datos y de los algoritmos de gestión del sistema, pues resulta un excelente escenario de pruebas para la depuración de errores. Por ejemplo, la plataforma de emulación puede servir para comprobar si se realiza

correctamente la comunicación entre los diferentes dispositivos, la monitorización del sistema o el procesado de las lecturas dentro de la base de datos, sin necesidad de aplicar el software a un sistema real, con todas las ventajas que esto supone, en términos de viabilidad, disponibilidad, precio, seguridad, etc. La flexibilidad que proporciona la plataforma emuladora radica en que los diferentes elementos emuladores se pueden configurar de acuerdo a las funcionalidades deseadas, ya sea un sistema de generación (fotovoltaico, eólico, grupo electrógeno, etc.), un sistema de almacenamiento o cualquier carga, como pueden ser los vehículos eléctricos. Asimismo, la plataforma permite incorporar fácilmente sistemas reales como paneles fotovoltaicos, aerogeneradores, baterías, si están disponibles.

Una característica muy a tener en cuenta es que la plataforma de emulación permite funcionar emulando los sistemas de forma rápida, per-

n Emulación específica de un vehículo eléctrico.

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n Emulación específica de baterías.

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mitiendo evaluar el desempeño del sistema de gestión y la depuración de posibles fallos, sin necesidad de esperar a una lenta evolución real del sistema. A modo de ejemplo, si el edificio constara de un sistema de baterías, éste podría necesitar varias horas para cargarse o descargarse. En cambio, mediante el uso de la emulación, el sistema puede recopilar varias horas en unos pocos minutos, reproduciendo ciclos de carga y descarga rápidamente.

Asimismo, una vez se implante la herramienta en un edificio real, la plataforma de emulación también será de utilidad para comprobar la viabilidad de algunas de las suge-

rencias que el programa proponga durante su funcionamiento. De esta manera, se podría comprobar si las recomendaciones de inversiones son adecuadas sin necesidad de realizar ningún tipo de inversión en equipamientos, así como también verificar que el gestor funciona correctamente con la inclusión del nuevo equipo. Por ejemplo, si el sistema sugiere la instalación de unos paneles fotovoltaicos, la plataforma de emulación puede desarrollar su función permitiendo evaluar la generación que podría proporcionar el sistema fotovoltaico y el ahorro energético que aportan, como también el comportamiento

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del sistema de gestión inteligente.

Por todo esto, los emuladores resultan una gran herramienta de apoyo para el desarrollo de herramientas de gestión energética y para evaluar su funcionamiento, aportando su flexibilidad y versatilidad para la realización de infinidad de pruebas y ensayos.

Por último, resaltar que en este proyecto se realizarán experiencias piloto que permitan evaluar en uno o varios edificios municipales el uso de los desarrollos realizados y comprobar su utilidad, y se espera poder informar de los avances conseguidos en un corto plazo de tiempo.

Eduardo Prieto, Roberto Villafáfila, Antoni Sudrià CITCEA-UPC www.citcea.upc.edu

Agradecimientos Los autores agradecen la financiación otorgada por el subprograma INNPACTO del Ministerio de Ciencia e Innovación de España para el proyecto SORIA(+×–), IPT-2011-1892-920000.

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INFORME

Mayo 2012 / n.º 440

Suministro eléctrico sin interrupciones Un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) asegura la continuidad del suministro de energía eléctrica a las cargas más críticas.

También puede utilizarse para proteger los aparatos que alimenta de las perturbaciones que se transmiten por las líneas: sobretensiones, desequilibrios, armónicos y otros defectos.

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ntiguamente, los huecos y las interrupciones breves del suministro eléctrico eran más habituales que ahora, pero apenas merecían atención. Cuando se recuperaba la tensión, n Fuente: APC by Schneider. el operario a cargo de un torno, una fresadora, etc., con solo dar un vistazo para que vamos a referirnos a aquellos comprobar si todo estaba en orden aparatos que pueden causar más ya podía accionar el interruptor de problemas si falla la fuente primaria puesta en marcha y seguir con su trade energía. Un grupo electrógeno bajo. Pero la situación ha cambiado, normal es capaz de mantener en porque cuanto más sofisticados son funcionamiento toda una instalación los procesos industriales, más produrante horas, pero no remplazará blemas puede causar una alteración a un SAI porque necesita algún no prevista, pues cada operación tiempo para arrancar. A veces se suele depender de que otra anterior utilizan sistemas de alimentación se haya completado en unas condiininterrumpida con un alternador ciones muy determinadas. En este que se mantiene girando constanteaspecto, los ordenadores son unos mente, para responder de inmediato. aparatos especialmente delicados: Pero su uso es muy poco habitual; basta que un fallo momentáneo lo normal es que cuando hay una altere la secuencia normal de un interrupción dejen de alimentarse programa para que funcione todo mal las cargas menos críticas, de modo y sea necesario reiniciarlo. Y cuanque si no se restablece el suminisdo la alimentación se interrumpe, tro y no se cuenta con una fuente pierden la información que estaba alternativa, tampoco será posible almacenada en aquel momento en seguir con lo que se estaba haciensu memoria RAM volátil. Si no se do como si nada hubiese pasado. toman precauciones, un defecto que Cuando solo se necesita salvar los apenas dura unos instantes puede datos que se deben conservar, poner provocar el caos o arruinar muchas en marcha un generador diesel o horas de trabajo. realizar cualquier otra acción rápida Un SAI o Sistema de Alimentación que evite males mayores, puede ser Ininterrumpida (en inglés UPS, suficiente con una autonomía del Uninterruptible Power Supply) es orden de segundos o minutos. Esta un dispositivo que se coloca entre se consigue fácilmente con la energía el suministro de corriente alterna almacenada en una batería o en un y las cargas críticas, nombre con el volante de inercia.

Actualmente, cualquier dispositivo electrónico puede incluir microprocesadores, para su control o simplemente para presentar la información. Y ya que un SAI se utiliza habitualmente para alimentar equipos informáticos, es normal que también incluya uno o más conectores Ethernet, USB, etc., a través de los cuales puede comunicarse con ellos. De este modo, cuando el corte de energía se prolonga más de lo que permite su autonomía, el sistema ordena automáticamente a los equipos que terminen las tareas en curso, realicen las copias de seguridad y se apaguen de una manera controlada.

Baterías y cargadores Las baterías, o acumuladores eléctricos, almacenan energía mediante un proceso electroquímico en el que uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y otro se reduce (gana electrones), para después devolver esta energía invirtiendo el proceso.

En la práctica, las cosas son un poco más complicadas, porque ni se recupera toda la energía ni es posible realizar cargas y descargas indefinidamente. Las baterías más comunes en esta aplicación utilizan electrodos cuyo componente principal es el plomo y como electrolito, una solución de acido sulfúrico, materiales cuya toxicidad debe tenerse en cuenta para no abandonarlos en cualquier sitio cuando se acaba su vida útil.

Una vida que, en funcionamiento

INFORME

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normal, está limitada a unos cuantos años. Como la reacción se produce con una diferencia de potencial bastante pequeña, unos 2 V, hay que conectar varios elementos en serie para obtener tensiones más elevadas.

Lo más habitual es encontrar varios elementos agrupados en un solo bloque, al que solemos llamar propiamente batería, típicamente para 6 V o 12 V, que a su vez se unen para formar conjuntos de 24 V, 36 V, etc. y se alojan en el interior del propio SAI o se conectan externamente.

Aparte de la tensión, otra característica esencial de un elemento o de una batería es su capacidad; esta se expresa en amperios-hora (Ah), pero varía según las condiciones de utilización; básicamente depende de la intensidad, la tensión al final de la descarga y la temperatura.

Cualquier batería recargable necesita un cargador adecuado para mantenerla siempre a punto, no basta con conectarla a cualquier rectificador. Para las de plomo-ácido, la carga completa debe detenerse al llegar a unos 2,4 V por elemento, porque un exceso de carga provoca el desprendimiento de oxígeno e hidrógeno, algo que puede ser bastante peligroso y hace aconsejable evitar estas baterías en lugares demasiado cerrados. Cuando comienza la descarga, la tensión comienza a descender, primero de una forma suave (si la intensidad es moderada) y después más rápidamente, siendo conveniente interrumpir la descarga cuando la tensión desciende a menos de 1,6 V porque aparece un proceso llamado sulfatación que provoca una disminución de la capacidad.

Algunas baterías están abiertas en su parte superior, protegidas por unos tapones con un respiradero; esto facilita la adición de agua y la comprobación del electrolito, pero tiene el inconveniente de que el agua se evapora más y el ácido puede derramarse fácilmente. Lo habitual es utilizar otras formas constructivas en las que el electrolito no puede escapar con tanta facilidad. También hay baterías de otros materiales, aunque son algo menos comunes en esta aplicación, por ejemplo las de níquel-cadmio (NiCd), que su-

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Interrupciones y huecos de tensión

L

a principal misión de un sistema de alimentación ininterrumpida es defender las cargas sensibles de los huecos y las interrupciones breves de tensión. Un hueco de tensión es una disminución momentánea del suministro eléctrico, y si desaparece casi por completo se habla de una interrupción. Las variaciones de tensión menores del 10% no son importantes porque ningún aparato correctamente diseñado debería fallar, aunque pueden producirse algunos problemas menos graves si las variaciones son repetitivas, en particular el parpadeo (flicker) del alumbrado. Estos defectos pueden tener un origen remoto o ser consecuencia de algo que ha fallado en la instalación. Entre las causas externas la más habitual es el cortocircuito de una línea aérea de alta tensión, que puede estar iniciado por un rayo, un objeto que cae sobre los cables, etc. Aunque este primer defecto suele desaparecer de inmediato, una vez que se ha iniciado un arco eléctrico normalmente se mantiene hasta que se desconecta la línea. Para conseguir la máxima continuidad posible del suministro se utilizan protecciones selectivas con reenganche automático, que aíslan rápidamente el defecto y vuelven a conectar. Si todo va bien los consumidores que se alimentan exclusivamente de la línea que tenía el problema habrán sufrido una interrupción durante unas décimas de segundo, mientras que el resto de los afectados tan solo experimenta una interrupción mucho más breve o un hueco. La maniobra automática puede repetirse más de una vez, cuando no hay suerte el tramo defectuoso queda fuera de servicio hasta que interviene el personal de mantenimiento.

En las instalaciones de los consumidores se producen muchos más cortocircuitos que en las líneas de transporte y distribución públicas, pero los perjudicados en cada ocasión son menos. Lejos de la generación la intensidad está muy limitada por la impedancia de las líneas y los transformadores. En baja tensión estos problemas no suelen ir más allá de la instalación del propio causante o un reducido número de pequeños consumidores que comparten el mismo transformador de distribución. Los huecos también pueden aparecer por una sobrecarga momentánea. Los conductores de una instalación eléctrica se deben dimensionar con la sección necesaria para que no se produzca una caída de tensión excesiva en situaciones normales, pero algunos dispositivos tienen un consumo mucho mayor del normal cuando se conectan. Al ponerse en marcha un motor eléctrico, por ejemplo, la intensidad de arranque puede superar varias veces su valor nominal durante algunos segundos. Una situación similar o peor, aunque de menor duración, puede aparecer al conectar transformadores, fuentes de alimentación con filtro por condensador, etc. ministran 1,2 V por elemento.

Sea cual sea la batería química, no conviene que la carga sea demasiado rápida ni la descarga tampoco.

Cuando se necesita disponer de un gran pico de potencia se utilizan muchas baterías o se recurre a un sistema dinámico. Existe una solución mixta en la que no hay partes móviles, exceptuando un volante de inercia. Se trata de una masa perfectamente equilibrada que se mantiene girando rápidamente, casi

sin rozamientos, y que puede liberar toda su energía cinética en un corto espacio de tiempo.

Ondulador A no ser que las cargas críticas puedan alimentarse directamente con la corriente continua de las baterías, otro elemento clave de los sistemas estáticos y mixtos es el ondulador o inversor. Ambos nombres significan exactamente lo mismo, es el dispositivo que convierte la corriente

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continua en alterna.

Una forma de obtener corriente alterna es recurrir a la estructura push-pull, como en los amplificadores de audio. Consiste en un transformador con toma media y dos interruptores electrónicos que alimentan alternativamente sus dos extremos. Estos interruptores pueden ser transistores con un diodo en paralelo, el cual se utiliza tanto 74

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para evitar la aparición de una tensión inversa como para permitir el retorno de energía. También pueden utilizarse tiristores, si están provistos de algún sistema de bloqueo. Las ventajas de utilizar transformador es que sirve para aislar galvánicamente el circuito de continua y permite elevar la tensión en caso necesario, por lo que esta solución es muy habitual con potencias moderadas cuando se

Empresas suministradoras de sistemas de alimentación ininterrumpida de alta potencia en España AEG Power Solutions www.aegps.es AMV Electrónica, S.L. www.amvelectronica.com APC by Schneider Electric www.apc.com Chloride-Cener www.chloridepower.com Comercial Key www.comercialkey.com Cymasa Grupos Electrógenos www.cymasa.es Dakel Informática, S.A. www.dakel.com Eaton Power Solutions, SAS www.eaton.com Emerson Network Power www.emersonnetworkpower.com Endata www.endata.es Grup Tecsolar www.gruptecsolar.es Gutmo Electrónica Industrial www.gutmo.com Mabis SIS, SLU www.mabis.org Murrelektronik www.murrelektronik.es Newave España www.newaveups.es Piller Ibérica www.piller.com Powerbox Spain, S.A. www.powerbox.info Premium, S.A. www.premium.es Provalcom www.provalcom.net PT Electronics www.ptelectronics.es Rittal www.rittal.es Salicru www.salicru.com Socomec/Socomec Aron www.socomec-aron.com Sumelcom www.sumelcom.com Suministradora del Vallés www.suministradora.com Unitek Power, S.L. ww.unitek-power.com Wago/Dicomat www.dicomat.com

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parte de una tensión modesta. En otra variante, los dos interruptores están en serie salvo por la carga, que por un extremo está conectada entre ellos y por el otro extremo está unida a un divisor capacitivo o a una batería con toma media. De este modo se puede prescindir del transformador de salida, pero exige trabajar con una tensión mucho mayor en el circuito de continua.

La salida que se obtiene sin filtrar es, en principio, una onda cuadrada.

Combinando dos de estos circuitos y actuando sobre el retardo entre ellos, esta onda se puede recortar.

En el puente monofásico se utilizan dos ramas compuestas de dos pares de interruptores en serie; obsérvese que si conducen los de los extremos la carga recibe una polaridad o la contraria, pero cuando conducen los dos que están situados en la parte superior o los dos de la inferior se anula la tensión de salida; de este modo se obtienen tres niveles de tensión y no dos.

Aunque lo que se ha indicado anteriormente está orientado a la obtención de corriente alterna monofásica, puede extrapolarse fácilmente a la obtención de trifásica.

Por ejemplo, se pueden combinar tres onduladores monofásicos, o utilizar un puente trifásico con tres pares de interruptores.

Onda sinusoidal La empresa suministradora de energía eléctrica proporciona corriente alterna con una forma de onda muy determinada, que llamamos sinusoidal y se corresponde con la función seno. Cuando una tensión

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(o una intensidad) alterna no es perfectamente sinusoidal, se dice que está distorsionada. El análisis de Fourier indica que una magnitud periódica de frecuencia f, si cumple ciertas condiciones, se comporta como la suma de una componente continua, una componente fundamental sinusoidal de la misma frecuencia y una serie de armónicos sinusoidales cuyas frecuencias son los múltiplos h·f. El número entero h se llama orden. Se puede obtener una valoración global de la deformación de una onda alterna a través de la tasa de distorsión armónica total (THD: Total Harmonic Distortion), que indica la proporción de las componentes armónicas respecto a la fundamental. La suma puede incluir infinitos términos o estar limitada por razones prácticas hasta una cifra determinada, por ejemplo H = 40. Suele expresarse en tanto por ciento: H

THD (% ) = 100 ⋅

∑U h=2

2 h

U1

Una onda cuadrada simétrica no es sinusoidal, pero no tiene componente continua ni armónicos de orden par. Los armónicos impares disminuyen en la misma proporción que el número de orden, de manera que la amplitud del tercer armónico es una tercera parte de la fundamental, la del quinto es la quinta parte y así sucesivamente; de aquí se deduce una distorsión algo mayor del 48 %. La tensión que entrega un ondulador en su salida se puede modificar recortando una parte de cada semiciclo, lo que permite compensar la descarga de la batería o reducir el contenido en armónicos.

Hay muchas cargas que funcionan perfectamente con una onda cuadrada, pero también las hay para las que esta distorsión es excesiva. En la norma CEI 61000-2-2 se fija el por-

centaje tolerable de cada armónico y una THD máxima del 8 % para la distribución de energía eléctrica en baja tensión. Una forma de conseguir este resultado es utilizando etapas lineales trabajando en clase B o AB, como se hace en los amplificadores de audio tradicionales. El problema es que el rendimiento es muy bajo, por lo que esta solución solo es aceptable con potencias pequeñas.

Otra opción es sumar varias ondas cuadradas para aproximarse a la forma sinusoidal. Lo más común es utilizar la modulación por ancho de impulso (PWM) para evitar los armónicos de frecuencias bajas, y un filtro compuesto de bobinas y condensadores para atenuar las más elevadas.

Interruptores y by-pass Aunque parezcan componentes menores, los interruptores cumplen varias misiones importantes en un SAI, entre ellas la de conectar y desconectar las cargas al ondulador, a la red o a un posible suministro de energía alternativo. Pueden ser electromecánicos, electrónicos o mixtos, y actuar en respuesta a una orden manual o de forma automática cuando se cumple una condición determinada. Los dispositivos basados en contactos móviles suelen ser

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más seguros en cuanto al aislamiento en circuito abierto, por eso se prefieren como seccionadores, cuando hay que evitar el riesgo de choque eléctrico al manipular los conductores. Por su parte, los interruptores electrónicos tienen una respuesta más rápida y no presentan problemas de desgaste, ni de rebote de contactos. De todos modos, si se trata de una pareja de tiristores en antiparalelo trabajando en conmutación natural, solo se bloquean cuando la intensidad se anula espontáneamente. Un SAI debe estar diseñado o protegido de la manera adecuada para que no se produzca un retorno de tensión en la entrada.

Un interruptor de by-pass es el que ofrece un camino en derivación, que permite aislar un SAI o alguna de sus partes y seguir alimentando la carga. Puede ser manual, en cuyo caso se utilizará en las operaciones de mantenimiento, durante una revisión o cuando se produzca una avería. También puede activarse de forma automática en caso de fallo o cuando aparecen puntas de corriente que el ondulador no es capaz de dar.

A tener en cuenta Al seleccionar e instalar un SAI hay algunas cosas que conviene conocer para hacerlo correctamente. Por ejemplo, los requisitos que deben cumplir la alimentación de la entrada y las características nominales de la salida: tensiones, intensidades, potencias, etc. Una carga lineal se caracteriza porque si es alimentada por una tensión sinusoidal, la intensidad también es sinusoidal, pero cuando se trata de una fuente de alimentación con filtro por condensador, un regulador por control de fase, etc. ya no es una carga lineal. La potencia activa (P) es la energía suministrada o consumida por unidad de tiempo, y se expresa en watt o vatios (W). La potencia

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La revolución multinivel

E n Fuente: Emerson.

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aparente (S = U·I) es el producto del valor eficaz de la tensión por el valor eficaz de la intensidad y se expresa en voltamperes (VA); ambas magnitudes están muy relacionadas pero no significan exactamente lo mismo. Con la potencia activa se indica el consumo real de energía y puede utilizarse para averiguar, por ejemplo, el calentamiento que tendrá la carga o la autonomía de las baterías si se conoce el rendimiento.

Por su parte, la potencia aparente está directamente relacionada con la intensidad que pueden tolerar los conductores, los transistores y las protecciones. El cociente l=P/S se llama factor de potencia, y cuando las tensiones e intensidades son sinusoidales coincide con el coseno del ángulo de fase entre ellas, pero cuando se trata de cargas no lineales ya no tiene porqué ser así. En la norma CEI 62040-1-1 se utiliza como carga no lineal de referencia un rectificador con l= 0,7 y en ocasiones el factor de potencia puede ser aún más pequeño. Pero cada vez es más frecuente, por lo menos en los equipos informáticos grandes, utilizar fuentes de alimentación conmutadas de factor de potencia corregido. En este caso la potencia activa se corresponde con la aparente, o casi.

Cuando se presenta el valor numérico de una tensión o de una intensidad alterna, es su valor eficaz si no se dice otra cosa. Esta cifra es un promedio. Concretamente se refiere al valor cuadrático medio o RMS (Root Mean Square), pero la magnitud que representa puede alcanzar un valor instantáneo mucho mayor en algún instante del ciclo. El cociente entre este máximo y el valor

xisten numerosas aplicaciones de la electrónica de potencia en las que, a partir de una tensión continua se debe generar una tensión alterna. Este es el caso, por ejemplo, de los inversores fotovoltaicos. A partir de la tensión continua generada por los paneles fotovoltaicos, se debe sintetizar una tensión sinusoidal para poder inyectar la energía a la red.

También es el caso de los sistemas de alimentación ininterrumpida, en los que, a partir de la tensión continua de unas baterías o un rectificador, se debe sintetizar una tensión si- n Convertidor NPC de tres niveles. nusoidal para alimentar las cargas críticas. Un caso parecido es el de los variadores de frecuencia, donde se debe sintetizar una tensión sinusoidal, pero en este caso de amplitud y frecuencia variable.

Los convertidores para estas aplicaciones, los inversores, sintetizan la tensión alterna a base de un tren de pulsos de alta frecuencia, generado mediante la técnica del pulse width modulation (PWM). Estos pulsos tienen todos la misma amplitud (la tensión continua del bus) y distinta anchura. La señal fundamental corresponde a la sinusoide que se desea sintetizar. Así, los transistores que forman el inversor deben soportar la tensión continua del bus.

En todos los casos, se debe insertar un filtro para filtrar los armónicos de alta frecuencia. Este filtro está formado por una inductancia o un filtro LCL. El tamaño y el peso de este filtro es normalmente importante, y cualquier reducción en sus medidas es altamente deseable. La reducción del filtro pasa por una menor tensión aplicada a la inductancia y un incremento de la frecuencia vista por la inductancia.

En la búsqueda para reducir el tamaño y peso del filtro, y también aumentar la eficiencia de los convertidores necesarios para sintetizar la tensión sinusoidal, aparecen ahora los convertidores multinivel. No es una topología nueva, pero hasta ahora no se le ha prestado atención a nivel industrial en aplicaciones de pequeña potencia. Existen básicamente tres topologías de convertidor multinivel: neutral point clamped (NPC) (ver figura superior), cascaded H-bridge (CHB) y flying capacitor.

Hasta ahora, los convertidores multinivel han permitido el uso de variadores de frecuencia en motores de alta potencia (0,4 MW hasta 40 MW). La necesidad venía fijada por dos motivos. El primero es la tensión elevada de este tipo de motores, desde 2,3 kV hasta 13,8 kV, y el segundo es la baja frecuencia de conmutación de los transistores usados, con la consecuente dificultad para filtrar los armónicos genen Tensiones fase-fase a la salida del convertidor NPC de rados. tres niveles.

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Las ventajas de las topologías multinivel solucionan ambos problemas.

Primero, no es necesario que los transistores soporten toda la tensión, si no solo una parte, en función del número de niveles. En el caso del convertidor de la figura de la página anterior (superior), de 3 niveles, n Corriente de salida de una fase del convertidor NPC de tres niveles conectado a la red. los transistores soportan la mitad de la tensión de bus. Por lo tanto, es posible usar transistores de menor tensión que ofrecen mejores características y, por lo tanto, menos pérdidas, tanto en conducción como en conmutación. Además, los transistores de menor tensión pueden conmutar más rápido a igualdad de pérdidas, con lo que se puede aumentar la frecuencia de conmutación, reduciendo el tamaño del filtro de salida.

Para una misma frecuencia de conmutación entre un convertidor convencional de 2 niveles y uno multinivel, respecto al filtro de salida se producen dos efectos. El primero es que la amplitud de la tensión de los pulsos de alta frecuencia que se aplican al inductor del filtro es menor.

Así, a igualdad de rizado de corriente, se necesita una inductancia de menor tamaño. Además, la reducción se ve aumentada también por el aumento de la frecuencia de estos pulsos. Por lo tanto, el beneficio es doble en lo que a la reducción del filtro se refiere. Las figuras de la página anterior (inferior) y la superior de esta página muestran los resultados obtenidos con un convertidor NPC de tres niveles conectado a la red. Los tres niveles 0, UDC/2 y UDC se pueden ver claramente en la figura de la página anterior. En la figura superior se puede observar el bajo contenido armónico de la corriente inyectado a la red mediante este convertidor.

Como se ha visto, los convertidores multinivel son una obligación en aplicaciones de elevada potencia, y ahora son una opción muy interesante en aplicaciones de baja potencia por el incremento de eficiencia energética y reducción de filtro de salida. Los fabricantes de semiconductores (Semikron, Vincotech, Infineon, Fuji…) ofrecen ahora soluciones compactas para la topología NPC con transistores de 600 V y hasta 300 A, para buses de hasta 800 V. Algunos fabricantes se atreven incluso a componer módulos híbridos, mezclando MOSFET e IGBT para aprovechar al máximo las características de cada uno en conmutación y en conducción, e incluir diodos de SiC (carburo de silicio), de muy bajas pérdidas de conmutación, para así poder llegar a rendimientos superiores al 99 % en inversores fotovoltaicos.

Daniel Montesinos (CITCEA-UPC)

n Rama híbrida MOSFET-IGBT y diodos de SiC para un convertidor NPC de tres niveles. Fuente: Vincotech.

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eficaz se denomina factor de cresta o de pico. Dicho factor será igual a 1 si se trata de una onda cuadrada, raíz cuadrada de dos (aproximadamente 1,41) cuando es sinusoidal y una cifra significativamente mayor, incluso 3 cuando se refiere a la intensidad que una carga no lineal toma de la red o del SAI, de aquí que también sea importante tener esto en cuenta para asegurarse de que no causará problemas.

Acondicionadores de red Hay varios elementos que no almacenan energía, pero también pueden formar parte de un SAI o se utilizan para proteger otras cargas algo menos críticas en cuanto a la continuidad del suministro. Una causa frecuente de problemas son los picos de tensión provocados por rayos, la electricidad estática o simplemente la conexión y desconexión de ciertas cargas. Para amortiguarlos se utilizan varistores, diodos Zener, descargadores de gas y otros elementos que conducen en presencia de una tensión mayor de lo normal; de este modo, ofrecen un camino a tierra o entre los bornes de alimentación. Los filtros pasivos provistos de resistencias, condensadores y bobinas actuando como pasabajos y pasaaltos son una solución habitual para eliminar transitorios rápidos y señales de alta frecuencia que se transmiten por los conductores. También se pueden utilizar filtros sintonizados para amortiguar selectivamente algunos armónicos de la red, lo malo es que debe hacerse un diseño a la medida de cada instalación y que pierden

n Fuente: Chloride.

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eficacia al cambiar las condiciones del consumo. Actualmente se están utilizando filtros activos a base de circuitos electrónicos que detectan las perturbaciones y actúan para obtener una corrección instantánea.

Los transformadores de aislamiento ofrecen diversas ventajas.

Al separar el circuito primario del secundario se evitan algunos problemas, entre ellos algún disparo intempestivo de los interruptores diferenciales que tiene su origen en los condensadores antiparasitarios y otras protecciones. Interponiendo entre los arrollamientos una pantalla electrostática puesta a tierra, evitan el acoplamiento en alta frecuencia.

En los transformadores trifásicos se puede actuar con las conexiones estrella, triángulo y zig-zag para reducir desequilibrios o eliminar determinados armónicos. Un transformador con tomas puede utilizarse como estabilizador de tensión, para compensar las variaciones del suministro, bien sea seleccionando la toma con un dispositivo electromecánico o por medios electrónicos.

También existen estabilizadores de tensión ferroresonantes que no utilizan tomas.

La red no siempre tiene la culpa de que haya perturbaciones, hay otras vías de entrada que también deben tenerse en cuenta. Por ejemplo, un ordenador conectado a una línea telefónica o simplemente a un cable largo que haga de antena puede ser afectado o incluso destruido por una descarga atmosférica.

SAI en espera pasiva (Passive Standby) El SAI más sencillo en cuanto al control es el que funciona en espera pasiva o fuera de línea (off line). Se caracteriza porque el ondulador no interviene hasta que aparece un problema. Mientras la tensión de la red se mantenga entre los márgenes previstos alimenta la salida y también un cargador, para que las baterías estén siempre a punto. Al faltar la red se acciona el ondulador y la carga pasa a alimentarse de la energía previamente almacenada en las baterías. Una forma de controlar el cambio de estado es con un relé

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convencional y un circuito de disparo que actúa cuando la tensión disminuye por debajo de un determinado umbral, poniendo en funcionamiento el ondulador y desconectando la salida de la red.

Un relé o un contactor electromecánico no actúa instantáneamente; además, según como se ha diseñado el ondulador es probable que no arranque y se estabilice de inmediato.

El tiempo de transferencia, desde que aparece el problema hasta que la salida se alimenta normalmente de las baterías, puede ser de milisegundos a décimas de segundo, algo que debe tenerse en cuenta según qué cargas se quiere proteger. Un ejemplo de consumo que no suele dar problemas es una caja registradora sencilla. Normalmente ya estará provista de una pila para no perder la información de las transacciones que se han realizado, pero necesita el SAI para registrar una nueva operación, visualizarla, imprimir el comprobante de compra, activar el solenoide que abre el cajón del dinero y hacer el arqueo al final de la jornada. Las exigencias aumentan cuando se trata de alimentar un ordenador, por ejemplo un PC. Este también suele tener una pila, pero solo sirve para alimentar el reloj de tiempo real y una memoria CMOS asociada al sistema operativo, es aquí donde se guarda el password y otros datos relacionados con el arranque.

Para todo lo demás depende de los condensadores de su fuente de alimentación. Estos condensadores se utilizan porque la tensión de la red es alterna y se anula dos veces por cada ciclo. Existe pues una pequeña reserva, aunque debe tenerse en cuenta que no ha sido prevista para mantener en funcionamiento

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el ordenador mucho más de lo que dura medio ciclo de red, 10 ms a la frecuencia de 50 Hz. Mientras la red esté alimentando la carga, cualquier perturbación que llega a la entrada repercutirá inevitablemente en la salida. Con un circuito de control un poco más elaborado, un ondulador que arranque inmediatamente y sustituyendo el conmutador mecánico por uno electrónico, se podría responder más rápidamente. Pero cuando se conmuta entre dos suministros de corriente alterna que no están sincronizados es inevitable un transitorio inicial, por lo que tampoco parece muy necesario reducir el tiempo de transferencia por debajo de medio ciclo. De todos modos, siempre se puede mejorar su comportamiento acondicionando la entrada con filtros, descargadores de sobretensiones, estabilizadores y otros dispositivos.

Como ventajas de esta solución conviene destacar que mientras está en espera hay muy pocas cosas que puedan estropearse y que las pérdidas son mínimas, se limitan a lo que puede necesitar el cargador para mantener las baterías en flotación.

SAI de doble conversión (Double conversion) Si el ondulador se mantiene siempre en línea (on line), funcionando aunque la red eléctrica no tenga problemas, se elimina el tiempo de transferencia y cualquier transitorio asociado a la conmutación. Se necesita un rectificador que suministre corriente continua al ondulador y a las baterías. También puede utilizarse un rectificador y un cargador separados. Para no confundir esta estructura con otras variantes en

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línea, puede denominarse de doble conversión. Obsérvese que viene a ser algo parecido a un convertidor de frecuencia, pero con baterías formando parte del circuito intermedio. Una ventaja evidente de esta solución es que el equipo a alimentar recibe una tensión y frecuencia constantes, con total independencia de lo que está sucediendo en la red.

Si el rectificador ha sido diseñado para funcionar con variaciones importantes en la entrada, mientras la tensión no disminuya excesivamente no será necesario sacar energía de las baterías, lo que alarga su vida y mejora la autonomía. En cuanto a los inconvenientes hay uno muy evidente: las pérdidas son mayores, porque pasar de alterna a continua para volver de nuevo a alterna se cobra un peaje.

SAI en línea interactivo El SAI en línea interactivo (Line Interactive) es, en cierto modo, una solución intermedia entre las dos anteriores. Se conecta a la red a través de un interfaz que puede incluir bobinas, un transformador o algún elemento para limitar la intensidad, y un interruptor que lo desconecta de la red cuando trabaja en modo autónomo, para evitar el retorno de tensión a la entrada. El ondulador puede transferir energía en ambos sentidos; de este modo, durante el funcionamiento normal actúa como rectificador controlado, para cargar las baterías. Cuando falta la red se desconecta de la misma y el ondulador pasa a alimentar la carga gracias a la energía previamente almacenada.

Hasta aquí el resultado no sería muy diferente del SAI en espera pasiva, pero al estar sincronizado con la red reduce el tiempo de transferencia a escasos milisegundos, y con un control adecuado puede trabajar en paralelo con la red para eliminar o atenuar algunas perturbaciones.

Clasificación según las prestaciones Las tres estructuras que se han mostrado anteriormente admiten diversas variantes y pueden recibir varios nombres comerciales, lo que puede inducir a confusión. Otra cuestión

problemática es establecer cuándo la forma de onda de la tensión de salida puede llamarse sinusoidal, teniendo en cuenta la influencia que ejerce la carga y los fenómenos transitorios que aparecen cuando esta se modifica. En la norma CEI 62040-3 se indica cómo se deben especificar las prestaciones y cuáles son los requisitos de ensayo. En su apéndice D aparece una clasificación, utilizando letras y números, cuyo principal interés responde a que fija unos criterios objetivos y presta más atención a lo que se hace que a cómo se hace.

En primer lugar se deben escribir dos o tres caracteres, con los que se indica como influye la red eléctrica en la salida del SAI durante el funcionamiento normal: • VFD: la tensión y la frecuencia de salida dependen de los cambios en la frecuencia y la tensión de la red.

• VFI: la tensión y la frecuencia de salida son independientes de la red.

• VI: la tensión de salida es independiente de la red.

A continuación siguen dos letras con las que se indica la forma de onda que entrega la salida. La primera letra se refiere al funcionamiento en modo normal o con bypass, la segunda letra se refiere al modo autónomo:

• S: genera una tensión que es prácticamente sinusoidal (dentro de los límites que establece la CEI 61000.2-2) para todas las condiciones de las cargas de referencia.

• X: genera una tensión que es prácticamente sinusoidal si la carga es lineal, pero cuando no es lineal deja de serlo.

• Y: genera una tensión que no es sinusoidal.

Finalmente hay tres cifras más con las que se indica si la respuesta dinámica de la tensión de salida está comprendida entre unos límites que aparecen en la norma. Dicho de una forma muy resumida, un “1” indica que no hay interrupción, un “2” que si la hay no supera 1 ms y un “3” que puede durar hasta 10 ms. Cuando se escribe un “4” o nada significa que también puede rebasar este límite.

En los tres casos debe indicarse la situación más desfavorable: • Primera cifra, al producirse un cambio en el modo de funcionamiento, de normal o by-pass a baterías y viceversa.

• Segunda cifra, al producirse una variación con carga lineal en modo normal y autónomo.

• Tercera cifra, la variación que se produce con carga no lineal en modo normal y autónomo.

Francesc J. Suelves

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HANNOVER  Mayo 2012 / n.º 440

Ferias

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Hannover Messe 2012

Seguridad y eficiencia energética, los valores más presentes Los pasados días 23 al 27 de abril, la capital de la Baja Sajonia volvió a convocar a un nutrido grupo de profesionales en la edición de la Hannover Messe 2012, la feria más importante del mundo industrial. En esta ocasión, el evento presentaba una interesante dualidad relacionada con la eficiencia energética: la eficiencia energética en los sistemas productivos industriales se consigue con accionamientos y sensores de bajo consumo, y la automatización del sistema energético, con sistemas de monitorización y control, persigue garantizar al máximo el uso racional de la energía.

L

a presente edición de la Hannover Messe se encontraba dividida en ocho conceptos: la automatización industrial, la energía, la movilidad, la fábrica digital, los suministros industriales, CoilTechnica, la tecnología industrial verde y la investigación y el desarrollo. Por importancia cabe destacar los expositores de la automatización industrial, que ocupaban cerca del 40% de la feria, y en cuyos stands se presentaban las últimas novedades del sector de la automatización especialmente destinadas a la búsqueda de la eficiencia energética, accionamientos con rendimientos más elevados y la mejora de la seguridad industrial. En los pabellones dedicados a la energía se podían visitar dos tipos distintos de empresas: empresas pequeñas y medianas que se dedican a la fabricación de equipos de potencia y protección, y las grandes empresas,

sobre todo dedicadas a las energías renovables.

En el pabellón de la movilidad eléctrica se exponían las novedades en el sector del transporte eléctrico, desde coches y camiones a pequeñas bicicletas a motor. Con los productos presentados se dejaba intuir que el vehículo eléctrico o híbrido deja de ser un prototipo para ser el vehículo de uso cuotidiano. Estrechamente relacionado con los vehículos eléctricos, CoilTechnica presentaba un conglomerado de fabricantes de máquinas eléctricas para chapa y bobinado. En el espacio de la empresa digital, se encontraban mayoritariamente desarrolladores de software destinado al diseño asistido por ordenador (CAD) y a la gestión integral de la producción.

n Imagen general del salón, donde mostraron sus productos más de 5.000 empresas.

Historia de la Hannover Messe: Industria en evolución La primera edición de la

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Ferias

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Hannover Messe se celebró el año 1947 como medida de reactivación de la economía, sobre todo de la industria pesada alemana, después de la Segunda Guerra Mundial. Ese año, la parte Noroeste del país estaba dirigida por un gobierno militar británico, que después de analizar la situación económica decidió impulsar la exportación de productos alemanes, mayoritariamente a Europa.

Al concluir la primera edición de la Hannover Messe se habían firmado contratos de exportación por valor de 31 millones de dólares.

Después de la consolidación de la feria y la economía alemana, en los años 50 y 60, la Hannover Messe se convirtió en un referente mundial de las últimas tendencias industriales.

El éxito fue tal que durante los años 80 la muestra se dividió en dos: la Hannover Messe dedicada a productos industriales, y la CeBIT, dedicada a los productos relacionados con la informática y las telecomunicaciones. A parte, Hannover Messe se ha convertido en una marca comercial que organiza ferias industriales en otras partes del mundo como China, India, Brasil, Rusia, Turquía y Estados Unidos.

Seguridad en las máquinas industriales: un nuevo despertar La gran mayoría de stands y compañías presentes en la feria hacían un

n Aplicación del sensor R2000 de Pepperl + Fuchs. Imagen gentileza de Pepperl + Fuchs.

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Tendencias y líneas de futuro

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n la edición de 2012 de la Hannover Messe se ha puesto de manifiesto un movimiento industrial global que busca maximizar los rendimientos de todos los dispositivos industriales (actuadores, sensores…) para minimizar los consumos energéticos con la máxima seguridad posible.

• Seguridad industrial. Los nuevos sistemas de seguridad buscan la armonización de los movimientos de la máquina con el operario.

A partir de ahora, la máquina es capaz de garantizar la seguridad del usuario sin detener el proceso productivo.

• Energías renovables. Como se ha visto en la última década, el incesable crecimiento de las energías renovables ha generado la creación de una nueva área de la automatización industrial dedicada a la energía. Fruto de esto son las Smart Grids o las micro-redes. Ahora los fabricantes ofrecen productos de catálogo a precio competitivo.

• Eficiencia energética. Gestión integral de la eficiencia energética en las cadenas de producción, del sensor al sistema de gestión.

• PLC y PC industriales. Los fabricantes clásicos de PLC presentan equipos cada vez más potentes capaces de ejecutar sofisticados algoritmos de control (PID, controles no lineales) y cada vez son más los PC industriales que son programables con los lenguajes clásicos de los PLC industriales.

• Sistemas industriales integrados. Se persigue la integración de los sistemas de producción en una sola red de acceso directo. Al mismo tiempo, se propone una integración en vertical, integrando en un solo grupo de operaciones el ciclo de vida del producto.

• Buses de campo consolidados. En el campo de les sensores, se consolida el clásico bus de campo AS-i y el más reciente IO-Link. En los buses de redes de gestión y controladores, Ethernet vuelve a demostrar que es el estándar dominante.

• Gestión de la energía. Desde hace años los equipos de medida de la energía son instalados en las factorías, ahora surgen con fuerza nuevos software que permiten gestionar el uso de la energía de forma eficiente.

importante énfasis en la seguridad industrial debido a la finalización de la moratoria el pasado 31 de diciembre de la normativa EN ISO 13849-1 y de la EN 62061 en sustitución de la EN 954-1. La nueva norma define nuevos y más rígidos requisitos de seguridad que sus predecesoras. Aunque se sabía de la aplicación de esta nueva normativa desde el año 2006, es ahora cuando los fabricantes de componentes y maquinarias muestran todo su potencial en seguridad. Con esta nueva normativa, la seguridad pasa a ser una parte importante (más aún) de los sistemas industriales con control independiente del resto del sistema, creándose para ello dispositivos y buses de comunicación especia-

les. Como comentaban expertos en seguridad, ahora la seguridad industrial no significa detener el proceso completo en caso de peligro, sino hacer posible la interacción entre el humano y la máquina de forma armónica. Un ejemplo de ello es un brazo robótico aplicado en la industria del automóvil que reduce instantáneamente la velocidad, sin detener el proceso, cuando un humano entra en su zona de seguridad.

Dependiendo de los requisitos que se necesiten, los diferentes fabricantes ponen a su disposición soluciones a medida. Por ejemplo Siemens, ABB y Phoenix Contact apuestan por distintas soluciones en el campo de la seguridad. Para

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n Imagen de la máquina eléctrica SRM. Gentileza de ABB.

n Pantallas multitouch de Beckhoff.

aplicaciones sencillas se encuentran disponibles relés que pueden controlar una variable, como es el caso de la velocidad o la temperatura.

También existen controles dedicados a la seguridad como el RFC 470S PN 3TX de Phoenix Contact o soluciones modulares que pueden ser añadidas al PLC, como la familia Sirius 3rk3 de Siemens o la gama AC500 de ABB. Por su parte, la firma Euchner también ofrecía nuevos productos relacionados con la seguridad industrial, como las nuevas cerraduras accionadas a distancia CET4 o las llaves electrónicas EKS FSA, que al ser introducidas en una ranura habilitan un usuario para unas funciones concretas.

En el mundo de los buses de campo también han aparecido nuevos protocolos que permiten comunicar los distintos equipos de seguridad de forma robusta. Ejemplo de esto son los protocolos de comunicación Profisafe, basado en Profinet, o el nuevo opensafety basado en Powerlink.

Sensores de seguridad con inteligencia propia En el campo de los sensores de seguridad, el cambio de filosofía operario-máquina se hace visible con la aparición de nuevos sensores basados en la visión. Retomando el ejemplo de la máquina comentada

en el apartado anterior, ahora la máquina ya no solo dispone de la información si un operario está dentro de la zona de seguridad, sino que puede conocer la distancia exacta a la que se encuentra el humano de la máquina y actuar en consecuencia.

Fruto de esta nueva filosofía de seguridad, el fabricante alemán de productos de seguridad Pilz dispone del sensor SafetyEYE, que es capaz de detectar a una persona dentro de un volumen de control. El SafetyEYE puede detectar si el operario se encuentra en una zona de peligro (cerca de la máquina) o de seguridad (fuera del radio de acción de la máquina) y puede enviar consignas de reducción de velocidad o paro de la estación de trabajo, dependiendo de la configuración.

Otro producto destacado presentado en la feria es el sensor por escáner láser bidimensional de Pepperl+Fuchs denominado R2000.

Este sensor permite escanear 360º alrededor de su radio de influencia y detectar la distancia a la cual se encuentra un objeto. Como novedad, este sensor incorpora una pantalla tipo LED donde se puede mostrar cualquier mensaje en función de la distancia a la que se detecte un objeto (la distancia, un código de zona…). Esta aplicación es ideal para carretillas de almacenes de

logística o en procesos productivos con partes móviles. El sensor láser 2D ha quedado entre los cinco productos nominados a los premios Hermes.

También relacionado con los sensores de visión, la empresa alemana Wenglor presentaba su gama de sensores de reconocimiento por cámara. Estos sensores, acompañados del software correspondiente, son capaces de reconocer formas, partes o dibujos de productos.

Sensores para sistemas productivos Según se pudo observar, los nuevos sensores que desarrollan los fabricantes se orientan a consumir lo mínimo posible y a ser compatibles con el número máximo de buses de campo.

Jumo presentaba una nueva gama de sensores de temperatura para aplicaciones industriales que pueden ser utilizados en la más amplia variedad de aplicaciones. La familia de sensores Wtrans B permite el acoplamiento de 24 sondas distintas de medida de temperatura y un ajuste por regresión con una función de hasta cuarto orden. A parte, esta familia transfiere los datos vía WIFI con un máximo alcance de 300 m. También existe la posibilidad de transferir los datos vía USB. La empresa Krohne presentaba su nuevo sensor de nivel por radar.

Este sensor permite medir sólidos hasta 10 metros o líquidos hasta 20 m. Según sus desarrolladores, este sensor posibilita una rápida instalación y puesta en marcha; a parte, destacan el esfuerzo que se ha hecho para reducir el precio del

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China: calidad, eficiencia y buen precio

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ctualmente, el gigante asiático es uno de los principales motores de la economía mundial y así se ha hecho notar en la presente edición de la Hannover Messe, de la que era el país invitado. Para muchos China es, o era, sinónimo de buen precio y baja calidad, pero esto ya no es así. En la feria se puso de manifiesto que la ingeniería Made in China también puede competir con los productos europeos y americanos. En los distintos stands de la feria ocupados por empresas chinas se podían ver dos tipos de empresas: pequeñas y medianas empresas que ofrecían sus productos, sobre todo en el campo de los accionamientos n China era el país invitado en esta edición de Hannover Messe. y sensores, y grandes empresas que venían a presentar una tendencia de innovación y desarrollo para la industria.

CNR, Changchun Railway Vehicles, es la empresa china más importante dedicada a las infraestructuras de transporte de masas. Esta empresa inició su trayectoria instalando un sistema de monorraíl, que actualmente se compone de tres líneas, en su ciudad de origen Changchun. A día de hoy, la firma también está colaborando en la instalación de sistemas monorraíl en Brasil y Corea. En palabras de su director comercial, presentaban su tecnología en la feria para poder ser conocidos en todo el mundo y demostrar que son pioneros en seguridad, calidad y fiabilidad.

A Hannover también acudieron muchos pequeños fabricantes de componentes para la automatización y la energía. Este es el caso de ENC, un fabricante de variadores de frecuencia que era el primer año que acudía a la cita con las expectativas puestas en la exportación de sus productos. Según su directora de márqueting, escogieron Hannover Messe para exponer sus productos porque es una de las principales ferias industriales del mundo. El director de la empresa EAGTOP, dedicada a la fabricación de accesorios para convertidores de potencia, comentaba que después de asistir a tres ediciones de la Hannover Messe, esta se ha convertido en un evento clave para las ventas de su empresa.

sensor respeto a sus predecesores.

Por su parte, la empresa Endress+ Hauser presentaba la nueva gama de productos de medida de caudal de fluidos Proline3. Esta familia de productos destaca por su sencillez de uso y diseño optimizado a su función. El producto está disponible con conexión a dos y cuatro hilos.

Dentro de esta familia se encuentran sensores destinados a medir gas, agua u otros fluidos.

Mejora de la eficiencia energética de los motores eléctricos: en busca de la clase IE4 Desde el punto de vista de los accionamientos eléctricos, la mayoría de fabricantes de motores eléctricos

presentaban sus últimas novedades en máquinas eléctricas eficientes. La norma europea actual IEC60034-2 solo define hasta la clase energética IE3, pero está previsto que en los próximos dos años se amplíe el reglamento introduciendo la categoría IE4, pidiendo requisitos más exigentes.

Entre las novedades destacadas, cabe mencionar el motor síncrono de reluctancia (SRM) que ha presentado ABB, el primer gran fabricante que incluye este tipo de máquina en su catálogo para el gran público. El motor síncrono de reluctancia es un tipo de máquina eléctrica con un estator idéntico al de una máquina tradicional pero con un rotor que solo está compuesto por láminas de

materia ferromagnética. El principio de funcionamiento de ese motor se basa en hacer circular un flujo por el camino de mínima reluctancia del rotor; al hacer este circuito se genera un par que hace girar el motor.

Este tipo de máquina presenta una eficiencia prácticamente constante en casi todo el rango de velocidades y un tamaño más reducido que los motores clásicos. Como principales inconvenientes de este tipo de máquina cabe destacar que solo puede funcionar con un variador de frecuencia y puede presentar rizado de par.

También se puso de manifiesto en la feria un creciente interés por los motores de alta tensión, con un rango de tensiones entre 1 y 13 kV.

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Este es el caso de la empresa alemana Menzel o de la brasileña Weg. Esta última se presentaba en la feria con una nueva gama de reductores fruto de la adquisición de la empresa británica Watt Driver.

Accionamientos eléctricos eficientes En los últimos 20 años, los convertidores, popularmente conocidos como variadores de frecuencia, se han convertido en una pieza fundamental para la industria para mover máquinas eléctricas con variación de velocidad. Ahora, se busca maximizar la eficiencia energética de estos dispositivos con estrategias de mejora de la eficiencia de los semiconductores o con la posibilidad de realizar frenados regenerativos.

Por su parte, Danfoss presentaba en Hannover su gama de variadores de frecuencia con máxima eficiencia, resultado del diseño de sus propios componentes de potencia.

Los convertidores de la familia VLT presentan la posibilidad de ser preprogramados para funciones especiales como sistemas de refrigeración, aires acondicionados, bombas de agua o servomotores. También la empresa SEW Eurodrive presentaba su familia de motores Movimot, que tienen integrado en la carcasa el variador de frecuencias asegurando la máxima eficiencia posible.

Robótica al servicio de la productividad En época de crisis, una solución para las empresas es mejorar la competitividad de su sistema productivo.

Esas mejoras pueden pasar por la introducción de robots que permitan hacer de forma fácil y rápida tareas rutinarias. En este sentido, los principales fabricantes de robótica industrial presentaban distintas soluciones. Por su parte, Kawasaki mostraba la nueva serie de robots articulados BX de seis ejes. Estos robots, especialmente diseñados para la soldadura, son un 25% más rápidos que su anterior modelo, pueden llegar a soportar un peso de 200 kg de carga y presentan un movimiento lineal máximo de 2,9 m.

También Mitsubishi presentaba

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en su catálogo su gama de productos biónicos, inspirados en la naturaleza.

n Uno de los métodos industriales utilizados a la hora de identificar productos de forma duradera son las placas metálicas. Tradicionalmente, estas placas son estampadas o gravadas en metal. Este proceso no es ni fácil ni rápido. Para resolver este problema, el fabricante Weidmüller ha incorporado en su gama de productos la impresora THM plus S, que puede imprimir sobre metal en cuestión de segundos. Imagen de la impresora metálica. Gentileza de Weidmüller.

su nueva gama de robots Scara (Selective Compliant Assembly Robot Arm), con la familia de robots de la serie F. Por defecto, el robot presenta 6 grados de libertad, pero si la aplicación lo requiere se puede expandir con una base supletoria con movimiento en dos ejes más.

El peso máximo que puede soportar esta familia es de 6 kg.

Accionamientos neumáticos eficientes Igual que los accionamientos eléctricos, en el mundo de los accionamientos neumáticos también se presentan nuevos productos que mejoran la eficiencia energética. Prueba de ello es la nueva familia de válvulas AV03 de Rexroth, que reduce un 20% las pérdidas que tienen estos componentes neumáticos. Esto se consigue gracias a un nuevo diseño inclinado que, además, reduce el tamaño de la válvula un 45%.

También Festo presentaba una gama de generadores de vacío, la familia OVEM y VADMI, basados en el efecto Venturi. Estos dispositivos han sido equipados con un sistema de control por histéresis, de forma que solo son alimentados si mientras su funcionamiento la presión decae por debajo de un nivel prefijado; esto puede suponer una mejora del consumo de hasta un 73% respecto a los antiguos modelos. En esta edición de la feria, Festo también consolidaba

Soluciones para el transporte de piezas El transporte de las piezas dentro de una fábrica o entre zonas de una máquina es una de las partes de los procesos productivos donde más se puede optimizar el tiempo. En este sentido Beckhoff presenta su nuevo sistema de transporte de componentes industriales denominado XTS (eXtended Transport System), un sistema basado en accionamientos lineales que permiten control total e independiente de las diferentes partes móviles. El sistema consiste en una parte móvil que tiene instalados imanes permanentes y la guía presenta unas bobinas que se van excitando a medida que la pieza se va moviendo, posibilitando control independiente entre las distintas piezas a mover.

También la firma de cadenas para sistemas productivos Igus presentaba novedades, como la familia de cadenas RX, que pueden resistir 850 ºC, muy recomendadas en cadenas de montaje donde haya estaciones de soldadura. También la misma firma presentaba una nueva familia de canalizaciones para cables para montajes verticales. Esta familia se conoce como liftband y permite movimientos, por ejemplo, de brazos robóticos en vertical sin requerir un diseño especial para los cables de la parte mecánica.

Una solución para transportar piezas grandes y pesadas son los puentes grúa. Estos puentes son normalmente comandados utilizando botoneras, pero la empresa HBC radiomatic ha presentado el mando radiomatic pilot, un dispositivo que permite el control de puentes grúa como el mando de la popular consola de videojuegos Wii. El dispositivo está equipado con acelerómetros que posibilitan controlar el puente con solo el movimiento de la mano.

Control industrial: ordenadores industriales La última década se ha caracterizado por la proliferación de equipos de

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control basados utilizado es sin duda alguen PC industriana Ethernet. Esto se ha les. Estos equipos están puesto de manifiesto otra orientados a procesos donvez en la Hannover Mesde se necesite control en se, donde los principales tiempo real o en los que fabricantes de controles se tiene gran cantidad de industriales mostraban cálculos complejos aunque su apuesta fuerte por este al mismo tiempo permiten bus de comunicaciones. recibir entradas y salidas También las versiones típicas de PLC. Beckhoff de Ethernet en tiempo presentaba su nueva gama real, EtherCAT o Ethernet de CPU Cx2000 equipaPowerlink (B&R) tenían das con EtherCAT, dos una importante presencia módulos Gbit Ethernet y en las aplicaciones de con4 puertos USB. Los mitrol de movimiento. croprocesadores de que La gran proliferación de dispone van desde un InEthernet y la consecuente tel Celeron, en las gamas eliminación de pasarelas más bajas, hasta al Intel entre protocolos ha conI7 en los modelos más cluido con la aparición potentes. de un nuevo concepto n En más de una ocasión se nos ha terminado la batería de nuestro Otros PC industriales conocido como la converSmartphone, Ipad o MP3 en el peor de los momentos. Para situaciodestacados por su diseño gencia o integración de nes como estas, la firma austríaca Sunny BAG presenta una bolsa, presentados en la feria los sistemas de control y tipo bandolera, con paneles solares incorporados que permiten recargar nuestros dispositivos móviles estando en ruta. Además, son los equipos de la firma gestión en un solo sistema. la bolsa está equipada con un pequeño convertidor y unas baterías italiana SCE. La carcasa de En otras palabras, desde que posibilitan recargar los dispositivos, por ejemplo, al final del día. estos controladores está el sistema de gestión se La empresa fabrica dos gamas de productos: la faction, destinada diseñada inspirada en las podrá conocer o modificar a un público joven disponible a partir de 250 euros, y la business class, destinada a hombres de negocios y ejecutivos y terminada líneas del fabricante de los principales parámetros en piel, disponible a partir de 319 euros. automóviles Ferrari. Como del sistema de control en comentaban los respontiempo real. Diferentes sables de la firma, en su serie de comentaban expertos, es cuestión empresas hablan de este concepto; PC industriales PC M-Red xxT han de ergonomía. es el caso de Rockwell o Siemens, intentado entrar en el mercado con El hecho de incorporar opciones que entre su cartera de productos un diseño atractivo y robusto, ya que multitouch implica que se pueda coproponen crear una sola red de inno requieren ventilador para ser meter un error con mucha facilidad. formación para el sistema de producrefrigerados.

Por ello se pueden programar las panción. Cabe destacar los pasos que da tallas para que en el caso de pulsar Siemens al intentar integrar, a parte Pantallas multitouch un botón cuando se esté realizando de los sistemas de comunicación, el Una tendencia que se ha puesto de otra acción, esta no tenga efecto. El sistema productivo en uno solo. La manifiesto en la Hannover Messe aspecto de estos dispositivos es roidea consiste en integrar el diseño, 2012 son las pantallas de supervibusto, con acabados en aluminio de la fabricación y la distribución para sión y control industrial multitouch. una sola pieza y pantallas protegidas reducir tiempo y coste. Este concepto La popularización de las pantallas adaptadas a ambientes industriales. es la llamada integración vertical. táctiles en la industria se debe a El fabricante Beckhoff presentaba Desde el punto de vista de los que, en la última década, ciertas su nueva gamma de pantallas tácbuses de campo, a parte del conoindustrias, como la farmacéutica o tiles capacitivas CP2xxx y CP3xxx cido AS-i, en la feria destacaban los la alimentaria, requerían una madisponibles hasta un tamaño de 19 sensores y equipos equipados con el yor higiene que la ofrecida por las pulgadas y con una resolución de estándar IO Link. IO Link es un bus botoneras clásicas. A parte de esto, 1280 x 1024 en formato 5:4. Por de campo de bajo nivel basado en la fácil reprogramación de estos su parte, B&R mostraba el terminal las comunicaciones punto-a-punto dispositivos supone un claro ahorro AP830, con una tamaño máximo que es ofrecido cada vez por más de tiempo y dinero si se tienen que de pantalla de 21.5 pulgadas y fabricantes desde su aparición. hacer pequeñas modificaciones en resolución HD. el sistema productivo. La tecnoloConectores y regletas gía multitouch se justifica con la Buses de comunicaciones de uso cotidiano facilidad que supone configurar Desde hace unos años, el estándar Los conectores y regletas también máquinas con las dos manos, según de comunicaciones industriales más han sido protagonistas de la Hanno-

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El premio Hermes 2012, para Phoenix Contact

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l premio Hermes es el premio oficial de la Hannover Messe que cada año reconoce las innovaciones más importantes presentadas en la feria.

Este año el premio ha recaído sobre la firma alemana Phoenix Contact, que presentaba un método para medir los rayos caídos basado en el efecto Faraday y este es transferido vía Internet n Premio Hermes 2012. Detector de rayos para poder monitorizar el rayo de Phoenic Contact. Gentileza de Phoenic a distancia. Esta aplicación está Contact. especialmente diseñada para parques eólicos, donde el estrés que producen los rayos en las palas de las turbinas puede causar daños irreparables que, si no son detectados a tiempo, pueden provocar la destrucción de la turbina. ver Messe. En concreto, la empresa Harting presentaba el nuevo diseño de su producto Han-Fast. Este conector permite conectar un cable con terminación Han a un circuito impreso con la máxima facilidad posible. El conector se encuentra disponible hasta secciones de cable de 10 mm2.

Como principales novedades en el sector de los conectores, Weidmüller mostraba el WDK 2.5, un producto que en un solo conector para regleta incorpora una conexión para el neutro y otra para la fase. La misma firma presentaba su gama de relés de estado sólido Termopto con una sección máxima de 6 mm2.

La tecnología Wi-Fi A pesar de que en ediciones anteriores de la Hannover Messe, la tecnología Wi-Fi constituía uno de los puntos fuertes, en la edición de este año –a pesar de que sí se presentaban algunas soluciones novedosas en este campo– parece que los grandes fabricantes estaban dedicando un mayor impulso a sus líneas de negocio basadas en las comunicaciones por cable. La verdad es que fueron bastantes los expertos consultados que afirmaron que el desarrollo de esta tecnología para aplicaciones industriales se ha frenado un poco,

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sobre todo por la baja velocidad y la afectación de los grandes campos electromagnéticos típicos de los entornos industriales.

National Instruments sí presentó nuevos dispositivos basados en esta tecnología. Presentaba una nueva pasarela (NI 9795 C) y dos nuevos nodos de medida (NI WSN-3230 i WSN-3231) para su familia de productos inalámbricos CompactRIO. También Siemens ofrecía una solución WI-FI para comunicaciones industriales, que puede ser utilizada

n Robots Scara de Mitsibishi.

para aplicaciones en tiempo real pero que no utiliza el estándar fijado por IEEE. Monitorización y gestión de la energía Desde hace unos años se está buscando la mejora de la eficiencia energética de las instalaciones productivas y de los edificios en general.

El primer paso en este objetivo fue la comercialización e instalación masiva de aparatos de medida del consumo energético. Son los denominados medidores de potencia o power meters.

En los últimos años muchos fabricantes han incorporado buses de comunicaciones en sus dispositivos para facilitar la lectura de los datos, ya sea Modbus, Ethernet…, pero ahora se están desarrollando verdaderas aplicaciones que permiten disponer de información y controlar la energía en tiempo real. Ejemplo de ello es el software que presentaba Summit Energy, una empresa recién adquirida por Schneider Electric. Se trata de un software capaz de hacer desde estudios económicos del consumo energético a calcular las emisiones de CO 2 derivadas del consumo de energía realizado.

También la firma catalana Dexma presentaba su software de gestión de la demanda totalmente accesible desde Internet y que cuenta ya con numerosos casos de éxito.

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n Escenificación de la eficiencia energética en el stand de Rexroth.

También son de destacar las contribuciones por parte de la empresa Circutor, dedicada a la monitorización y gestión de la energía, sobre todo focalizado en la gestión remota.

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Energía made in Asia Recientemente, numerosas empresas asiáticas del sector de la energía están desarrollando una extensa red comercial en Europa ofreciendo productos que poco tienen que envidiar a las clásicas empresas del sector. La firma coreana Hyosung, dedicada a la energía eléctrica, ofrece soluciones para sistemas de potencia y distribución y convertidores de potencia.

En la feria se ponía de manifiesto su gran potencial eólico ofreciendo máquinas hasta 2 MW. La empresa taiwanesa DELTA también presentaba un importante despliegue de productos en la Hannover Messe 2012. DELTA es una de las empresas taiwanesas que más fuertemente ha crecido, básicamente en las exportaciones.

Según sus responsables, la clave del éxito reside en producir en China pero teniendo centro de desarrollo en Europa y Taiwán. En la feria, entre otras cosas, se presentaban aerogeneradores domésticos de 1.2 kW (aerogenerador+convertidor) o un práctico cargador de coche basado en Chademo. Al mismo tiempo, los responsables de la empresa anunciaron un acuerdo con la Administración norteamericana para

desarrollar un nuevo estándar para el vehículo eléctrico.

También la empresa coreana LS, escisión de LG, presentaba su concepto de territorio sostenible basado en las energías renovables y el uso eficiente de la energía. En su stand se podían ver numerosos productos como convertidores de potencia y equipos diseñados para las comunicaciones del sistema eléctrico.

También se detallaban los proyectos relacionados con las instalaciones de sistemas HVDC y FACTS. Vehículos eléctricos: una realidad En la feria se ha puesto de manifiesto que el vehículo eléctrico ya no es una utopía de un futuro lejano sino una realidad que pronto invadirá el día a día de los usuarios. Por ejemplo, Volkswagen presentaba una furgoneta totalmente eléctrica, desarrollada conjuntamente con el servicio postal alemán, denominada eT!. El vehículo está totalmente pensado para facilitar las tareas de reparto de mercancías y paquetes en un área urbana. La eT! puede llegar a una velocidad punta de 110 km/h y presenta una potencia pico de 70 kW. El hidrógeno: el futuro vector energético para el vehículo eléctrico En la feria, diferentes fabricantes de pilas de hidrógeno se agruparon bajo la denominación “Group Exhibit Hydrogen Fuel Cells”. La finalidad de

esta asociación es dar a conocer las ventajas de las pilas de combustible.

Aunque las pilas de hidrógeno aún están en fase experimental, ya son muchos los que ven en ellas el vector energético del futuro. Destacaban como novedad las aplicaciones para almacenaje de energía procedente de excedentes de la producción de la energía renovable. Ejemplo de ello son los dispositivos de almacenamiento de energía H-TEC EL30 Electrolysers, que presentaba la firma H-TEC systems, con una potencia máxima de 18 kW. Por su parte, Linde presentaba una estación de recarga de hidrógeno en la que los participantes en la feria podían ver en directo cómo se recargaban los vehículos como el Toyota FCHV-adv o el Volkswagen Tiguan Hymotion.

Después de la recarga, los visitantes podían probar la conducción de estos vehículos.

Exportaciones industriales en tiempo de crisis Las empresas europeas encuentran en las exportaciones un gran alivio en tiempos de crisis. Eso se ha puesto de manifiesto en la Hannover Messe donde, aparte, de una nutrida representación de los principales sectores económicos chinos, se identificaban otras regiones con economías crecientes como Sudamérica u Oriente Medio. Comentaban responsables de la empresa turca de reductoras Yilmaz que los productos que antes vendían a Europa, principalmente en Alemania, ahora los venden en los Emiratos Árabes.

También las empresas españolas presentes en la feria afirmaban que las exportaciones han salvado gran parte de su negocio durante los dos últimos años. Lifasa, empresa dedicada a la fabricación de baterías de condensadores y filtros, destacaba que Hannover Messe es un importante escaparate internacional donde se puede cerrar gran parte de la facturación anual. Entre otros, los responsables de Lifasa destacaron que habían pasado por el stand de la feria potenciales clientes asiáticos y rusos.

Agustí Egea CITCEA-UPC

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GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN  Mayo 2012 / n.º 440

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BPM (Business Process Management)

Gestión de flujos de trabajo en entornos industriales Pese a que la industria ha estado ajena a la aplicación del Business Process Management, esta metodología se presenta como la respuesta idónea para resolver cuestiones críticas como la mejora de los ratios de producción o la eficiencia del funcionamiento de los equipos en planta.

Automatizar procesos de fabricación que se realizan de forma manual, como el conjunto de decisiones y reacciones que tienen operarios y responsables de producción ante la existencia de una avería, evita que se produzcan errores en la producción, acorta el tiempo de respuesta y promueve un entorno de producción colaborativo en constante mejora. La promoción de flujos de trabajos ágiles y estándares, en los que se gestiona de manera centralizada personas, procesos, sistemas de fabricación y de negocio, es hoy una realidad.

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demás de los habituales desafíos a los que se enfrentan hoy las empresas industriales –la competencia de mercados emergentes, la volatilidad de la demanda, etc.– el actual entorno macroeconómico plantea un complejo escenario de producción. Los elevados costes de energías y materias primas inevitablemente reducen los márgenes de las empresas; pese a la situación del mercado laboral local, algunos sectores siguen teniendo dificultad para encontrar mano de obra cualificada con la consiguiente pérdida del conocimiento sobre procesos específicos de fabricación, y desde escenarios globales –Unión Europea, gobiernos, organismos internacionaAverías Configuración y ajustes TPM: Las seis grandes pérdidas

Microparadas Reducción de velocidad Defectos por inicio de la producción Defectos de producción

les– se aumentan los requisitos de cumplimiento en relación a normas medioambientales al tiempo que se endurecen regulaciones de la más variada índole.

Según estimaciones de la consultora Aberdeen Group recogidas en su informe Business Process Management en fabricación 2010, la necesidad de reducir los costes de producción sigue siendo el objetivo prioritario para las compañías que desean ganar competitividad en el mercado. Y es que pese a que los procesos de fabricación que se realizan en el interior de las empresas se ejecutan bien, no cabe duda, estos se concretan de forma marcadamente manual, por lo que aún existe un

DISPONIBILIDAD

RENDIMIENTO

CALIDAD

OEE

amplio margen de mejora. Sumado a ello, predomina la existencia de sistemas tecnológicos dispares, sin relación entre ellos, que no aportan indicadores operacionales.

Así, muchas direcciones de planta, sin cuadros de mandos que les den información sobre la ejecución del proceso de fabricación que están realizando, se ven obligadas a realizar cambios sobre la marcha, para optimizar su actividad. Y al realizar estas modificaciones, tampoco cuentan con sistemas automáticos de soporte a las decisiones que les ayuden, por ejemplo, en caso que necesiten aumentar su capacidad de producción por exigencias de la demanda. La necesidad de evaluar y mejorar los procesos que se realizan en la industria es más que latente en el actual entorno de mercado. ¿Qué puede hacer la industria para enfrentarse a este escenario?

El Business Process Management, BPM, ampliamente extendido en entornos de gestión no fabriles, se presenta como la respuesta a estos desafíos. Por obvio que parezca, la

Soluciones

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lógica de su funcionamiento está en los tres ámbitos que lo conforman: Business, alineación de las operaciones con los objetivos corporativos contemplando su adaptación a cambios inesperados; Process, que conlleva la realización de flujos de trabajos eficientes, transparentes, ágiles y estándares, y Management, que implica la gestión de personas, procesos y sistemas a través de una estructura centralizada.

En su definición más pura, el BPM se convierte en un conjunto de métodos, herramientas y tecnologías utilizados para diseñar, representar, analizar y controlar procesos de negocio, etc. ¿Y por qué no también actividades de índole industrial?

Oportunamente diseñado, el BPM puede aportar múltiples beneficios a entornos de producción, ya que es un enfoque centrado en mejorar el rendimiento que combina las tecnologías de la información con metodologías de trabajo y gobierno.

Es una colaboración entre personas de negocio y tecnólogos para fomentar procesos efectivos, ágiles y transparentes abarcando personas, sistemas, funciones, negocios, clientes, proveedores y socios.

Pese a que la industria ha estado ajena a su aplicación, la misma naturaleza de su propuesta –conecta sistemas diversos, ayuda a la visualización del negocio pero también de su ejecución y pone en relación personas y sistema– lo hace especialmente adecuado para gestionar de manera eficiente procesos de producción.

Aplicación del BPM en la industria: implantación de sistema de Total Productive Maintenance (TPM) La implementación de la metodología BPM puede ayudar a mejorar la productividad de una industria, tal y como propone el Sistema de Mantenimiento Productivo Total (TPM, Total Productive Maintenance), teoría nacida en Estados Unidos en los años 50, profesionalizada por los japoneses en los 70 como respuesta a la recesión económica de la época, y perfeccionada hasta nuestros días. El TPM identifica seis grandes

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pérdidas que afectan negativamente a la productividad industrial. Estas pérdidas, a su vez, pueden relacionarse con los tres componentes clave de la Eficiencia General de los Equipos (OEE, Overall Equipment Effectiveness), que tendrían en el BPM una metodología aliada para hacerse realidad BPM en averías Atendamos a un primer asunto muy común en la industria: el aviso a los departamentos implicados durante las averías. La eliminación o la reducción de las paradas no planificadas es un factor esencial a la hora de incrementar el rendimiento general de los equipos. Mediante la utilización de un workflow que permita lanzar los avisos y acciones pertinentes a cada departamento de la empresa para solventar las causas de las paradas, será posible reducir drásticamente la duración de las mismas. Un ejemplo tipo en el cual se ha de comunicar una avería al departamento de mantenimiento es el que aparece en la figura inferior.

Es muy común que una avería en una máquina obligue a modificar la ruta de procesos que está planificada para un determinado lote de producto final, si no se desea un atraso en la entrega del material al cliente. En un escenario en el que no se aplica la metodología BPM, al producirse la avería, se genera una espontánea cadena de avisos manuales –reuniones de pasillo, llamadas telefónicas, mails, etc.– con el fin de hacer frente al problema: un operario alerta al jefe de operaciones que ha detectado una

avería que impedirá fabricar el lote de productos tal y como estaba previsto, por lo que se ha de avisar al jefe de planta de la situación. Este, a su vez informa al jefe de mantenimiento de las instalaciones, quien se traslada al punto de la avería, la evalúa y estima que tomará ‘x’ tiempo su resolución.

Habla nuevamente con el jefe de planta y le explica el estado de la incidencia para que pueda aprobar la tarea de mantenimiento. Una vez aprobada, el mismo jefe de planta informa al responsable de planificación de la producción sobre qué es lo que está sucediendo para que avise al responsable de almacén del posible retraso en la recepción de los productos que estaba prevista. Este último, enterado ya de la situación, replanifica las órdenes de entrega a clientes finales, pero también envía nuevas órdenes de producción o recetas al responsable de planificación, quien las asigna a las líneas que no se han visto afectadas por la avería con el fin de poder servir la cantidad de productos que el mercado demanda. El cambio de línea sugerido obliga al jefe de planta a contactar con el departamento responsable de calidad de la producción, quien debe aprobar los cambios. Una vez aprobados, se vuelve a contactar con el jefe de operaciones, quien se dirige al operario, aquel que detectó la avería, y le entrega una nueva orden de producción para las líneas que están abiertas. Y por fin se vuelve a fabricar.

Esta cadena de comunicaciones manuales, pese a ser natural y casi espontánea en muchas empresas

n Ejemplo típico de avería que debe comunicarse al departamento de mantenimiento.

GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN  Mayo 2012 / n.º 440

Automática e Instrumentación

la demanda del mercado. Una vez programadas, a través del sistema se le hacen llegar al departamento de calidad, quien las aprueba y son vistas de manera automática por el jefe de planta, quien se las hace llegar al jefe de operaciones para que lance a los operarios la nueva orden de producción. Entre tanto, la avería ya se está solucionando, si es que no está ya solucionada, momento en el que se le enviará automáticamente a todos los que participaron del proceso un aviso de su resolución, por lo que la línea ya está disponible para una nueva producción. Y así comienza otra vez el ciclo de orden/ autorización/producción.

La clave del sistema está en la capacidad de concurrencia de las diferentes acciones implicadas: todos tienen acceso a la información al mismo tiempo por lo que todos pueden actuar simultáneamente intercambiando información sobre sus decisiones con lo que se reduce significativamente el tiempo de respuesta ante la avería. Según detalla Aberdeen Group en su informe Business Process Management en fabricación 2010, un sistema colaborativo como el recién descrito, que funciona de manera automática, además de permitir entregar los productos que el mercado demanda a tiempo, mejora en un 89% el ratio OEE y aumenta en 5 puntos el margen de operaciones.

transcurrido desde que se realizó el último producto apto antes del inicio de la configuración hasta que se obtiene el primer producto apto tras finalizar la misma. En este tiempo se incluyen ajustes y calentamientos de maquinaria que permiten fabricar productos estándares.

Una de las grandes claves para reducir estos tiempos de configuración y ajustes es disponer de un sistema o metodología que permita trazar y guiar a los agentes (humanos o sistemas) implicados a través de las acciones realizadas y duración de las mismas.

Con la solución adecuada, el BPM ayuda a digitalizar todos los procesos necesarios a realizar durante este período de tiempo, interconectar todos los agentes implicados bajo un único sistema de comunicaciones y llevar a cabo la hoja de ruta de las configuraciones y ajustes de las máquinas de una forma óptima.

Como ejemplo tipo, podríamos hablar de un cambio de formato o producto en una determinada línea: una fábrica puede precisar gestionar y realizar un seguimiento de varias de las fases por donde ha de pasar el cambio de formato o de producto sobre uno o varios equipamientos de la línea, incluyendo fases automáticas (referentes a sistemas) y manuales (referentes a usuarios). Mediante un workflow es posible coordinar las tareas entre varios equipos de trabajo para asegurar que las actividades de cambio de formato o de productos en los determinados equipamientos se realicen de la forma correcta y en el orden adecuado, permitiendo a posteriori analizar donde se ha consumido más tiempo para mejorar y optimizar el proceso.

BPM en tareas de configuración y ajustes El tiempo dedicado a realizar la puesta en marcha y ajuste de un equipo se define como el tiempo

BPM en tareas de prevención Entendiendo por defectos de producción los productos que no son aptos o necesitan de reproceso, por causas inherentes a un escenario que está

n En la industria de los cereales, cuyo empaquetado debe hacerse en unas condiciones concretas de humedad ambiental, un workflow puede lanzar avisos y acciones para prevenir futuros rechazos de lotes.

de fabricación, conlleva pérdidas de tiempo y de información, así como riesgos de seguridad, que tienen un alto coste económico para las industrias, ya que reducen su productividad y disminuyen significativamente el margen de beneficios de su producción.

La aplicación de la metodología BPM, a través de la creación de una serie de workflows interrelacionados para organizar todos los departamentos implicados frente a la existencia de una avería, se ha demostrado capaz de reducir esas pérdidas. La clave está en sincronizar de manera automática los departamentos de mantenimiento, planificación y producción con el objetivo que puedan tomar decisiones simultáneas sin poner en riesgo a producción. En términos sencillos, se automatiza el proceso consiguiendo que una decisión lance de manera inmediata, o incluso simultánea, la siguiente decisión.

Con BPM el flujo sería el siguiente: se produce la avería, el jefe de operaciones recibe una alerta automática de la misma, pero también es recibida por el jefe de planta, el de mantenimiento y el responsable de planificación de la producción.

Desde mantenimiento hacen llegar la propuesta de solución de la avería a través del mismo sistema tecnológico, por lo que el jefe de planta puede aprobarla esté donde esté al mismo tiempo que el responsable de planificación de la producción está evaluando qué nuevas órdenes de producción o recetas se deben ejecutar en las líneas que permanecen abiertas con el fin de responder a

Soluciones

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Soluciones

 GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN

Automática e Instrumentación

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en pleno funcionamiento, es posible incluir una serie de flujos de trabajo para mejorar este parámetro tanto en el ámbito de prevención como en el ámbito de gestión de productos defectuosos o reprocesos.

En el ámbito de la prevención, encontramos un buen ejemplo real: la necesidad de la industria de cereales que el empaquetado del producto se realice en unas condiciones de humedad medioambiental concretas.

Un posible workflow puede lanzar avisos y acciones determinadas a los departamentos implicados en tal tarea para prevenir futuros rechazo de lotes de producto final.

En el ámbito de la gestión, mediante workflows de reproceso de productos finales, es posible trazar todas las acciones necesarias por parte de los sistemas y usuarios para que esta actividad se realice de la forma más óptima.

BPM en la relación con el cliente final Muchos de los casos de deterioro en las relaciones con los clientes finales radican en dos puntos clave que toda organización ha de reducir para ser competitiva: retrasos en la

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entrega de productos finales o servicios y calidad de productos finales no complacientes.

Sobre el primero de los puntos, existen múltiples causas como falta de materia prima por culpa de la cadena de suministros, averías en equipamientos que retrasan la producción, etc. Mediante la estandarización de procesos en workflow que permitan optimizar este tipo de incidencias, es posible reducir el tiempo transcurrido de las mismas y minimizar el impacto sobre la planificación de entrega ya realizada.

Sobre la calidad de productos finales o servicios no complacientes, es muy importante tener una rápida reacción, ya que puede ayudar a mitigar el impacto de cara al cliente final. Un ejemplo de workflow práctico es el mostrado en la figura superior, en el cual existe un procedimiento que coordina varios departamentos, para tratar un feedback negativo por parte del cliente final debido a una calidad no complaciente entregada, de la forma más rápida y conseguir una reacción eficaz en toda la compañía.

Así, mediante la implementación

de una solución que incorpore metodología Business Process Management en la industria es posible mejorar en términos operativos prácticamente todos los procesos de fabricación que se ejecutan contribuyendo a que sean más competitivos en el mercado actual. La clave es que la solución sea capaz de comunicar y relacionar bajo una misma plataforma todos los sistemas de negocio de la compañía con los sistemas de producción en tiempo real, permitiendo tener una única plataforma de trabajo para usuarios que ocupen diferentes roles dentro de la compañía, mejorando substancialmente la comunicación entre los mismos. De esta forma es posible realizar una mejora continuada de todos los procesos de la organización, desde los procesos de sistemas de negocio (ERP, PLM, SCM, CMMS, etc.) hasta los procesos de sistemas de producción (scada, HMI, DCS, PLC, etc.), para así conseguir la excelencia operacional de la compañía en todos los ámbitos.

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BOMBAS  Mayo 2012 / n.º 440

Soluciones Automática e Instrumentación

En máquinas de moldeo por inyección

Controlar la velocidad de las bombas con servoaccionamientos Es posible disminuir el consumo de la máquinas hidráulicas a una quinta parte y el nivel de ruido a la mitad, manteniendo el mismo nivel de rendimiento, gracias a la utilización de servobombas eléctricas, que combinan los beneficios de los sistemas de servoaccionamientos aplicados a la hidráulica y la eficiencia eléctrica de los motores eléctricos.

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as soluciones hidráulicas con solo un servoaccionamiento proporcionan beneficios técnicos y económicos para los ejes que realizan movimientos secuenciales y lineales. En sistemas hidráulicos convencionales, normalmente la cantidad de flujo y la presión del sistema son reguladas mediante una bomba de émbolo accionada por un motor de inducción trifásico. Esta configuración es ampliamente utilizada en máquinas de moldeo por inyección. Sin embargo, hay una clara desventaja en este tipo de configuraciones: estos motores y bombas están trabajando constantemente a máxima velocidad, independientemente de que la máquina esté trabajando a su máxima capacidad o de si se encuentra en espera. Esto se traduce en pérdidas considerables cuando la máquina funciona a la mitad de su carga o incluso cuando la máquina está parada. Estas pérdidas pueden llegar a alcanzar un 20% de la potencia nominal. Además, hay que añadir un sistema de refrigeración, que hace aumentar tanto el tamaño como los costes de funcionamiento de la máquina.

B&R, conjuntamente con la empresa austríaca Dorninger Hytronics

–experta en sistemas hidráulicos–, ha desarrollado un tipo de servobomba eléctrica energéticamente eficiente y a la vez con un muy buen comportamiento dinámico. En esta solución, tanto la presión como la cantidad de flujo requeridas son generadas según las necesidades inmediatas del sistema. Esta bomba volumétrica responsable de generar la presión del sistema está accionada por un motor que es controlado por un Acopos. Gracias a que los servomotores pueden llegar hasta velocidades de 4.000 rpm, frente a las 1.500 rpm que puede alcanzar un motor de inducción, es posible disminuir un 60% el tamaño de las bombas de

émbolo, manteniendo la misma cantidad de flujo a la vez que aumentando la precisión en el control de presión. El ahorro de energía se hace patente, ya que la potencia que se desarrolla es función de la velocidad de la servobomba y, por lo tanto, entre ciclo y ciclo, el motor se para automáticamente y la potencia es cero. El ahorro de hasta el 70% en el consumo tiene consecuencias significativas en los costes de producción globales de la máquina. Si se compara con las soluciones hidráulicas convencionales, con esta nueva configuración se puede hacer uso de un depósito mucho más pequeño, lo que reduce el tamaño total de la máquina, como también lo hacen los servomotores B&R, de diseño compacto y con un excelente comportamiento dinámico.

Otros aspectos de ahorro significativos vienen generados porque el cambio del aceite hidráulico no debe realizarse tan a menudo y porque ya no son necesarios los sistemas de refrigeración de aceite. Esto no solo elimina sus costes y los requerimientos de espacio asociados a estos, sino que también disminuye su consumo de energía, que en el caso de las máquinas de moldeo por inyección

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Soluciones

 BOMBAS

Automática e Instrumentación

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n Las servobombas eléctricas disminuyen la emisión de ruido en 15dB y eliminan la necesidad de caros sistemas de insonorización comunes en la bombas clásicas.

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n Las mediciones lo demuestran: las servobombas eléctricas reducen la energía necesaria por el accionamiento hasta un 70% y proporcionando, como mínimo, la misma cantidad de potencia.

de caucho representa un 8% del total de los costes energéticos.

Otra ventaja es una reducción del ruido del sistema de hasta un 50%, lo que no solo mejora las condiciones del trabajador, sino que a la vez elimina la necesidad de instalar sistemas de insonorización caros y voluminosos en las máquinas.

Gracias a su estructura híbrida eléctrica e hidráulica, las servobombas eléctricas combinan los beneficios de los sistemas de servoaccionamientos aplicados a la hidráulica y la eficiencia eléctrica

de los motores eléctricos.

En el lado de la hidráulica, el reto principal para este desarrollo lo representó la tecnología de la bomba.

Debido a la necesidad de calentar el aceite de forma puntual durante las fases donde se mantiene la presión (típicas en las máquinas de inyección de plástico), no pueden ser usadas todas las bombas. Esta es la principal razón por la que Dorninger Hytronics ha desarrollado la serie de bombas DHPH, especialmente diseñadas para este tipo de aplicaciones. Los servoaccionamientos Acopos –que trabajan

en tiempos de ciclo muy rápidos– y los motores de B&R –que tienen un bajo momento de inercia y que son capaces de responder a una dinámica exigente– proporcionan el rendimiento necesario para los controles de presión y posición requeridos por los sistemas hidráulicos.

El concepto de control de las servobombas eléctricas de B&R y Dorninger Hytronics es único en su clase. Los algoritmos de control de la presión y del caudal son gestionados por el propio servoaccionamiento Acopos, lo que reduce la carga de trabajo del autómata de la máquina.

Esto garantiza tiempos de respuesta más rápidos y unas propiedades dinámicas óptimas para las máquinas que requieran movimientos de alta precisión. Las características del control de la servobomba dependen básicamente de la inercia del motor y de la propia carga. Gracias a que los parámetros de cada eje hidráulico se configuran dentro de cada servoaccionamiento Acopos de B&R, se consigue reducir el tiempo de ciclo y optimizar su comportamiento en comparación con los sistemas hidráulicos convencionales.

Perfecta integración en la automatización B&R proporciona una extensa librería de software con los algoritmos de control hidráulico y que se pueden encontrar dentro de Automation Studio. Debido a que se trata de una solución abierta, la librería puede ser ampliada para aplicaciones específicas. Los ejes hidráulicos y eléctricos pueden ser conectados fácilmente y sincronizados usando un protocolo como Powerlink y a la vez, es posible acceder de forma remota a cada accionamiento para su diagnóstico. La integración de la servobomba eléctrica en Automation Studio permite elaborar tanto el software para el control secuencial como también para el control del movimiento dentro de un mismo entorno de desarrollo.

Esto proporciona otros beneficios, como la posibilidad de evaluar la información proporcionada por el encoder del motor para evaluar, por ejemplo, la cantidad de flujo

BOMBAS  Mayo 2012 / n.º 440

Automática e Instrumentación

n Principio de funcionamiento de la servobomba eléctrica.

y adaptar el controlador según su valor. Además, existen otras herramientas de diagnóstico que se pueden añadir al controlador. Por ejemplo, un módulo electrónico de mantenimiento predictivo es capaz de monitorizar el estado de la máquina, avisando de posibles problemas que puedan generarse y reduciendo

Soluciones

así los costes de mantenimiento de las máquinas.

Rápido retorno de la inversión Las bombas hidráulicas clásicas requieren de una gran cantidad de componentes hidráulicos debido a la naturaleza de los accionamientos que emplean. De hecho, un componente

hidráulico complejo y caro no incluye mucha electrónica. Sin embargo, las servobombas eléctricas integran más recursos eléctricos y electrónicos, componentes que son claramente más baratos que los hidráulicos, y con un comportamiento similar o incluso mejor.

La tecnología de las servobombas eléctricas está disponible actualmente dentro unos rangos de potencia desde 5KW hasta 120KW. Es posible combinar los motores y bombas tal y como se desee según las necesidades de la carga. El dimensionamiento más adecuado de la bomba, del servoaccionamiento y del motor teniendo en cuenta factores como la tecnología y los costes pueden ser realizados con la ayuda de una herramienta propia. Esta herramienta es utilizada por los técnicos de B&R y Dorninger Hytronics para diseñar soluciones según las especificaciones del cliente, pero a la vez, está disponible para aquellos clientes que la quieran utilizar.

B&R

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Aplicaciones

 GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN

Automática e Instrumentación

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En la empresa Pernord Ricard

Gestionando la calidad y la trazabilidad de planta Esta importante compañía dedicada a la fabricación de vinos y espirituosos ha decidido implantar un sistema LIMS (Laboratory Information Management System) para gestionar las muestras y tests de calidad que se realizan tanto en laboratorio como en las líneas de producción, así como un sistema para la realización del seguimiento y la genealogía de la producción, desde la recepción de materias primas hasta la expedición de los productos.

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ernod Ricard es una empresa de origen francés que emplea a más de 19.000 personas en 70 países. La compañía es líder mundial en fabricación de vinos y espirituosos, incluyendo marcas de primera calidad y líderes en sus respectivos segmentos como Jameson, Ricard, Kahlua, Malibu, Beefeater o Havana Club. Pernod Ricard España, que está presente en nuestro país desde el año 1978, es el primer operador de bebidas espirituosas en España. Con una plantilla de 490 empleados, su presencia cuenta con dos sedes administrativas, ocho direcciones regionales, tres centros de producción y un centro logístico.

El objetivo del proyecto era la implantación de un sistema MES en la planta situada en la localidad de las Labores (Ciudad Real), que es la principal fábrica que la compañía tiene en España. En ella concentra la mayor parte de la elaboración y/o embotellado de espirituosos. Los números manejados en el proyecto son los siguientes: 78 materias primas con las que se elaboran 43 productos finales distintos, que combinadas con 720 materias secas diferentes, producen 260 SKU distribuidos en más de 45 mercados internacionales.

Las funcionalidades principales que debía cumplir este sistema MES eran: • Gestión de la calidad. Implantación de un sistema LIMS (Laboratory Information Management

System) que permitiera gestionar las muestras y tests de calidad que se realizan tanto en laboratorio como en las líneas de producción.

• Gestión de la trazabilidad. Implantación de un sistema para la realización del seguimiento y la genealogía de la producción, desde la recepción de materias primas hasta la expedición de los productos.

Tras el estudio de las distintas soluciones existentes en el mercado, Pernod Ricard se decidió por implementar un sistema basado en el portfolio de productos MES de Siemens. Uno de los principales motivos de la elección fue la capacidad de esta firma para integrar ambas funcionalidades en un solo sistema, cumpliendo con el estándar de la ISA-95, así como la experiencia en la implantación de sistemas similares tanto a nivel nacional como internacional.

La solución implantada se basa en la plataforma Simatic IT, empleándose los módulos Simatic IT Unilab como sistema LIMS y Simatic IT Production Suite como sistema de gestión de la trazabilidad. Siemens confió la ejecución del proyecto a Ininfa Soluciones Aplicadas, integrador certificado conforme al programa Siemens Solution Partner Automation-Módulo MES. Gestión de calidad Simatic IT Unilab fue la herramienta elegida por parte de Pernod Ricard

para cumplir el objetivo fundamental de unificar todas las aplicaciones satélite y documentos de calidad utilizadas en el proceso productivo en una única herramienta que facilitase la búsqueda y explotación de datos, encaminándose a conseguir una mayor eficacia en el entorno diario de trabajo.

Simatic IT Unilab es un software de tipo LIMS, que gestiona el trabajo de los laboratorios, optimizando la recolección, análisis y reporte de los datos de calidad tanto del laboratorio como de las líneas de producción.

Se trata del sistema encargado de controlar y gestionar las muestras de calidad que se efectúan en los laboratorios de la instalación. Una de sus ventajas es que permite la integración de las muestras de todos los laboratorios (en este caso laboratorios químico y físico) en un único repositorio centralizado.

Las muestras son creadas de forma planificada, automática o manual, dependiendo del entorno de fábrica en que nos encontremos.

Durante el proceso productivo, el sistema basado en Simatic IT Unilab controla la información de calidad de las siguientes etapas del proceso: • Recogida de materias primas en cisternas.

• Recogida de insumos, materia seca a utilizar en el embotellado de producto, control de proveedores.

• Controles de material elaborado.

GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN  Mayo 2012 / n.º 440

Automática e Instrumentación

n Toma de muestras en laboratorio mediante Simatic IT Unilab.

n Gestión de la calidad durante el proceso de producción.

• Producto final.

• Controles de medio ambiente.

Toda esta información puede ser consultada con posterioridad de forma sencilla e intuitiva, bien mediante las pantallas del propio producto, bien mediante la generación de informes a medida con la herramienta Simatic IT Report Manager.

Entre las mejoras que el sistema ha proporcionado al personal del departamento de calidad cabe destacar: • Centralización dela información en una única herramienta.

• Creación de las tareas de trabajo de forma automática en el sistema, lo cual permite al personal distribuir su trabajo.

• Recepción automática de datos desde los instrumentos de laboratorio (densímetros, cromatógrafos, etc.) y equipos de fábrica (básculas, control de visón artificial, etc.).

• Visualización del entorno productivo en función de las muestras creadas de forma automática.

• Contribución a la eliminación de papeles en planta.

puede detectar cualquier problema que acontezca a lo largo del proceso productivo.

Los objetivos que se marcaron el proyecto para el módulo de trazabilidad son los siguientes: • Comunicación con el ERP (AS400) para recepción de maestros de productos y sus correspondientes escandallos.

• Comunicación con sistemas de nivel 3 presentes en la planta. El sistema ha de alimentarse con datos de terceros (elaboración, envasado,..) para llegar a gestionar la trazabilidad de todo el proceso productivo de manera automática.

• Control de trazabilidad de producto, desde la entrada de materias primas en fábrica hasta la salida del producto de almacén a cliente, asociando en cada momento los controles de calidad correspondientes.

• Visualización de la información vía web, sin necesidad de realizar instalaciones en clientes.

• Control de stocks de productos intermedios en fábrica.

Estos objetivos han sido cubiertos empleando el componente Simatic IT Material Manager, el cual se incluye dentro de la plataforma Simatic IT Production Suite. Este es el módulo que, conforme al estándar definido en la norma ISA S-95, se ocupa de gestionar el movimiento de materiales en la planta.

Un resumen de las funcionalidades de Simatic IT Material Manager sería

Gestión de trazabilidad En coordinación con el módulo de calidad, el sistema de gestión de la trazabilidad fue implantado con el principal objetivo de controlar detalladamente cada movimiento y control de calidad que se realizase en fábrica. De esta forma, a través del enlace con el Sistema de Calidad, se

Aplicaciones

el siguiente: • Definición de un modelo de materiales común a la planta o empresa.

• Importación de los maestros de materiales desde el ERP u otros sistemas externos.

• Gestión de la trazabilidad de los lotes y sublotes de materiales, realizando un seguimiento de los mismos por las distintas unidades físicas que componen el proceso productivo, y capturando los parámetros de proceso o de calidad asociados. De esta forma, no solo se sabrá que un determinado lote se procesó en una máquina a una determinada hora, sino que también se habrá registrado cuáles eran los parámetros significativos en esa etapa del proceso.

• Obtención de la genealogía del proceso: – Hacia delante o forward: a partir de un lote de materia prima, llegar a conocer en qué lotes de producto semielaborado o final se ha transformado.

– Hacia detrás o backward: a partir de un lote de producto final, conocer las materias primas o productos semielaborados que han intervenido en su fabricación.

• Visualización de la información y explotación a través del portal web de Simatic IT. Sergio Ballesteros Guntín Siemens. Sector Industria, Área MES

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Aplicaciones

 CONTROL DE PROCESOS

Automática e Instrumentación

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Cisatec y Schneider Electric

Máxima velocidad y productividad en líneas de bobinado de papel Se ha desarrollado un proyecto centrado en una línea que ha sido concebida para desbobinar una bobina de papel con una o dos hojas y rebobinarla en una barra de higiénico industrial, secamanos, bobina industrial o rollo camilla, entre otros, con un peso, diámetro y longitud de papel predeterminados. El principal reto de este proyecto era mejorar los tiempos muertos por cambios de bobina, así como aumentar la velocidad de la línea.

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isatec, empresa valenciana dedicada a la fabricación de maquinaria industrial para la transformación de papel, buscaba mejorar sus líneas de bobinado.

El equipo de Cisatec, formado por personal con amplia experiencia en el sector de los procesos de automatización de líneas de transformación de papel, quería conseguir una línea de máxima velocidad y productividad, que fuera a la vez segura y eficiente energéticamente. La firma Schneider Electric ha participado en el proyecto.

La línea que centra el proyecto ha sido concebida para desbobinar una bobina de papel con una o dos hojas, y rebobinarla en una barra de higiénico industrial, secamanos, bobina industrial o rollo camilla, entre otros, con un peso, diámetro y longitud de papel predeterminados.

La línea puede complementarse con otros módulos para dar el acabado adecuado al papel resultante (liso o gofrado, con o sin precorte, con cosido mecánico de hoja), tronzarlo a una longitud dada para formar rollos de tamaños comerciales y agruparlos de acuerdo a las necesidades de cada cliente. Además, se trata de una línea de fabricación totalmente automática, gracias a su funcionamiento start/stop, que no

n Desbobinadores.

requiere la intervención de ningún operario para su funcionamiento.

El reto principal del proyecto era mejorar los tiempos muertos por cambios de bobinas, ya que el paro que supone la reposición de las bobinas siempre tiene asociado un coste temporal y económico notable.

Además, Cisatec se propuso crear la primera línea de bobinado completa de mayor velocidad fabricada en España, compuesta por elementos de un mismo fabricante.

Para lograr ambos objetivos, Schneider Electric ofreció una solución basada en sus nuevos controladores Modicon M258, instalados en cada una de las partes de la línea e interconectados entre sí mediante comunicaciones Ethernet TCP/IP. Para el control de movimiento se propuso la utilización de variadores de velocidad Altivar 32, servodrives Lexium 32 y servomotores LID –Lexium Inte-

grated Drives–, todos ellos conectados y supervisados mediante CANOpen por algunos de los PLC. Además, cada controlador dispone de un terminal de diálogo HMI Magelis, que permite parametrizar y diagnosticar cada uno de los módulos de la línea, tanto por separado como en conjunto con el resto del sistema de automatización propuesto. Todos estos elementos están programados por el nuevo entorno SoMachine v.3.0 de Schneider Electric. Este nuevo software permite desarrollar, configurar y realizar la puesta en marcha de toda la línea desde una única herramienta, en un solo proyecto que contiene toda la programación lógica de cada uno de los M258 que controlan las máqui-

CONTROL DE PROCESOS  Mayo 2012 / n.º 440

Aplicaciones Automática e Instrumentación

n Algunos detalles del cuadro eléctrico.

nas, el diagnóstico y parametrización del control de movimiento, así como la programación y supervisión de los terminales HMI. Aunque la solución fue diseñada para la línea completa, cada una de las partes que compone la misma pueden trabajar y ser suministradas por separado, gracias a la inexistencia de transmisiones mecánicas –todas las transmisiones y reducciones se realizan electrónicamente con variadores y/o servodrives–, a la distribución del control y al sistema de comunicaciones abierto con el que se concibió el proyecto, basado en Ethernet TCP/IP. De esta forma, Cisatec puede acceder con una única solución, tanto al negocio de venta de líneas completas de bobinado, como al de actualización y modernización de partes de líneas ya existentes en las plantas de sus clientes.

Comunicaciones Respecto a las comunicaciones a nivel de dispositivos de campo, la utilización de CANOpen permite la reducción de cableado de señales, mejorando sustancialmente los tiempos y disminuyendo los errores en el proceso de montaje de los cuadros eléctricos, a la vez que centraliza todos los datos de los dispositivos conectados con CANOpen en el PLC, incluyendo todos los elementos y funciones de seguridad implementadas en la línea.

Por su parte, las máximas prestaciones aportadas por la conectividad Ethernet incorporada de base en todos los equipos Modicon M258

han permitido, además de una total integración y transparencia en toda la línea, transferir consignas a través de comunicaciones, mejorando y optimizando las conexiones analógicas clásicas y evitando las típicas interferencias en estas señales. Otra de las mejoras que ha supuesto la instalación de los controladores de Schneider Electric se centra en el mantenimiento, ya que ante los posibles problemas que puedan surgir, los técnicos de Cisatec pueden acceder a la línea remotamente para su diagnóstico y/o reparación de una forma rápida, evitando costes de desplazamiento y tiempos de parada en planta innecesarios.

La parte principal de la línea es una bobinadora automática compuesta por dos cabezales desbobinadores, que permiten alimentar de forma continua la línea con bobinas de hasta 2,5 metros de diámetro y 2,8 metros de ancho, con aproximadamente 3.000 quilos de peso, una encoladora/gofradora y una bobinadora.

Como ya se ha comentado, uno de los requerimientos del proyecto era la necesidad de reducir al máximo el tiempo de parada por cambio de bobina madre, que se consiguió gracias a los dos cabezales desbobinadores y a la inclusión de variadores Altivar 32, parte fundamental en la mejora de los niveles productivos, pasando de velocidades de poco más de 400 metros de paso de papel por minuto, a superar los 500 metros. Para alcanzar estos niveles de rendimiento, los equipos son capaces de trabajar sincronizados a regímenes de hasta

el 300% de sus valores nominales.

Con estas velocidades era de vital importancia evitar cualquier desviación del papel durante el proceso de desbobinado-bobinado, y para ello se optó por instalar un módulo centrador, basado en la colocación de varios Lexium Integrated Drives (LID) que corregían, en marcha, el posible desplazamiento lateral del papel. Por otro lado, todos los motores asíncronos con los que cuenta la línea están sincronizados mediante un control de regulación PID, gestionado por el Modicon M258, de forma que se tiene un control en todo momento de la tensión del papel.

La línea de desbobinado se completa con dos máquinas más, denominadas tronzadora y túnel de retractilado. La primera es la encargada de cortar el rollo rebobinado en longitudes comerciales. El radio y nivel de compresión con el que llega el papel a esta parte del proceso era otro de los aspectos relevantes del proyecto, pues se han conseguido alcanzar cortes de bobinas de hasta 350 mm de diámetro y 4,5 quilos de peso por rollo, con una cadencia de 75 rollos/minuto, respecto a los valores anteriores, que no superaban los 60 cortes. Para ello, se ha introducido en los ejes de rotación y traslación de la hoja de corte el nuevo Altivar 32, y se ha mejorado la dinámica de avance del rollo a través de un servodrive Lexium32, permitiendo un corte más rápido, limpio y preciso.

Situado al final de la línea se encuentra el túnel de retractilado, para

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Aplicaciones

 CONTROL DE PROCESOS

Automática e Instrumentación

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el cual se ha optado por una solución ingeniosa para agrupar y apilar los rollos resultantes a la salida de la tronzadora, así como el control de temperatura de retractilado a través de PID, gestionados de nuevo por el controlador Modicon M258. Para conseguir un apilador programable en cualquier configuración y formato, se instaló una solución de posi-

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n Gofrador encolador.

cionado basada de nuevo en Altivar 32, cerrando el lazo de posición con un encoder incremental.

Cisatec tuvo muy en cuenta la seguridad durante todo el proceso de diseño, tanto para el usuario potencial como para la propia maquinaria. Con este objetivo se im-

plementaron todas la funciones de seguridad necesarias en un modulo configurable Preventa XPSMC de Schneider Electric, a su vez integrado en la solución global a través del mismo bus de campo CANOpen.

Una de las principales funciones de seguridad gestionadas por el módulo (además de paros de emergencia instantáneos y retardados y el control de interruptores magnéticos) es el control del mando de validación, el cual permite realizar las funciones de cambio de bobina y mantenimiento general de la línea, sin necesidad de que esta pare completamente, a una velocidad considerada como segura. Además, gracias a las funciones integradas de seguridad de que disponen los nuevos variadores Altivar 32 y servodrives Lexium32 –paro de emergencia y parada en rampa controlada, entre otras–, se reduce el número de elementos, se simplifica el cableado y se optimiza el tamaño final del cuadro.

Schneider Electric

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 Control Techniques ha lanzado recientemente un nuevo software gratuito para el cálculo del ahorro de energía mediante el uso de convertidores de frecuencia en bombas y ventiladores denominado CT Energy Savings Estimator que se encuentra en la web de la empresa, www. controltechniques.com, para su descarga.

Se trata de un software que permite comparar el consumo de energía regulando con convertidor de frecuencia y con los métodos tradicionales. Mediante gráficos muy intuitivos se informa del perfil de costes y del payback de la inversión correspondiente y ofrece representación gráfica del flujo comparado con el coste, horas y tiempo.

El informe se puede adaptar a las necesidades del cliente, permitiendo su impresión, el envío por correo electrónico y su gestión como un fichero.

NUEVOS PRODUCTOS PARA LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Válvulas y sensores inteligentes  Especialmente indicados para su utilización en los sectores de alimentación y bebidas, industria farmacéutica y cosmética, las válvulas y sensores compactos Element comercializados por Bürkert permiten controlar de manera fiable fluidos inertes, vapor, productos químicos y disolventes corrosivos o fluidos abrasivos, como por ejemplo lodos, en una amplia variedad de aplicaciones.

Fabricados en acero inoxidable, ofrecen grado de protección IP65/67 y son resistentes a todos los métodos de limpieza convencionales. Integran controladores, válvulas todo/nada y sensores de pH/potencial rédox, conductividad y nivel y ofrecen inteligencia integrada para sistemas de control distribuido en lazo cerrado, además de una programación y un funcionamiento completos y fáciles para el usuario. Por otro lado, esta nueva gama permite una personalización flexible, ya que la válvula de proceso se equipa con módulos de control variable en un sistema modular que puede integrarse en el actuador. Este sistema de actuador con automatización integrada se comunica mediante bus de campo o PLC y combina, para cada aplicación, el aspecto visual especificado con una tecnología eficiente. www.burkert.es

Nueva gama de conectores

 Wago ha ampliado su gama de conectores Winsta Mini para Knx con conectores de distribución en “T” y “h” para 5 polos (fase, neutro y tierra + 2 control Knx o Dali), indicada para cable de 0,5 a 1,5 mm2, con corriente máxima de operación de 16A. Los modelos de esta nueva gama están disponibles en color negro, blanco y azul, este último para aplicaciones Dali, mientras que su tensión nominal es de 400V. Este producto se completa con placas de montaje para grapar en techo o suelo los conectores de distribución en “h”.

Estos conectores permiten la instalación rápida de forma segura y aceptada por las delegaciones de industria de cada comunidad autónoma. Por otro lado, Dicomat-Wago ofrece suministro de los cables pre-confeccionados www.controltechniques.com a medida de la obra y/o los conectores sueltos. www.dicomat-asetyc.com E-856a-rchain sofort 175x61M_E-856a-rchain sofort 175x61M 08.05.12 14:40 Seite 1

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Multisensor con detección de movimiento y de luminosidad

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 E-Controls presenta e-Multisensor 0-10V, un nuevo equipo que incluye un detector de movimiento y un sensor de luminosidad que permiten detectar el estado de ocupación y medir el nivel de luminosidad de una zona en un edificio con el objetivo de poder actuar sobre el sistema de control de la iluminación y la climatización en función de la presencia de personas y de los niveles de luz ambientales, para ajustar el consumo energético de la instalación según el estado de ocupación real del edificio. El dispositivo está especialmente indicado para su instalación con cualquier sistema de control, puesto que dispone de una salida relé libre de potencial para el sensor de movimiento y una salida analógica 0-10V para el sensor de luminosidad, que se conectan directamente a cualquier módulo de entradas universales (analógicas/digitales) para realizar la gestión de la iluminación y la climatización de las zonas del edificio.

La salida relé se activa cuando el sensor de movimiento detecta la presencia de personas en un rango de detección de 36 m2 y se desactiva por un temporizador interno ajustable entre 1 segundo y 50 minutos.

El sensor de movimiento se ha diseñado para conseguir la máxima sensibilidad, pudiendo detectar pequeños movimientos que hacen que el equipo proporcione una información fiable al sistema de control de la instalación. www.e-controls.es

Solución para los fabricantes de maquinaria de climatización  Schneider Electric presenta la plataforma SoHVAC, diseñada para los fabricantes de maquinaria de climatización y que garantiza la reducción del tiempo de programación y puesta en marcha gracias a sus controladores parametrizables plug & play y a los bloques de función prediseñados y arquitecturas documentadas para los controladores lógicos programables. Una de las soluciones plug & play disponibles se aplica a enfriadoras de agua en las que en base al modo de operación preconfigurado se hace posible un ahorro energético de hasta el 10% mediante la reducción del punto de sobrecalentamiento de 8º C a 5º C. Adicionalmente, el control de los convertidores de frecuencia que modulan el flujo de aire en la unidad condensadora aporta un ahorro añadido de hasta el 12%. En la misma línea, otra de las soluciones se focaliza en las unidades de tratamiento de aire, que pueden beneficiarse de un ahorro de hasta el 30% con el uso de convertidores de frecuencia en los ventiladores y una adecuada planificación horaria de su funcionamiento gracias al reloj/calendario incorporado en el controlador lógico parametrizable. Por otro lado, para sistemas más complejos, los controladores lógicos están preparados para su programación y adaptación a cualquier tipo de máquina gracias a bloques de función prediseñados. www.schneiderelectric.es

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Nueva solución de envolventes

 El fabricante industrial Eaton, proveedor de componentes, sistemas y soluciones para la ingeniería eléctrica y automatización, ha lanzado su nueva generación de sistemas de envolventes xEnergy. Se trata de un sistema para la distribución y el control de la energía que permite múltiples combinaciones y que está diseñado especialmente para aplicaciones en la industria o en cualquier tipo de infraestructuras de hasta 5000 A. Está disponible en 5 variantes de montaje, combinables todas entre sí y que utilizan un único bastidor donde, además, se comparte toda la gama de accesorios y posibilidades de montaje. Así, con un mínimo número de referencias se puede construir desde un sencillo armario sin compartimentación hasta el más sofisticado Centro de Control de Motores con cubículos extraíbles independientes.

Todo componente para la distribución de energía así como para el arranque, protección y el control de motores se ensambla fácilmente en la envolvente garantizando un aprovechamiento óptimo del espacio útil interior.

www.eaton.eu

Actuadores lineales y rotolineales de precisión para Mover y Medir Larraioz presenta los actuadores eléctricos de precisión SMAC, para movimientos lineales y/o rotativos, control de posición, velocidad y fuerza. Excepcional dinámica, debido al sistema de bobinas móviles que le permite conseguir aceleraciones extremas.

De tipo corredera, cilindro, pinza, multieje o rotolineal, integran tecnología “Direct Drive” sin holguras ni desgastes. Estos actuado actuadores llegan a aceleraciones de hasta 50 G, resoluciones de 100 Nanómetros, velocidades de 10 M/seg, MTBF mayor de 200 millones de ciclos.

Exclusivo sistema “Soft Land” de aproximación suave a superficie y un preciso control de fuerzas sin sensores externos.

INSTALACIONES CENTRALES

DIRECCIÓN POSTAL

Larraioz Etxea Garate Mendi E-20808 Getaria (Gipuzkoa) Tlf. 943 140 139 / Fax: 943 140 327

Larraioz E.Ind., S.L. Aptdo de correos 193 E20800 - Zarautz (Gipuzkoa)

Dirección GPS: 43,2881, -2.1933

com@larraioz.com

tecnoMarket

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Nuevas CPU de 4 y 8 ejes para Sysmac

Módulo de seguridad

 Siguiendo con el lanzamiento de la Plataforma de Automatización Sysmac el pasado mes de julio de 2011, Omron amplía la familia de sus controladores de máquina con el lanzamiento de las nuevas CPUs serie NJ3. Esta nueva serie consiste en dos CPU de 4 y 8 ejes, con las que Omron ofrece total compatibilidad y escalabilidad desde 4 hasta 64 ejes. La serie NJ3 es totalmente compatible con el controlador de máquinas NJ5, usando la misma herramienta de programación y configuración –Sysmac Studio– y las mismas redes integradas –EtherCAT para control total de toda la máquina y EtherNet/IP para información de planta. Al igual que NJ5, su hermano pequeño NJ3 integra la última tecnología de procesadores de Intel Corporation aprovechando todas las ventajas de la arquitectura de la plataforma de automatización Sysmac.

 Para la supervisión segura de las paradas y de los movimientos de elementos de accionamiento Phoenix Contact presenta el módulo de seguridad PSR Motionstop, un dispositivo de 35 mm al que se pueden conectar transmisores incrementales estándar, codificadores rotatorios SIL con certificación de seguridad e interruptores de proximidad para poder implementar funciones de seguridad esenciales conforme a EN 61800-5-2. Las salidas de semiconductor y de relé detienen el movimiento peligroso en caso necesario de forma rápida y segura.

Se pueden supervisar hasta cuatro modos de funcionamiento distintos de una máquina en combinación con componentes de accionamiento externos y las funciones de seguridad integradas STO (momento de desconexión seguro), SLS (velocidad limitada segura) y SMS (supervisión de velocidad segura), así como SDI (dirección de movimiento segura).

Los parámetros del módulo de seguridad pueden ajustarse cómodamente con la unidad de control y visualización PSR OP Unit extraíble. Esta no es necesaria para el funcionamiento del dispositivo básico, por lo que se garantiza una máxima protección contra la manipulación para una PSR OP Unit que esté funcionando de forma remota.

www.omron.es

www.phoenixcontact.es

Boletín de suscripción a Automática e Instrumentación 2012 Deseo suscribirme a la revista Automática e Instrumentación (11 ediciones/año) y recibir las ediciones especiales de la revista de nuevos productos TecnoMarket. � Suscripción (11 ejemplares+TecnoMarket). España: 160 �

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Mayo 2012 / n.º 440

Nuevos controladores redundantes  La división Industry Automation de Siemens, además de mejorar el rendimiento de sus controladores de alta disponibilidad y alto rendimiento Simatic S7-400H, ha ampliado su oferta de estos equipos con la nueva CPU 416-5H. Todas las CPU disponen ahora de una interface Profinet con un switch de 2 puertos, mayor memoria y capacidades funcionales ampliadas para bloques de datos y de función, así como llamadas de función. Una de las nuevas funciones afecta a la conmutación entre sistema maestro y de reserva, que ahora puede programar el usuario. Por lo que respecta al rendimiento, se ha mejorado, por ejemplo, con recursos ampliados para la comunicación. La interface Profinet con switch de 2 puertos se utiliza para la comunicación de la instalación, en la que se admiten conexiones H de alta disponibilidad a través de TCP/ IP (ISO on TCP) y, en combinación con las interfaces integradas MPI/DP y Profibus-DP, permite la conexión redundante de los equipos periféricos posibilitando una sincronización de datos por cable de fibra óptica de hasta diez kilómetros. El nuevo controlador CPU 416-5H con 16 MB de memoria de trabajo se sitúa, en cuanto a su potencia, entre las CPU 412-5H con 1 MB, 414-5H con 4 MB y 417-5H con 32 MB. Los controladores se programan y configuran con las herramientas de ingeniería Simatic Step 7. www.siemens.com/s7-400

Nueva cámara IP

Fuentes de alimentación compactas

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 Wago amplía su catálogo de productos con las nuevas fuentes de alimentación compactas Wago’s Epsitron, cuya altura de 55 mm permite el montaje en instalaciones y cajas de distribución. Las fuentes de alimentación 787-10x son de pequeño tamaño, aunque garantizan un alto rendimiento, ofrecen tensiones nominales de salida de 12 y 24 VDC y están disponibles en potencias de 30, 60 y 100 W. Por otro lado, disponen de protección de clase II, con un voltaje de entrada de 85 a 264 VAC, permitiendo el uso en diferentes redes de alimentación o en redes de alto voltaje. Con especificación DIN 43880 y disponibles en 54 mm, 72 mm o 90 mm de ancho dependiendo de la potencia, su capacidad de instalación con derating y el diseño compacto para carril DIN 35, permiten alimentar el Wago-I/O-System 750 o sistemas de control similares en cajas de distribución. El conector de alimentación utiliza código de colores y bornas equipadas con conexiones Cage Clamp, que ofrecen la máxima garantía ante vibraciones. Las bornas son adecuadas para secciones entre 0,08 y 2,5 mm² y disponen de indicación inmediata de la salida de voltaje mediante LED verde y una corriente constante en caso de sobretensión. www.dicomat-asetyc.com

Nuevo módulo interface  El nuevo módulo interfaz esclavo Profinet I/O de la serie SLIO de Vipa acepta hasta 64 módulos de E/S de periferia con una velocidad de transmisión de 100 Mbit/s. Incorpora dos conectores RJ45 para la comunicación Profinet y soporta un rango máximo de direccionamiento entradas y salidas de 512 Bytes. Además, integra un módulo de alimentación 24V dc, con protección contra polaridad inversa, que alimenta, además de la electrónica, las salidas de los módulos de la periferia, con lo que no es necesario pedirlo por separado. Los leds indicadores de estado ofrecen amplia información del módulo (alimentación, servicio, errores); soporta además: interrupciones, alarmas de proceso, funciones de diagnóstico e interrupciones con diagnóstico configurables mediante parametrización. www.vipa.es

 La nueva VPort 36-1MP, cámara IP de Moxa, firma representada en España por Tempel, puede trabajar en rangos de temperatura de entre -40 y +75ºC, sin necesidad de calefactores o ventilación forzada. Se trata de una cámara IP industrial con carcasa y codificación H.264 que combina resolución HD (1280 x 720), una avanzada tecnología IVA (Intelligent Video Analysis) y funciones anti-niebla para mejorar la eficiencia del sistema de vigilancia al mismo tiempo que se aumenta la calidad del vídeo. Las cámaras IP VPort 36-1MP, con rango IP30, disponen de Nivel 3 de protección EMI/EMC, por lo que pueden operar en entornos lluviosos, con polvo o con interferencias electromagnéticas. La carcasa externa está diseñada para ofrecer IP68 y seguridad contra la manipulación para aplicaciones en exteriores. Además, este equipo es compatible con las normativas EN 50121-4, ATEX C1D2 zona 2 y NEMA TS2. www.tempel.es

AUTOMATIZACIÓN PARA FÁBRICAS Y MAQUINARIA

INSPECCIÓN Y TESTS AUTOMATIZADOS Los sistemas de control de calidad han experimentado un crecimiento en costes en los últimos años. Junto con los sistemas de inspección y test, los productos industriales ayudan a minimizar los errores humanos y acelerar el tiempo de llegada al mercado.

AUTOMATIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN Las arquitecturas embedded no propietarias tipo PAC de magníficas prestaciones, alta compatibilidad, flexibles y escalables permiten integrar equipamiento de una gran variedad de fabricantes en sus sistemas y ayudan a cumplir con la demanda de un mercado altamente cambiante.

AUTOMATIZACIÓN DEL EMPAQUETADO Empaquetado eficiente gracias a una máxima durabilidad con el mínimo coste. Mediante la integración de motores de alta precisión y tarjetas de adquisición de datos ultra-rápidas, las máquinas de empaquetado mejoran sus prestaciones implantando sistemas flexibles que reducen costes de la cadena de producción.

CONTROL DE PROCESOS La arquitectura escalable en los sistemas de proceso y el trabajo con tiempo determinista en el control son factores importantes para los sistemas de control de procesos. Las soluciones de Advantech permite integrar toda la información a los clientes integrar toda la información en sistemas MES y CIM, e implementar un control de procesos discreto, por lotes o continuo.

HMI

FPM-8151H 15” XGA Industrial Stainless Monitor

CONTROLADORES

TPC-1251H 12.1” Touch Panel Computer

UNO-1170AH DIN-rail PC

UNO-3084 Wallmount Automation Computer

APAX-5000 Programmable Automation Computer

COMUNICACIONES INDUSTRIALES

TARJETAS DE CONTROL DE MOVIMIENTO

ENTRADAS/ SALIDAS

APAX-5000 Programmable Automation Computer

PCI-1265LT Motion Control Universal PCI Card

ADAM-4000/ ADAM-6000 Remote I/O Modules

SISTEMAS DE CONTROL DE GRAN FLEXIBILIDAD Y SOLUCIONES EMBEDDED DE SOLVENCIA CONTRASTADA. Tempel es el distribuidor líder en soluciones de automatización industrial, configurando soluciones industriales robustas y de alta fiabilidad. Los productos Advantech abarcan desde la automatización de planta hasta la cadena de producción, el proceso de test e inspección hasta el empaquetado. Además, Advantech aumenta el rango de producto con su gama clase I División 2, cumpliendo la normativa requerida en entornos hostiles.

BARCELONA tel.: 936003620 · ingenieria@tempel.esÊ MADRIDÊ tel.: 915054592 · madrid@tempel.esÊ VALENCIAÊ tel.: 963698156 valencia@tempel.esÊBILBAOÊtel.: 944635099 · bilbao@tempel.esÊSEVILLA tel.: 954252788 · sevilla@tempel.es

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ANUNCIANTES

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Página

B&R..................................................................35 y 56 Beckhoff Automation....................................... Portada Berriola.................................................................... 14 Bürkert.................................................................... 22 Dicomat................................................................... 26 Emerson Process Management................................. 3 Endress + Hauser............................................18 y 27 Fluke....................................................................... 55 Infaimon.................................................................. 47 Lana Sarrate............................................................ 20 Larraioz................................................................. 109 Mabeconta............................................................... 24 Mathworks................................................................. 6 Mesurex..................................................................... 4 Mitsubishi Electric.................................................. 80 Motores Weg........................................................... 67 Murrelektronik........................................................ 89 National Instruments.............................................. 51 Omron..................................................................... 39 Phoenix Contact....... Interior portada y contraportada Polylux..................................................................... 19 Pro-face................................................................... 21 Rittal.................................................................16 y 17 RS Components....................................................... 95 Schmersal................................................................ 15

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Página

Schunk.................................................................... 43 Side..................................................................34 y 90 Siemens................................................................... 33 Sisteplant............................................................... 111 Tempel.................................................................. 113 Vipa..................................................................23 y 25 Weidmüller.....................................................96 y 107 Wonderware............................................................ 13

EN EL PRÓXIMO NÚMERO Electrónica de potencia (integración en la red eléctrica) Panorama Industria aeonáutica Informe Software de control de procesos Crónicas de las ferias Genera y BIEMH

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